CN106546984A - 利用外部气象数据提高机载气象雷达的性能 - Google Patents

利用外部气象数据提高机载气象雷达的性能 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用外部气象数据提高机载气象雷达的性能。具体公开了气象雷达控制***包括处理器，其配置成从航空器上携带的气象雷达***获取适于从航空器延伸的第一区域的第一气象数据。第一气象数据包括在第一区域中的气象事件的第一位置。处理器进一步配置成经由通信***从外部位置接收关于航空器的第二区域的第二气象数据，其中第二气象数据包括在第二区域中的气象事件的第二位置，并且将第一气象数据和第二气象数据相关联。处理器进一步配置成基于相关联的气象数据生成用于显示的显示数据，其中显示数据用于至少部分由第一和第二区域所限定的显示区域，并将显示数据提供到航空器上的显示***。

Description

利用外部气象数据提高机载气象雷达的性能
技术领域
本文所公开的发明性概念通常涉及显示***，并且尤其涉及用于航空器的气象雷达显示***。
背景技术
气象雷达***可用于警报交通工具的操作员，例如航空器的飞行员，在交通工具附近区域中、在沿着交通工具预期路线区域中、在交通工具的预期最终目的地处等等的气象灾害。然而，气象雷达***通常受到其能够准确扫描的最大范围的限制。例如，航空器上携带的气象雷达***能够检测远达40海里(nm)的乱流，高达100海里(nm)的垂直气象。气象雷达***，包括那些航空器上携带的，可以接收来自外部来源的补充数据，以补充由机载气象雷达***所捕获的信息，但是转移补充数据通常需要高宽带数据传输器，其通常很昂贵而且经常不可用。
发明内容
在一个方面，本文所公开的发明性概念的实施例涉及气象雷达控制***。气象雷达控制***包括至少一个处理器，其与通信***和存储处理器可执行代码的非暂态处理器可读介质耦连，使得至少一个处理器从机载气象雷达***获得从航空器处延伸的第一区域的第一气象数据。第一气象数据包括在第一区域中的气象事件的第一位置。所述处理器可执行代码进一步使得至少一个处理器经由通信***从外部位置接收关于航空器的第二区域的第二气象数据。所述第二气象数据包括在第二区域中的气象事件的第二位置。所述处理器可执行代码进一步使得至少一个处理器基于第一和第二位置将第一气象数据和第二气象数据相关联，并且基于所述相关联的气象数据生成用于显示的显示数据。显示数据适于至少部分由第一和第二区域所限定的显示区域。所述处理器可执行代码进一步使得至少一个处理器将显示数据提供到航空器上携带的显示***。
在进一步的方面，本文所公开的发明性概念的实施例涉及气象雷达控制***。气象雷达控制***包括通信***、至少一个处理器和非暂态处理器可读介质，所述通信***包括配置成从外部位置接收气象数据的收发器，所述至少一个处理器与通信***耦连，所述非暂态处理器可读介质存储处理器可执行代码，用于使得至少一个处理器从航空器上携带的气象雷达***获取从航空器延伸的第一区域的第一气象数据。第一气象数据包括第一区域中的气象事件的第一位置。所述处理器可执行代码进一步使得至少一个处理器基于从航空器延伸的第一区域的范围从外部位置接收关于航空器的不同于第一区域的第二区域的第二气象数据。所述第二气象数据包括第二区域中的气象事件的第二位置。所述处理器可执行代码进一步使得至少一个处理器基于第一和第二位置将第一气象数据和第二气象数据相关联，并且基于所述相关联的气象数据生成用于显示的显示数据。显示数据适于至少部分由第一和第二区域中的至少一个所限定的显示区域。所述处理器可执行代码进一步使得至少一个处理器将显示数据提供到航空器上携带的显示***。
在另一方面，本文所公开的发明性概念的实施例涉及控制气象雷达控制***的方法。所述方法包括从航空器上携带的气象雷达***获取从航空器延伸的第一区域的第一气象数据。第一气象数据包括第一区域中的气象事件的第一位置。所述方法进一步包括经由通信***从外部位置接收关于航空器的第二区域的第二气象数据。所述第二气象数据包括第二区域中的气象事件的第二位置。所述方法进一步包括基于第一和第二位置将第一气象数据和第二气象数据相关联，并且基于所述相关联的气象数据生成用于显示的显示数据。显示数据适于至少部分由第一和第二区域所限定的显示区域。所述方法进一步包括将显示数据提供到航空器上携带的显示***。
附图说明
从下面的详细描述结合附图本公开将变得更加可以充分理解，其中相同的参考数字指代相同的元件，其中：
图1A是根据示范性实施例的航空器控制中心或驾驶舱的示意图；
图1B是根据示范性实施例的包括雷达***和航空器控制中心或驾驶舱的航空器前部的示意图；
图2是根据示范性实施例的气象检测***的框图；
图3是根据示范性实施例的航空器通信***的示意图；
图4A是根据示范性实施例的气象雷达控制***的框图；
图4B是根据示范性实施例的气象雷达控制***的数据流程图；
图5是根据示范性实施例的用于控制航空器的气象雷达控制***的过程流程图；
图6是根据示范性实施例的用于控制航空器的气象雷达控制***以便生成新的路线信息的过程流程图；以及
图7A-7B是根据示范性实施例的气象雷达显示***的显示器屏幕的图示。
具体实施方式
在转到详细说明本文所公开的发明性概念的示范性实施例的附图之前，应当理解的是，本发明性的概念并不限于说明书中阐述或附图中所示的细节或方法。还应当理解的是，术语仅仅是为了描述的目的并且不应被认为是限制性的。例如，本文所公开的发明性概念将参照航空器进行描述，然而，应当领会的是，发明性概念并不限于在航空器上或参照航空器进行实践。例如，气象雷达控制***的组件可基于地面，以便气象数据可在地面上获取和/或进行处理并且上行传输到航空器上携带的显示***(例如，内置的显示器，电子飞行包，平板电脑)或否则通信到航空器的飞行员用于处理和/或分析。此外，本文所公开的发明性概念的实施例可以用装备在交通工具或平台上的任何雷达***来实现，诸如陆地车辆，海上运输工具，潜艇运输工具，无人驾驶飞行器和太空飞行器。
大体参照附图，本文所述的发明性概念可用于将来自外部源的低带宽数据包提供到气象雷达***，以提供气象数据，否则所述气象数据将不能由所述气象雷达***访问。低带宽数据包通常可包括由基于地面的和/或基于卫星的气象雷达***所获取、处理和/或生成的数据。低带宽数据包可包括指示适于气象威胁区域的闪电、乱流、或其它气象特征以及气象模型信息的数据。数据包可周期性地传送到航空器上携带的气象雷达控制***，并与由机载气象雷达***所获取的气象数据相关联。例如，数据包可经由ARINC 429数据总线、以太网总线、或其它数据总线从基于地面的气象雷达***传送到机载气象雷达***。当从外部气象***接收数据包时，机载气象雷达控制***可配置成显示与超出航空器雷达范围的气象威胁相关的信息。
