跑道两端近地面风场分析系统 技术需求.doc

技术需求书 跑道两端近地面风场分析系统 技术需求书7第一部分 跑道两端近地面风场分析系统的需求分析跑道两端近地面风场分析系统主要是集成AMDAR、AWOS以及风廓线雷达等资料的客观风场显示以及分析系统，是为航空飞行与塔台空中交通管制的安全与效益提供服务的基础型航空气象要素客观分析系统，并可以为临近预报提供参考依据，其功能需求如下：一、总体要求利用AMDAR、AWOS以及风廓线雷达等资料的高时空分辨率特性，初步建立安全、稳定、高精度、高可用性的跑道及其附近空域（20km范围）的风场分析系统，使其具有直观性、可靠性、实时性、事后反演性等特点，能够服务于民航空管，确保飞行的“安全、正常、效率”，同时能够对典型天气系统过程分析提供资料，为临近预报提供参考依据，并为未来更加先进的近地面风场预报研究系统开发做好基础技术积累。该系统初期以浦东机场资料为基础建立。二、系统功能需求（一）系统整体功能需求框架系统应具有跑道两端以及附近风场（20KM）AMDAR、AWOS、风廓线雷达以及MICAPS等资料入库、订正、同化、提取、计算、检索，以及AMDAR与其他资料的相互检验等功能。计算分析产品应包括跑道两端以及跑道附近常用航道的风场、风切变等（视情况添加温度场）。系统以图表（二维三维）或数值的形式反映运行结果。图1.1 系统主要模块流程图系统应包括资料收集处理模块、系统设置模块、检索模块、分析计算模块、输出显示模块五个模块。各模块均应实现可独立运行。流程如图1.1。（二）具体模块需求1. 资料收集处理模块需求1.1 收集功能需求该模块应能够定时从固定渠道获取资料，并能够在一定时限内实现自动补下资料更新运行。AMDAR资料需要同时记录相应机型资料。1.2 处理功能需求该模块应（1）实现各种资料的自检（剔除明显的错报）；（2）实现各种资料在需求位置区域内的同化，主要是时空同化（插值等方法）；（3）利用同化结果，应能实现各种资料的互检，并针对互检结果，自动抛弃相对误差较大资料，但同时能够输出显示互检结果；（4）实现同化后的各种资料在需求时空区域内的整合，由于各种资料时空特点不同，需要实现合理的相互替代和相互补充。2. 系统设置模块需求2.1 选取资料设置需求实现在浦东机场跑道两端和近地面常用航路区域内，可任意选取所需时空资料，形成选取资料设置文件，该文件可用于资料查看、显示插值和分析计算。2.2 工作路径设置需求路径设置包括资料收集处理路径、分析计算路径和绘图显示路径。资料收集处理路径指的是下载资料、存放资料、检验同化的路径；分析计算路径指的是将检验同化后的资料按设置计算分析（执行文件）后存放结果的路径；绘图显示路径是系统平台用于相关图形生成的GRADS或其它绘图软件（执行文件）的路径。2.3 定时任务管理需求实现让某一指定的程序定时完成作业。3. 分析计算模块需求3.1 分析计算设置需求可选取需求时间、空间，分析基本风场，也可选择查看未经同化的原始风场资料。并可根据相应方程进行风场二次计算，可实现制作低空风切变、风切变趋势分析、颠簸指数（根据理查森数等）、颠簸指数趋势分析、飞机尾流（可制作尾流威胁指数）、侧风分析等特色二次产品。实现可选择查看检验订正后各种实况资料（未插值同化）路径，同化后基本风场资料路径，特色二次产品路径，GRADS或其它绘图软件路径（供查看图形用）。3.2 特色二次产品生成需求该模块应可实现低空风切变、风切变趋势分析、颠簸指数（根据理查森数等）、颠簸指数趋势分析、飞机尾流（可制作尾流威胁指数）、侧风分析等特色二次产品的制作，并输出到系统设置部分指定的路径下。3.3 总的分析计算产品生成需求列表表1 每个实况时刻分析要素表序号分析结果单位说明1风向度实况时刻值2风速米/秒实况时刻值3风切变矢量，实况时刻值，包括水平和垂直方向4风切变趋势矢量，实况时刻值，包括水平和垂直方向5颠簸指数实况时刻值，包括水平和垂直方向6颠簸指数趋势实况时刻值，包括水平和垂直方向7飞机尾流威胁指数实况时刻值，包括水平和垂直方向8正侧风 米/秒矢量，实况实时刻值，水平方向9正侧风趋势实况时刻值4. 输出显示模块需求4.1 各种未同化实况资料文本显示需求实现将二进制的实况结果数据库文件数据用十进制的方式显示。4.2 基本风场以及特色二次分析结果文本显示需求实现将基本风场以及特色二次分析结果的二进制数据库文件数据用十进制的方式显示。4.3 二维/三维图形显示需求 二维/三维图形显示应包括各种实况资料图形显示、基本风场分析结果图形显示、特色二次分析结果图形显示三个部分，功能是通过GRADS、MATLAB、VIS5D或其它软件生成所选资料的图形并显示。可显示各种图表、同一时刻三维空间结果或者二维空间的时间序列结果。 5. 检索模块需求5.1 检索文件设置需求设置选取的资料种类、时间、空间范围，生成检索设置文件，该文件应能用于进入资料路径和分析计算结果路径调出结果显示，或者将二进制格式数据、十进制文本格式文件输出到指定路径。6. 人机交互界面设计需求利用VB等软件设计人机交互界面，该界面应能与五个模块实现互相通信，能进行整个系统的系统设置和修改。7. 二次开发接口需求在系统中应保留以下几方面的二次开发预留接口：（1）在实况资料的入库处理中，研制与数值模式的接口，未来可将其用于数值预报模式资料同化中，