(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210996842.1 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 成都信息工程大学 地址 610225 四川省成 都市西南 航空港经 济开发区学府路1段24 号 (72)发明人 刘涛　王家岷　王海江　徐自励　 李静　 (74)专利代理 机构 成都虹盛汇泉专利代理有限 公司 51268 专利代理师 张帆 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/28(2020.01) (54)发明名称 一种ADS-B风矢量反演方法 (57)摘要 本发明公开了一种ADS ‑B风矢量反演方法， 包括以下步骤： S1、 建立风速矢量模型： 地速矢量 Vg、 空速矢量Va、 风速矢量Vw关系为： Vg＝Va+Vw； S2、 反演算法： 在飞行过程中取得n组地速矢量， 得到n个地速采样点， 记为P1,P2,…,Pn， 对于多个 采样点Pk， 得到超定方程组： AV＝b； 用LS法求得A 的最小范数最小二乘解， 将最小范数最小二乘解 作为V的最优解， 得到拟合圆圆心位置， 然后从原 点到圆心的矢量即为空速矢量Va， 然后代入S1的 关系式得到风速矢量Vw。 本发明假设在一定时间 间隔和一定空域间隔内的飞机的空速大小基本 恒定， 可以根据单个飞机的大角度转弯数据反演 得到该空域的风速和风向， 反演结果可信度高。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115358073 A 2022.11.18 CN 115358073 A 1.一种AD S‑B风矢量反演方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 建立风速矢量模型： 在水平面内， 地速矢量Vg、 空速矢量Va、 风速矢量Vw三者的矢量 关系为： Vg＝Va+Vw                                (1) 其中， 地速指飞机相对于静止地面的速度； 风速指风相对于静止地面的速度； 空速指飞 机相对于风或者空气 气流的相对速度； S2、 反演算法： 将地速 矢量Vg沿坐标轴分解 为Vgx和Vgy两个分量： Vgx＝Vgcosθg， Vgy＝Vgsinθg                        (2) 其中， θg为地速矢量相对于正北方向的角度； Vgx,Vgy分别为该地速矢量采样 点的横坐标 和纵坐标； 由于ADS‑B的采样率很高， 因此在飞行过程中取得n组地速矢量， 得到n个地速矢量采样 点， 记为P1,P2,…,Pn， 对应的速度矢量分别为(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)； 假设Va恒定， 则Vw在运动过程中会得到多个Vw数据， 且多个数据都会落在一个圆上， 但 是由于Vw未知， 不能通过Vw求解该圆， 只能通过Vg拟合出该圆， 求出该圆的圆心， 从原 点到圆 心的矢量即为空速 矢量Va； 原点定义 为速度矢量 为0的点； 求取P1,P2的中点P1/2的坐标为 方向向量 为(x2‑x1,y2‑y1)； 则根据直线的法线方程， 过P1/2且与 垂直的直线方程 为： 再通过异于P1,P2的另外2个点P3,P4， 得出另外一个直线方程： 联立方程(3)、 (4)， 由拟合圆的两条弦的中垂线的交点可求 解圆心(x,y)； 对于多个采样点Pk， k＝1,2,…,n， 将方程扩展为超定方程组： AV‑b＝0                               (5) 其中， 得到V的形式为： V＝[x,y]T                               (8) 用LS法求得最小范 数最小二乘解：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358073 A 2将最小范数最小二乘解 作为V的最优解， 得到圆心位置 然后从原点到圆心 的矢量即为空速矢量Va， 然后分别将地速矢量Vg、 空速矢量Va代入公式(1)中， 得到风速矢量 Vw。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358073 A 3