参照图1A，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的航空器控制中心或驾驶舱102的示意图。航空器控制中心102可包括一个或多个飞行显示器104和一个或多个用户界面(“UI”)元件106。飞行显示器104可使用任何各种显示技术来实施，包括阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(organic LED)、点阵显示器、以及其它显示技术。飞行显示器104可以是导航(NAV)显示器、主飞行显示器、电子飞行包显示器、平板电脑，诸如由苹果公司制造的电脑或平板电脑、合成视景***显示器、带有或不带有投影仪的平视显示器(HUD)，可佩戴的显示器，手表，谷歌飞行显示器104可用于将信息提供给飞行机务组，从而扩展可视范围和提高决策能力。一个或多个飞行显示器104可配置成例如用作主飞行显示器(PFD)，其用于显示海拔高度、空速、垂直速度、以及导航和交通防撞***(TCAS)报告。一个或多个飞行显示器104还可配置成例如用作多功能显示器，其用于显示导航地图、气象雷达、电子图、TCAS交通情况、航空器维护数据和电子清单、手册和程序。一个或多个飞行显示器104还可配置成例如用作发动机指示和机组警告***(EICAS)显示器，其用于显示发动机和***的关键状态数据。也可以考虑飞行显示器104的其它类型和功能。根据本文公开的发明性概念的各个示范性实施例，至少一个飞行显示器104可配置成提供来自本公开的***和方法的回馈显示。
在一些实施例中，飞行显示器104可基于从航空器外部的***，诸如基于地面的气象雷达***，基于卫星的***，或从另一航空器的***所接收的数据来提供输出。在一些实施例中，飞行显示器104可从机载的基于航空器的气象雷达***、激光雷达(LIDAR)***、红外***或航空器上的其它***提供输出。例如，飞行显示器104可包括气象显示器、气象雷达图和地形显示器。在一些实施例中，飞行显示器104可基于从多个外部***或从至少一个外部***和机载的基于航空器的***所接收的数据的组合来提供输出。飞行显示器104可包括电子显示器或合成视觉***(SVS)。例如，飞行显示器104可包括下述显示器，其配置成显示二维(2-D)图像，地形和/或气象信息的三维(3-D)立体图像，或气象信息或预报信息的四维(4-D)显示。还可以提供地形和/或气象信息的其它视图(例如，平面视图，水平视图，垂直视图)。视图可包括地形和/或气象信息的单色或彩色图形表示。气象或地形的图形表示可包括气象或地形的海拔高度或相对于航空器的海拔高度指示。
UI元件106例如可包括刻度盘、开关、按钮、触摸屏、键盘、鼠标、操纵杆、光标控制装置(CCD)或证实用于航空电子***的其它多功能键垫。UI元件106例如可配置成允许航空器的机组成员与各种航空电子应用程序交互并执行功能，诸如数据输入、操纵导航地图、以及在清单条目中移动并进行选择。例如，UI元件106可用于调节飞行显示器104的特征，诸如对比度、亮度、宽度和长度。UI元件106也(或可替代地)可由航空器机组成员用于与飞行显示器104的显示交互或操纵飞行显示器104的显示。例如，UI元件106可由航空器机组成员用于调节亮度、对比度和显示在飞行显示器104上的信息。UI元件106可另外用于确认或解除由飞行显示器104所提供的指示。UI元件106可用于校正飞行显示器104上的误差。其它UI元件106，诸如指示灯、显示器、显示元件、和音频警告装置，可配置成警告潜在威胁条件，诸如恶劣天气、地形、和障碍物，诸如与其它航空器的可能碰撞。
参照图1B，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的航空器100的前部的示意图。航空器100包括机头140，雷达***150，和航空器控制中心或驾驶舱102。雷达***150，诸如气象雷达***或其它雷达***，通常位于航空器100的机头140内或航空器100的驾驶舱102内。根据本文所公开的发明性概念的其它示范性实施例，雷达***150可位于航空器100上的任何地方，诸如位于航空器100的顶部上，位于航空器100的机腹上，位于航空器100的机尾上，或者位于航空器100的任一侧上或两侧上。雷达***150的各个组件可分布在遍布航空器100的多个位置处。雷达***150可包括或耦连到航空器100的天线***。雷达***150或航空器100上携带的其它设备可配置为兄其他源接收气象数据。例如，雷达***150或航空器100上的其它设备可以从基于地面的气象雷达***、基于卫星的***、以及从其它航空器的基于航空器的***接收气象数据。雷达***150可以是配置成检测或接收用于本公开的***和方法的数据的任何雷达***。根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例，雷达***150可以是RTA-4218MULTISCAN雷达***，WXR-2100MULTISCAN雷达***，或由罗克韦尔柯林斯公司(Rockwell Collins,Inc.)制造的类似***，并根据本文所公开的发明性概念进行配置。
雷达***150通常可通过在天空水平地来回扫描雷达波来操作。例如，雷达***150可以在航空器100正前方径直实施第一水平扫描152和以倾斜角度156向下(例如，20度向下)实施第二水平扫描154。来自不同倾斜角度的回波可以电子方式混合以形成用于在电子显示器，诸如航空器控制中心102中的飞行显示器104，上显示的合成图像。回波也可被处理以便例如区分地形、气象、和其它对象，以确定地形的高度，并确定气象的高度。
雷达***150还可在天空垂直地来回扫描雷达波束。在一些实施例中，雷达***150可以变化的垂直倾斜角度垂直地来回扫描雷达波束。可分析来自不同的垂直倾斜角度的结果以确定气象的特点。例如，利用垂直的扫描结果可确定气象条件的海拔高度、范围和垂直高度。垂直的扫描结果可用于形成用于在电子显示器上显示的图像。例如，可生成气象的垂直剖面图并在航空器控制中心102的飞行显示器104上提供给机组人员。剖面可由飞行员利用来确定高度、范围、危险和威胁以及其它相关信息，所述信息可由航空器机组成员利用来评估当前航线或改变航空器的航线以避开所检测到的气象条件。
