高空格点气象数据的四维插值方法技术

公开了一种高空格点气象数据的四维插值方法包括以下步骤：（１）对等气压层间实际放行高度进行插值计算；（２）进行指定经纬度格点间的双线性插值计算；（３）进行指定时间点的线性插值计算。本方法通过将高空格点气象数据的四维插值分析和计算，能够得到标准大气条件下规定的高空任意飞行高度层、任意经纬度和任意时间点在实际大气环境中的气压高度数据，为后续的数据处理提供了有效的数据源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据分析与插值计算方法，特别是一种符合高空格点 气象数据的四维插值方法。
技术介绍
格点气象数据为美国FAA (Federal Aviation Administration,美国联邦 航空局)的一项专用数据，其中包含每天0点、6点、12点和18点的气象 数据，每个时间点上的数据又包含实际大气环境中的气压高度和温度数据， 对于每一个高度或温度数据块，又按照1000mb、 850mb、 700mb、 500mb、 400mb、 300mb、 250mb、 200mb、 150mb禾fU00mb的顺序排列。对于每一 个毫巴层的数据，其包含为全球以1.25度为间隔的经纬度格点矩阵数据。如果希望利用此数据得到标准大气条件下规定的高空任意飞行高度 层、任意经讳度和任意时间点在实际大气环境中的气压高度(以下简称实 际放行高度)数据，就需要利用现有的准确数据进行插值计算得到。此实际放行高度可以在高空空域安全评估、航路安全评估和航空器性 能评估等方面得到广泛地应用。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供了一种能 够得到标准大气条件下规定的高空任意飞行高度层、任意经纬度和任意时 间点在实际大气环境中的气压高度的。本专利技术的技术方案是这种包括以 下步骤(1)对等气压层间实际放行高度进行插值计算；(2)进行指定经纬度格点间的双线性插值计算；(3)进行指定时间点的线性插值计算。5本专利技术取得了如下技术效果(1) 对高空气象数据进行分析，完成了高空分配高度层上的实际放行 高度插值；(2) 利用双线性插值和线性插值方法，完成了任意经纬度、任意时间 点的真实高度插值。附图说明图1所示为本专利技术的步骤(1)的流程图； 图2所示为经讳度格点间数据的双线性插值的示意图； 图3所示为本专利技术的步骤(2)的流程图； 图4所示为本专利技术的步骤(3)的流程图。 具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 图l所示为本专利技术的步骤(1)的流程图。该步骤利用高空气象格点数据中的真实温度和真实高度，计算得到高空分配高度层的真实高度数据，首先给出计算中使用到的各项参数符号及其意义A和P—许可飞行高度层所对应上下mb气压层的mb值(己知经验值)；^和;^许可飞行高度层所对应上下mb气压层的真实高度(来源自气 象数据)；^和^:许可飞行高度层所对应上下mb气压层的真实温度(来源自气 象数据)；巧和A:标准大气环境下许可飞行高度层所对应上下mb气压层的标准高度(己知经验值)；M:标准百英尺高度层(已知经验值)；力标准大气环境下高度层对应的标准大气压强(已知经验值)；7:许可飞行高度层所对应上下mb气压层的真实平均温度，F = ^;65:由相关上下气压层和百英尺高度层确定的平均环境温度;差值公式最终结果，实际大气环境下的放行高度。表1给出了在高空FL280至FL450之间的各项经验取值<table>table see original document page 7</column></row><table>表h等气压层间实际放行高度插值计算经验参数取值所述步骤(1)包括以下分步骤(1.1) 开始插值计算分配高度层的真实高度；(1.2) 根据FL的数值取定各已知参数数值；(1.3) 计算第二辅助参数&，其中^-^^;(1.4) 判断当前高度层是否高于FL370，如果是执行步骤(1.6)，否则执行步骤(1.5);(1.5) 按较低空域计算公式，计算7;= 1+|.