参照图2，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的气象检测***200的框图。气象检测***200包括气象雷达***202(例如，类似于雷达***150的***)，航空器传感器203，电子设备(诸如处理电路204)，电子显示***206(例如，包括类似于飞行显示器104的显示器)，以及通信***208。通信***208可配置成与外部***诸如其它航空器230、240和地面站220进行通信。气象雷达***202可配置成从航空器安装的天线发送一个或多个雷达信号，接收回波，并解译回波(例如，用于显示给用户，用于传送到外部气象***)。在一些实施例中，气象雷达***202配置成经由通信***208和处理电路204从外部***接收气象数据，所述外部***诸如基于地面的气象雷达***(例如，地面站220)、卫星***、以及其它航空器(例如，其它航空器230、240)的***。
在一些实施例中，气象雷达***202可执行多次雷达扫描。雷达扫描可包括水平扫描、垂直扫描或水平和垂直扫描的组合。可以执行多次雷达扫描，以便扫描基本上彼此正交。根据一些实施例，气象雷达***202可以是单脉冲雷达***、时序波瓣***或能够进入切换模式的具有孔的雷达***。航空器传感器203例如可包括一个或多个空速传感器，位置跟踪传感器(例如，GPS)，雷电传感器，乱流传感器，压力传感器，光学***(例如，摄像机***，红外***)，外部空气温度传感器，海拔风速传感器(winds at altitude sensor)，INSG负载(原位乱流)传感器，气压传感器，湿度传感器，燃料传感器，或任何其它的航空器传感器或可用于监测航空器性能或航空器本地或远离航空器的气象的感测***。来自航空器传感器203的数据可被输出到处理电路204以进一步处理和显示，用于输入到气象雷达***202，或用于经由通信***208传送到基站(例如，基于地面的气象雷达***或诸如地面站220的地面站，空中交通管制服务***，或其它地面站)，卫星，或其它航空器230、240。从外部***(例如，地面站220)收集到的数据也可由处理电路204处理以便将所收集到的数据配置成用于显示，并将数据提供给气象雷达***202，以便被处理并用于控制气象雷达***202的各方面。
气象雷达***202可以是用于检测气象模式的***。所检测到的气象模式可通信给电子显示***206，用于显示给机组人员。从外部基站(例如，地面站220，卫星***，其它航空器230、240)接收到的数据可在显示***206上显示。所检测到的气象模式可替代地或还可提供给电子器件和/或处理电路204以便进一步处理和分析，在自动化功能中使用，或用于经由通信***208传送到外部***(例如，地面站220，卫星***，其它航空器230、240)。
在一些实施例中，航空器100和/或其它航空器230、240可在特定的区域内进行扫描，以基于经由通信***208从外部源(例如，地面站220)所接收到的数据提高气象检测的精确度。例如，航空器气象雷达***202可调节其自身的倾斜角度以基于从地面站220接收的冻结等级和对流顶层等级提高检测气象的可能性。在一些实施例中，航空器100和/或其它航空器230、240上的***可基于对所接收到的数据进一步处理和/或分析来在特定区域内扫描。在一些实施例中，外部源可经由通信***208请求或引导航空器100和/或其它航空器230、240在特定区域内进行扫描。可替代地，气象雷达***202可请求或引导地面站220和其它航空器230、240朝向航空器100感兴趣的气象(例如，在航空器100飞行路径中的气象)引导扫描，以提高气象检测准确度。由气象雷达***202执行扫描，并且请求可经由通信***208传送到地面站220或其它航空器230、240。
参照图3，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的航空器通信***300的示意图。航空器通信***300可帮助在具有机载气象雷达***202、基于地面的数据中心(例如，地面站220)，卫星310的航空器100和其它航空器(例如，其它航空器230、240)之间的通信。地面站220可经由第一信道330从航空器100接收气象数据和其它航空器数据(例如，路线)。地面站220可利用来自不止一个的航空器和卫星的数据和通信，即使只有一个航空器100和卫星310在图3中示出。附加信息可从无线或有线信道从基于地面的雷达320接收。地面站220可经由第二信道332将数据提供到航空器100，所述数据诸如气象数据、调度数据、和其它控制数据。虽然两个信道在图3中示出，用于与航空器100进行通信，但是应当领会的是，任何数目的信道可用于在地面站220和航空器100之间进行通信。卫星310可经由第三信道334将数据提供给航空器100，以及提供给其它航空器或地面站，以及类似地可经由第四信道335从航空器100接收数据。在一些实施例中，卫星310可将数据提供给其它航空器或地面站以及从其它航空器或地面站接收数据。
可使用各种类型的信道，包括虚拟信道，广播信道，卫星信道。信道可以是双向的或单向的。信道可以是卫星链路信道，VHF信道，国际海事卫星信道。可以使用任何类型的无线通信。各种类型的通信协议，包括网络和ad hoc网络协议可用于实施通信操作，并用于建立图3中描绘的信道。
在一些实施例中，信道可为航空器100和地面站220之间的低带宽链路提供方便。可在地面站220生成、创建或否则开发或装配低带宽数据包，并将其传送到航空器100。在一些实施例中，地面站220经由卫星310和/或其它航空器230将数据包传送到航空器100。数据包可包括气象雷达数据和基于气象雷达数据或受气象雷达数据影响的其它数据(例如航空器的路线信息)。数据可经由例如备用ARINC 429数据总线、以太网总线或其它数据总线传送。
在地面站220、卫星310和航空器100之间交换的气象数据可为任何数目的形式。例如，气象数据可包括雷达数据，其包含本文所述的任何数据类型，包括位置信息、运动矢量数据、感测信息的时间、或测得的气象条件390的参数值。位置信息可为例如基于来自雷达***或另一固定参考点的方位角、仰角、和范围的形式，矩形网格形式，多边形网格形式，地理注册(georegistered)形式或其它形式。在一些实施例中，信息可基于参照网格(例如，纬度，经度和海拔网格)的顶点坐标。在一些实施例中，雷达数据可基于范围和方位角的表示。雷达数据还可包括与用于提供雷达数据的雷达相关联的雷达特性。该特性可包括波段类型、雷达质量、或倾斜角度的指示。在一些实施例中，地面站220可基于波段类型特性来调节雷达数据(例如，以当将来自使用不同波段类型的雷达***(诸如S或C波段雷达)的数据进行比较时提供一致性)。
在一些实施例中，气象数据可从多个源提供。气象数据还可指示一种或多种类型的气象条件。例如，气象数据可指示对流气象***(例如，雷暴)，乱流，高空风，结冰，冰雹或火山灰。在一些实施例中，关于对流气象***的数据可从下述***提供，所述***即基于地面的气象***，诸如新一代气象雷达(NEXRAD)，或基于卫星的气象***，诸如美国地球同步运行环境卫星***(GOES)或极地运行环境卫星(POES)***。这样的数据可包括适合数目的气象单元的标识，其可为在一系列的雷达区域扫描中识别的分段(例如，以多边形形式输送)的气象单元。个体气象单元例如可以是高反射率或高于一个或多个指定阈值的其它值的3-D区域。个体气象单元也可由反射率径向跳动段构成，并且相应地2-D气象组件由分段的组构成并以不同的雷达仰角发生。具有计算出的质心的气象组件可垂直关联到具有已建立质心的单元。这种气象单元数据还可包括每个气象单元的个别数据点和走向。例如，当前的气象单元位置可具有方位角、范围、方向和速度信息，诸如使用极坐标或直角坐标连同任何跟踪误差的估计的运动矢量。可包括其它信息，诸如例如风暴底高度、风暴顶高度、最大反射率、最大反射高度、冰雹概率、强冰雹概率、基于单元的垂直整合液体(VIL)含量、增强的回波顶部(EET)和质心高度以及本文进一步详细描述的其它信息类型。气象跟踪数据可通过监测气象单元的运动并将当前的单元和之前的区域扫描单元进行匹配来生成。预测数据可基于先前的区域扫描以及生长、衰退和/或形状变化估计通过预测将来的质心位置来生成。也可提供多个气象单元的平均数据(例如，平均的运动矢量数据)。气象数据可作为例如字母数字值表格提供，和/或作为单独的显示或图形覆盖来提供。
应当领会的是，来自任意数目的外部源的数据的任意组合可以被组合、合并和/或分析以在显示器屏幕上提供气象数据，或确定用于控制气象雷达***202的操作参数或感兴趣的点。还应当领会的是，可使用在本公开中特别提到的那些之外的其它数据源，对气象条件进行分类、描述、或否则表征的任何数据、索引或参数可通过控制模块适应和/或解译，以控制气象雷达***202，包括控制扫描特性和气象检测特性，以增加和/或最大化检测对流活动、其它气象条件、或者非气象事件的概率。在一些实施例中，气象雷达***202配置成基于从外部源，诸如地面站220，接收到的信息来调节扫描特性、脉冲特性以及频率特性中的至少一个。
参照图4A，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的气象雷达***202的框图。气象雷达***202可包括气象雷达收发器408(例如，与通信模块或通信***208类似或相同)，气象雷达可调天线410和用于自动控制天线410的倾斜角度的倾斜控制器412(机械的或电子的)。气象雷达***202可进一步包括处理电路204，其包括处理器402和存储器404，如参照图2所述的一个或多个显示器206，以及如参照图1A所述的一个或多个用户界面元件106。气象雷达***202可经由通信***208(例如，无线电或其它无线通信装置)与一个或多个远程数据源，诸如地面站220、另一航空器或另一地面站，通信。
存储器404可包括任何类型的机器可读存储设备，其能够存储用于由处理器402分析/处理的雷达回波或相关联的气象数据或程序指令。存储器404可以是例如非暂态机器可读介质，其用于携载或具有存储于其上的机器可执行指令或数据结构。这种机器可读介质可以是任何可用的介质，其可由专用计算机或具有处理器的其它机器访问。通过实例的方式，这种机器可读介质可包括随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，电可擦除可编程存储器(EEPROM)，CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备，或可用于携载或存储想要的程序代码的机器可执行指令或数据结构形式以及可由专用计算机或具有处理器的其它机器访问的形式的任何其它介质。上述的组合也包括在机器可读存储介质的范围之内。机器可执行指令包括例如使得专用计算机或专用处理机执行某一功能或功能组的指令和数据。如本文所参照的那样，机器或计算机可读存储介质不包括暂态介质(即，在空中的信号)。气象雷达***202可具有使用相同或不同存储技术的一个或多个存储器404。
在一些实施例中，存储器404能够以可快捷寻址且可快速获取的方式存储从在不同角度扫描的多个天线得到的多组气象数据，但在一些实施例中也可使用单次扫描的数据。根据一个实施例，存储器404还可包括三维存储缓冲器，其用于根据X、Y、Z坐标来存储气象雷达参数。存储器404可进一步存储从外部源(诸如地面站220)所接收的气象数据。不以限制性的方式公开雷达数据的存储以及存储于其中的气象数据的形式。
在一些实施例中，气象数据可作为信息的数学方程式表示存储于存储器406中。数学方程式表示可以是分段线性函数，分段非线性函数，三次样条函数的系数，多项式函数的系数，等等，其表示基于水平扫描数据的气象条件的垂直表示和/或基于垂直扫描数据的气象条件的水平表示。函数可以是基于气象参数的方程式，所述参数可能是传感器驱动的、模型驱动的、和/或传感器和模型的一个合并。虽然描述了水平扫描数据，但替代性的实施例可包括直角坐标、ρ/θ输入、纬度和经度坐标、和/或海拔高度。可预测空间中的任何想要点的气象条件，其中垂直尺寸是雷达方程式的被求项(例如，给定其指出了多大的功率返回到雷达接收器)。
处理器402可以实现为这些方法中的硬件、固件、软件或者任意组合。气象雷达***202可具有使用相同或不同处理技术的一个或多个处理器402。另外，处理器402可以是气象雷达***202的单独组件，或者可以嵌入到气象雷达***202的另一个组件内。处理器402可以执行使用一种或多种编程语言、脚本语言、和/或汇编语言来编写的指令。该指令可由例如专用计算机、逻辑电路或硬件电路执行。术语“执行”是运行应用程序或执行由指令调用的操作的过程。处理器402可处理存储于存储器404内的数据和/或执行存储于存储器404内的应用程序，诸如气象数据和/或其它指令。