(^丄-A)，较低空域包含FL280至FL370共IO个高度层，执行步骤(1.7);(1.6) 按较高空域计算公式，计算5=,2+|.(//2-尺)，较高空域包含FL380至FL450共8个高度层，执行步骤(1.7);ln(1.7)计算第一辅助参数&，其中^=*-111尸，(1.8) 判断当前高度层是否高于FL370，如果是执行步骤(1.10)，否则执行步骤(1.9);(1.9) 按较低空域计算公式，计算/^=/ 1+《1.(/ 2-/0，较低空域包含FL280至FL370共10个高度层，执行步骤(1.11);(1.10) 按较高空域计算公式，计算/^-、+^.b-/0，较高空域包含FL380至FL450共8个高度层，执行步骤(1.11);(1.11) 返回计算结果^/值，为高空分配高度层的真实高度数据；(1.12) 等气压层间实际放行高度插值计算结束。本步骤对不同气压高度层的数据迸行了插值计算，得到了格点经纬度上高空分配高度层的实际高度，为下一步在经纬度上进行的双线性插值提供了有效的数据源。图2所示为本专利技术中经纬度格点双线性插值过程示意图，根据已知点尸(l，l)、户(1，2)、尸(2，1)和尸(2，2)点的实际高度数据，通过插值方法计算任意点AT(;c，力的实际高度，图3给出了步骤(2)的流程图，具体为(2.1) 开始双线性插值计算；(2.2) 给各项变量附初值，令P(l，l)点的经纬度分别为x,、力，数据值为XU)，尸(1,2)点的经纬度分别为A、》，数据值为/1，2)， P(2，l)点的经纬度分别为;c2、力，数据值为A2，1)，尸(2，2)点的经纬度分别为X2、力，数据值为/2,2)， M(x,力点的经纬度为x、》数据值为/(;c,力(2.3)计算0(x，力)点的数据值，即(2.4)计算g2(^y2)点的数据值，即(2.5) 计算M(x，力点的数据值，即/(x，力《^^/(;^)+^^/(W2)，少2 - h 力 一 力返回/0c,"数据值；(2.6) 双线性插值过程结束。本步骤将指定经纬度格点间任意经纬度数据值进行了插值求解，得到了给定时间点，任意经纬度的实际高度数据，为下一步在时间格点间进行的线性插值提供了有效的数据源。图4所示为本专利技术的步骤(3)的流程图。由于高空格点的气象数据按每日O点、6点、12点、18点给出，利用此方法可以得到任意时间点的实际高度数据值，具体为-(3.1)开始线性插值计算；G.2)给各项变量附初值，令r时刻点的时间为^，数据值为Ai)， T+6时刻点的时间为b数据值为A2)，待求解时刻的时间为f，数据值为AO;(3.3)计算,时刻的数据值，即/(,)"/(i)+潜y(Vo，返回/(0数(3.4)线性插值过程结束。本步骤完成了任意时间点的格点数据线性插值，完成了数据解析过程，得到了最终的数据解析结果。本专利技术通过将高空格点气象数据的四维插值分析和计算，得到了标准大气条件下规定的高空任意飞行高度层、任意经纬度和任意时间点在实际大气环境中的气压高度，为后续的数据处理提供了有效的数据源。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本专利技术技术方案的保护范围。权利要求1、，其特征在于，包括以下步骤(1)对等气压层间实际放行高度进行插值计算；(2)进行指定经纬度格点间的双线性插值计算；(3)进行指定时间点的线性插值计算。2、 根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤(1)包括以下分步骤(1.1) 开始插值计算分配高度层的真实高度；(1.2) 根本文档来自技高网...

【技术保护点】
高空格点气象数据的四维插值方法，其特征在于，包括以下步骤：　（１）对等气压层间实际放行高度进行插值计算；　（２）进行指定经纬度格点间的双线性插值计算；　（３）进行指定时间点的线性插值计算。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱衍波，金开研，张军，唐金翔，许有臣，兆珺，吕嘉川，
申请(专利权)人：民航数据通信有限责任公司，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[]