处理器402可作为多重扫描、多倾角气象雷达***的一部分被包括，并可执行由常规的气象雷达回波处理单元执行的惯常功能。处理器402也可基于存储器404中提供的附加数据和/或指令来执行若干附加的操作。通常，处理器402可合并或交叉限定以若干不同倾斜角扫描的若干不同天线的雷达回波和/或从一个或多个外部源接收的气象数据的部分或范围，使得基于若干单独扫描的单一、相对无杂波图像可呈现给飞行员。雷达回波可由处理器402进行处理，以生成航空器100附近的气象的2-D，3-D，或4-D气象剖面。在一些实施例中，处理器402可合并或交叉限定雷达回波或若干不同源的气象数据的部分或范围，包括来自一个或多个远程源的气象数据(例如，地面站220，卫星310，其它航空器230、240)，从而使基于若干气象数据源的复合或融合图像可呈现给飞行员。
处理器402可处理气象雷达回波，以识别或感测在航空器100前面(例如，在飞行路径中)或视野内气象条件的存在。在一些实施例中，处理器402可利用气象条件的高度和范围，以生成与气象相关联的垂直剖面。处理器402可扫描过方位角阵列，以生成航空器100附近气象的3-D气象剖面，其可被储存起来以备以后呈现和/或在显示器410上显示。在一些实施例中，在显示器410上提供不同于气象表示的附加可视指示。在一些实施例中，可以提供具有指示从航空器100的当前位置起始的距离的范围标记和指示从航空器100的当前飞行路径或方位起始的方位角的方位标记的范围和方位矩阵，并且可以从飞行员的角度协助飞行员认知识别气象特征。
现在参照图4B，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的气象雷达***202的数据流程图。来自天线410接收的回波的气象数据(例如，雷达回波数据420)以及从远程源例如地面站220接收的气象数据(例如，远程源气象数据422)可存储在存储器406中。气象数据可基于例如所接收到的水平和/或垂直雷达扫描和/或来自其它源的数据(例如，NEXRAD气象数据)。气象数据也可来自另一气象雷达源或可以是来自以不同频率操作的机载气象雷达***的数据，所述频率诸如毫米频率，Ka波段的频率，或W波段的频率。在一些实施例中，气象数据可来自非雷达机载源(LIDAR源，红外线源)。气象数据可包括感测数据的时间，诸如时间戳，和适于时间和空间相关性(例如，NEXRAD数据)的运动矢量数据(例如，个体气象单元和平均运动矢量数据)。
来自天线410的雷达回波数据420可在气象雷达***的正常工作期间由气象雷达***202捕获。由于一般性能的限制，天线410通常被限制在一定范围内。例如，利用雷达回波数据420，处理器402仅能够检测到远达40海里的乱流，垂直气象威胁至多100海里远，闪电威胁至多160海里远。远程源气象数据422可从地面站220或另一源接收，且通常可包括超出天线410范围的区域的气象数据。例如，地面站220可接收覆盖更宽广区域的雷达回波，天线410能够覆盖从一个或多个地面雷达320起始的范围。地面站220可基于来自基于地面的雷达320的雷达回波和从卫星接收到的气象数据生成气象数据，以传送到气象雷达***202。
远程源气象数据422可以类似于雷达回波数据420的数据形式由地面站220发送。然后远程源气象数据422可由处理器402与雷达回波数据420相关联。通过相关联和比较两组数据来确定不在雷达回波数据420范围内的由远程源气象数据422识别的感兴趣区域。
存储器404可进一步存储路线数据424。路线数据424通常可指示航空器100的飞行计划，航空器100的目的地，以及与航空器100的操作相关的任何其它信息。路线数据424可由航空器100的飞行员输入和/或从另一航空器***取得。可配置路线数据424用于在显示器206上显示和更新(例如，基于接收新的路线信息或气象数据)。
进一步示出了存储器404包括相关联模块426。相关联模块426可配置成将来自多个源的气象数据诸如雷达回波数据420和远程源气象数据422相关联。气象数据可以用类似于天线410产生的气象数据的形式从地面站220传送到气象雷达***202。相关联模块426利用包含在每个数据结构内的相对位置信息将来自两个(或多个)数据源的数据相关联。一旦数据被相关联，则相关联模块426可确定数据源之间的差异。例如，地面站220从其接收气象数据的地面雷达范围可比天线410的范围大得多。相关联模块426可识别未由天线410覆盖的但由基于地面的雷达320覆盖的区域。相关联模块426可识别基于地面的雷达320范围内的但超出天线410范围的一个或多个感兴趣的点。感兴趣的点可与一个或多个气象威胁区域(例如，在天线410范围外的一个或多个气象单元)相对应。在另一个实例中，相关联模块426可识别来自两个或多个源的同一区域的雷达回波的差异，并且可以排解差异。在一些实施例中，相关联模块426配置成确定和/或选择距离或规划范围，以将从外部源接收到的气象数据与由航空器100的机载气象雷达***获取的气象数据相关联。在一些实施例中，相关联模块426基于现有技术中已知的数据链气象使用指南确定距离范围。例如，在一些实施例中，相关联模块426配置成基于任务阶段、计划的范围/距离以及可用的数据链产品中的至少一个确定用于使用的特定产品，用于显示的气象指示的类型以及远离航空器100特定距离所需的气象数据的类型中的至少一个。在一些实施例中，相关联模块426配置成基于确定需要特定类型的气象数据来提供用于从航空器起始的特定显示范围或距离的特定气象数据的显示而从外部源自动请求气象数据。在一些实施例中，相关联模块426配置成基于要显示的气象产品的类型自动确定显示范围。在一些实施例中，显示范围可基于用户输入。在一些实施例中，显示范围可针对不同类型的气象产品进行变化。在一些实施例中，第一显示范围可用于第一位置以及第二显示范围可用于第二位置。例如，在一些实施例中，当航空器处于第一位置时，相关联模块426可以接收和/或要求从航空器100远离100海里的区域的特定气象产品的外部气象数据，但是当航空器处于第二位置时，相关联模块426可以要求从航空器100远离50海里的区域的特定气象产品的外部气象数据(例如，由于衰减)。
进一步示出了存储器404包括路线重新定制模块428。依靠相关联模块426的输出，可识别一个或多个感兴趣的点，由于这些感兴趣的点行程会是困难的或不可能的。这些感兴趣的点超出天线410的检测范围，因此航空器100的飞行路径或路线没有报告这些感兴趣的点(即，飞行路径不报告沿路径的危险气象)。在这种情况下，路线重新定制模块428可配置成基于由相关联模块426对附加气象威胁的检测来计算航空器100的新路线。
在一些实施例中，除了计算新路线之外或可代替地，航空器100可从地面站220或另一远程源接收新路线或者新方向。例如，通信***208可配置成接收作为由地面站220所传送的气象数据的一部分的路线数据。路线重新定制模块428可配置成基于所接收的新路线和指令来改变航空器100的路线。在一些实施例中，重新定制路线模块428可请求飞行员输入新路径(例如，接受手动更改路线，接收新路线的确认)。
在一些实施例中，路线数据424和航空器100的当前位置可经由通信***208传送到地面站220。路线数据424可被周期性地传送到地面站220，或可基于航空器100处的路线或条件的变化来传送。在地面站220或基于地面的雷达320处的控制器则可利用路线数据424以及远程源气象数据422来确定航空器的新路线，以避开危险状况。例如，地面站220或基于地面的雷达320可接收航空器100的位置和编程到航空器100的飞行管理***中的飞行路径。控制器可监测包括与预定威胁地理空间交会的航空器100的计划路线的区域。预定威胁可包括例如对流活动(大于可配置的dBZ参数的dBZ值可指示威胁)，雷击，结冰水平，风切变，乱流(大于可配置的EDR参数的EDR值可指示威胁)，TFR和火山灰。当航空器100的飞行计划路线与威胁交会(或进入到路线的可配置阈值内的区域内)时，可生成警报和/或新的路线并发送给航空器100。对引起报警的路线和/或威胁的更新可周期性地或根据需要传送到航空器100。新的飞行计划可自动地或在由航空器100的飞行员验证或批准时上传到航空器100的飞行管理***内。新路线可以显示在相关联模块426和气象成像模块430生成的新气象威胁信息的旁边。在一些实施例中，新路线和相关联步骤的确定可在路线重新定制模块428处而不是远离航空器100定位的控制器处来完成。在一些实施例中，控制器可将沿着航空器100的路线没有检测到威胁或危险的指示传送到航空器100。
进一步示出了存储器404包括气象成像模块430。气象成像模块430通常可配置成利用来自雷达回波数据420和远程源气象数据422的气象数据，来提供适于显示在显示器206上的指示气象条件的单独的、复合的、融合的、或叠加图像数据。所得到的图像数据可通过气象成像模块430利用例如感测信息的时间和运动矢量值在空间上进行相关联。在一些实施例中，可接收到增长和衰减信息，其可由气象成像模块430用来增加或减小根据时间显示的图像的大小、形状和强度或气象条件的可视指示。
在一些实施例中，气象成像模块430可确定置信因子，其反映到从多个源所接收到的气象数据与气象条件的特征一致的程度。在一些实施例中，气象成像模块430可组合从气象数据的多个源所接收到的风暴顶部高度的估计值，以提供指示气象条件的垂直范围的图像数据。
处理器402可使用来自存储器404的气象数据、路线数据和其它数据来配置航空器100的多个参数。处理器402可提供速度参数430，诸如平均速度参数和频谱宽度参数432(例如，从气象雷达回波或从来自远程源的适于单个或分组的气象单元的气象数据所得到)。可替代地，可以使用其它类型的速度参数。此外，处理器402可提供反射率参数444和范围参数446。范围参数446连同扫描角度位置一起可用于在显示器206上绘制气象条件的位置。处理器402也可从另一源诸如外部传感器或***接收温度参数450，方位角451，位置452，日期453，时间454，和飞行计划455，以及其它数据(例如，空气压力，露点，海拔高度的风力)。在一些实施例中，参数450，451，452，453，454和455可由处理器402使用存储在存储器404中的数据进行计算。
现在参照图5，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的用于控制航空器100的气象雷达控制***的过程500的流程图。过程500可使用本文公开的任何***和/或设备，诸如像气象雷达***202，来实施。过程500包括从外部位置接收第一气象数据(502)。外部位置可以是例如基于地面的气象雷达***，诸如地面站220。在一些实施例中，基于地面的气象雷达***将雷达回波传送到配置成与航空器100通信的基于地面的***(例如，地面站220)。在一些实施例中，气象数据在被传送到航空器100之前被打包在数据结构内，该数据结构类似于航空器100的雷达回波数据的数据结构。气象数据可包括地面雷达回波数据、卫星数据、数字气象模型信息以及由基于地面的气象雷达***检测到的有关任何潜在威胁或危险(例如，乱流、闪电)的信息。气象数据被打包，以便其可与由航空器100上携带的气象雷达***所获取的雷达回波数据相关联。例如，气象数据可与标识符相关联，标识符包括标识气象条件位置的位置信息(例如，纬度、经度、海拔高度)。气象数据可基于标识符打包和/或传送。例如，在一些实施例中，气象数据基于包括将气象数据与特定位置(例如，远离航空器100一定距离处，某一位置)相关联的标识符的气象数据被传送到航空器100。在一些实施例中，只有具有与特定位置或远离航空器100一定距离相关联的标识符的气象数据被传送到航空器100。例如，在一些实施例中，具有与远离航空器100高达60海里的位置相关联的标识符的气象数据没有被传送到航空器100，而具有与远离航空器100超过60海里的位置相关联的标识符的气象数据被传送到航空器100。在一些实施例中，传送到航空器100的气象数据可具有与航空器100的区域相关联的标识符。例如，气象数据可基于航空器100所处的或将要处于的航空区域(例如，航空器100的未来区域)、航空器100的计划飞行路线、航空器100的当前飞行路线或航空器100的可能飞行路线被传送到航空器100。在一些实施例中，航空器所获得的气象数据从航空器100传送到地面站，将航空器获得的气象数据与地面站获得的气象数据相关联，并且然后将组合的气象数据传送到航空器100。在一些实施例中，第一气象数据基于航空器100从飞行计划偏离被传送到航空器100。例如，航空器100可将其飞行计划和位置传送到地面站220，当航空器100偏离飞行计划(例如，飞行计划被改变以及更新被发送到地面站220，或航空器100偏离航线行进特定距离)时，地面站220将第二气象数据传送到航空器100。
在一些实施例中，气象数据利用低带宽传送方案被传送到航空器100。例如，在一些实施例中，气象数据通过低带宽信道传送。在另一实例中，气象数据可使用总线传送。例如，气象数据可使用备用总线进行传送，该备用总线当前不由航空器100使用或由航空器100间歇地使用，这样当不使用总线时气象数据可被转移。在另一实例中，气象数据可通过ARINC 429数据总线或以太网总线传送到航空器100。在一些实施例中，气象数据被周期性地传送到航空器100。例如，气象数据可基于航空器100的位置、将被传送到航空器100的气象数据的类型、将被传送到航空器100的数据的量或基于与气象数据相关联的标识符被周期性地传送到航空器100。例如，与特定标识符相关联的气象数据可基于将气象数据与远离航空器100最小距离(例如，20海里、40海里、小于60海里、超过50海里)的位置相关联的特定标识符和基于相同位置的气象数据被最后传送到航空器100的时间(例如，30秒、1分钟、5分钟、大于2分钟)，被传送到航空器100。在一个实施例中，气象数据被不断地传送到航空器100。
过程500进一步包括通过控制机载气象雷达***获取第二气象数据(504)。例如，在一些实施例中，获取第二气象数据包括控制航空器100的机载气象雷达***202的雷达天线(例如，天线410)的操作，以便从雷达回波获取气象数据。第二气象雷达数据可与标识符相关联。在一些实施例中，该标识符类似于与第一气象数据相关联的标识符。例如，第二气象数据可与标识符相关联，该标示符包括标识气象条件位置的位置信息(例如，纬度、经度、海拔高度)。
过程500进一步包括将第一气象数据和第二气象数据相关联(506)。在一些实施例中，将第一气象数据和第二气象数据相关联包括确定数据之间的差异。例如，第一气象数据和第二气象数据可基于与不同位置相关的第一气象数据和第二气象数据相关联(例如，第一气象数据与从航空器100远离80海里的位置相关，而第二气象数据不包括相同位置的气象数据)。过程500进一步包括识别超出机载气象雷达***202范围的一个或多个感兴趣点(508)。例如，在一个实施例中，与处于基于地面的雷达的有效范围内但超出航空器100的天线410的有效范围的威胁区域相关的气象数据被包括在第一气象数据内但不包括在第二气象数据内。在一些实施例中，将第一气象数据和第二气象数据相关联包括识别不可从第二气象数据识别的第一气象数据的感兴趣点(例如，超出机载气象雷达***202范围的感兴趣点)。在一些实施例中，感兴趣点通常与会影响航空器100操作的特定危险或威胁条件(例如，乱流、闪电、冰雹)相关。
过程500进一步包括生成用于显示的超出机载气象雷达***202范围的一个或多个感兴趣点的气象数据(510)。在一些实施例中，生成用于显示的气象数据包括将第二气象数据显示在显示器上，并且然后用来自第一气象数据的突出显示感兴趣点的信息补充显示。例如，第一气象数据可使用加点、交叉影线、字母、数字、符号和颜色来注解、突出显示或者否则识别。在一些实施例中，注解或突出显示的区域可覆盖到所显示的气象数据上。在一些实施例中，显示是否从外部气象***(例如，地面站220)接收了任何气象数据的指示被提供给飞行员(例如，经由显示器、扬声器、触觉装置)。例如，所显示的第一气象数据可以用某一颜色显示或可伴随将第一气象数据与第二气象数据区分开的符号或其它指示符(例如，屏幕上的文字信息、弹出消息、突出显示)。在一些实施例中，指示器可以显示指示符，其表明没有从外部源传送到航空器100的气象数据正在被显示。
现在参照图6，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的过程600的流程图，该过程600用于控制航空器100的气象雷达控制***以生成新的路线信息。过程600可使用本文公开的任何***和/或设备，诸如像气象雷达***202，来实现。在一些实施例中，过程600可包括基于利用来自基于地面的雷达***的气象雷达数据检测到的危险和/或威胁来确定适于航空器100的新路线。在一些实施例中，新路线可基于来自基于地面的雷达***的第一气象雷达数据和来自机载气象雷达***的第二气象雷达数据。
过程600包括将航空器路线数据传送到外部位置(602)。外部位置可以是例如地面站220，或具有从基于地面的雷达***接收雷达回波数据的控制器的任何其它位置。航空器路线数据可使用最小化航空器100和外部位置之间的传送次数的技术来进行传送。例如，航空器路线数据可以规则的间隔(例如10秒、30秒、2分钟)或基于特定事件(例如，航空器100从飞行计划偏离)被传送。航空器路线数据可使用总线传送。在一些实施例中，航空器路线数据使用当前未被航空器100使用或由航空器100间歇使用的总线传送。例如，航空器路线数据可通过ARINC 429数据总线或以太网总线被传送到外部位置。航空器路线数据通常可包括航空器100的当前位置和航空器100的规划的飞行路线。
过程600进一步包括接收可至少部分基于航空器路线数据的第一气象数据(604)。在一些实施例中，基于地面的雷达***可配置成扫描构成和环绕航空器100的未来飞行路径位置的区域内的气象，生成与被扫描区域相关联的第一气象数据，并将第一气象数据传送到航空器100。在一些实施例中，基于地面的雷达***配置成只扫描构成或环绕航空器100的未来飞行路径位置的区域内的气象，而不扫描超过环绕航空器100的未来飞行路径的那些其它区域。过程600进一步包括基于第一气象数据生成航空器100的新路线(606)。在一些实施例中，新路线在外部位置处确定，并且然后被传送到航空器100。在一些实施例中，在第一气象数据被传送到航空器100之后由航空器100携带的处理器生成新路线。在一些实施例中，只有在第一气象数据已经与第二气象数据相关联并且已经检测到任何气象危险和威胁之后才生成新路线。例如，如基于第一和第二气象数据所确定的那样，绕过恶劣气象区域的新路线可基于横穿恶劣气象区域的航空器的当前路线来生成。过程600进一步包括将路线数据、气象数据和/或警报传送给航空器100(608)。
过程600可进一步包括通过控制机载气象雷达***获取第二气象数据(610)，将第一气象数据和第二气象数据相关联(612)，以及识别超出机载气象雷达***范围的一个或多个感兴趣点(614)。例如，航空器100的气象雷达***可从外部位置接收气象数据，并且然后利用气象数据来识别气象威胁和条件，并将所识别出的气象威胁和条件显示在航空器100上。在一些实施例中，过程600可进一步包括从航空器100的飞行员接收输入，以改变或更新路线数据，接收对航空器100的路线变化的确认，以及接收其它数据，以识别超出航空器100的天线410范围的一个或多个气象威胁和气象条件。
参照图7A-7B，示出了根据本文所公开的发明性概念的示范性实施例的气象雷达显示***的显示屏幕700、750的图示。在一些实施例中，显示屏幕700、750可由航空器100的电子显示器206基于从气象雷达***202、通信***208和航空器传感器203所接收到的气象数据和/或由处理电路204处理的数据生成。如图所示，显示屏幕700、750包括相对于参考点708的多个气象单元702和危险指示器704和多个定距环710、712、714、716，每一个与距离指示器711、713、715、717相关联。在一些实施例中，参考点708指示航空器的位置，诸如具有气象雷达***202的航空器100。
每个定距环710、712、714、716和距离指示器711、713、715、717指示与参考点708相距的距离。例如，如图7A和7B中所示，定距环710与距离指示器711相关联，其指示定距环710与参考点708相距30海里。在一些实施例中，一个或多个危险指示器704可以位于或可以不位于一个或多个气象单元702内。危险指示器704可指示一般气象危险或特定气象危险(例如，乱流、闪电、冰雹)的位置。例如，如图7A和7B中所示，单一类型的危险指示器704用于表示气象危险的位置。在一些实施例中，不同的危险指示器可用于在不同的危险类型之间进行区分。例如，第一危险指示器可用于指示乱流的位置，第二危险指示器可用于指示闪电的位置，以及第三危险指示器可用于指示冰雹的位置，以及附加的危险指示器可用于指示其它气象和非气象危险的位置。在一些实施例中，非气象危险指示器可指示非气象危险(例如，鸟类、火山灰、另一航空器)的位置。在一些实施例中，只有当气象单元702能够影响航空器100穿过气象单元702的能力时才显示气象单元702。
具体参照图7A，显示屏幕700配置成显示由气象雷达***202生成的气象数据(例如，经由处理器402)。如图7A中所示，显示屏幕700可仅显示从机载气象雷达***的天线(例如，天线410)所获取的气象数据。因此，由显示器700显示的信息可只指示与航空器100相距一定距离的气象事件。在一些实施例中，航空器100携带的气象雷达***202可配置成在远离航空器100的不同最大距离处获取不同类型的气象数据。例如，在一些实施例中，机载气象雷达***202配置成获取远离航空器100高达约100海里的风暴单元数据，并且进一步配置成获取远离航空器100高达70海里的乱流数据。这样，显示屏幕700配置成显示对应于远离航空器100高达约100海里的风暴单元数据的气象单元702和对应于远离航空器100高达约70海里的乱流数据的危险指示器704。因此，在一些实施例中，在显示屏幕700上显示的信息可由机载气象雷达***能够获取数据的最大距离进行限制。航空器100的气象雷达***202可配置成检测高达特定最大距离的不同类型的危险(例如，高达160海里远的闪电)。如图7A中所示，在显示屏幕700上不显示超过阈值距离的危险指示器704(例如，不显示距离参考点708超过70海里远的危险指示器)。
具体参照图7B，显示屏幕750配置成显示由气象雷达***202生成的气象数据(例如，经由处理器402)。在一些实施例中，气象雷达***202配置成从外部源(例如，基于地面的基站，例如地面站220)接收第一气象雷达数据，以及将第一气象雷达数据与从航空器100携带的气象雷达***获取的第二气象雷达数据相关联，之后将该相关联的气象雷达数据显示在显示屏幕750上。与如果气象雷达***202只依赖于利用航空器100上携带的气象天线410获得的气象数据的情况相比，相关联的气象雷达数据可指示与航空器100相距更远距离的气象事件。例如，在一些实施例中，机载气象雷达***202配置成获取包括远离航空器100高达约100海里的风暴单元数据和远离航空器100高达70海里的乱流数据的第二气象数据和包括远离航空器100高达100海里的乱流数据的第二气象数据。这样，显示屏幕700配置成显示对应于远离航空器100高达约100海里的风暴单元数据的气象单元702和对应于远离航空器100高达100海里的乱流数据的危险指示器704。在一些实施例中，气象雷达***202基于来自机载源(例如，天线410)的第二气象数据从外部源获取第一气象雷达数据或基于来自外部源的第一气象雷达数据从机载源获取第二气象雷达数据。在一些实施例中，第一气象数据在第二气象数据之前被接收到，第二气象数据在第一气象数据之前被接收到，或者第一和第二气象数据被同时接收到。例如，在一些实施例中，第一气象雷达数据基于所述机载气象雷达天线的最大范围被接收到和/或填充到超出天线410范围但在所希望的显示范围内的气象事件的数据内(例如，如果气象天线410具有小于100海里的最大范围，则接收远离航空器100高达100海里的第一气象数据，基于具有70海里范围的天线410，第一气象数据在从航空器100远离70海里到从航空器100远离100海里的区域内接收)。通过只接收超出天线410范围但不与天线410范围内的区域重叠的区域的外部气象数据，气象雷达***210可提高处理速度，并且需要更少的时间和带宽来将数据发送到外部源以及从外部源接收数据。在一些实施例中，基于用户输入、飞行计划、和/或航空器100的当前或未来飞行路径从外部源接收特定区域的气象雷达数据。在一些实施例中，由外部气象雷达***获得的气象数据在被传送到航空器100之前在地面上处理。例如，外部气象雷达***可基于机载气象雷达***202的组件来处理外部气象雷达数据，使得外部气象雷达数据可显示在显示屏幕750上，而不由机载气象雷达***202进行进一步处理或者操纵。在一些实施例中，航空器100的飞行员可在仅仅显示外部气象雷达数据、仅仅显示由航空器100的天线410获得的气象雷达数据、或显示外部气象雷达数据和由天线410所获得的气象雷达数据两者之间进行切换。在一些实施例中，消息或指示符可在显示屏幕750上显示，指示显示在显示屏幕750上的信息的数据源。例如，如果当前没有显示外部数据，则显示屏幕750可以显示读取为“没有显示外部数据”的消息。在一些实施例中，只有用于补充或扩展由天线410所获得的气象数据范围的数据从外部源被传送到航空器。在一些实施例中，其它信息显示在显示屏幕750上，包括基于存在气象单元202和/或危险指示器704的情况下航空器100的新路线。
参照附图描述本文所公开的发明性概念。这些附图说明了实施本文所公开的发明性概念的***、方法和程序的特定实施例的某些细节。然而，用附图描述本文所公开的发明性概念不应被解释为将存在于附图中的任何限制强加到发明性的概念上。本文所公开的发明性概念设想机器可读介质上的方法、***和程序产品能够完成其操作。本文中的权利要求成分不应按照35USC§112第六段的规定予以解释，除非该成分使用短语“用于……的方法”明确陈述。此外，本公开中的元件、组件、或方法步骤并不意图奉献给公众，无论该元件、组件或方法步骤是否明确记载在权利要求书中。
本公开的一些实施例在方法步骤的一般性上下文中描述，该方法步骤可在一个实施例中由包括机器可执行指令的程序产品实施，该指令诸如程序代码，例如以在网络环境中由机器执行的程序模块的形式。程序模块可包括例程、程序、对象、组件和执行特定任务或实现特定数据类型的数据结构。机器可执行指令、相关联的数据结构和程序模块代表用于执行本文公开的方法步骤的程序代码的实例。这样的可执行指令或相关联的数据结构的特定序列代表用于实施在这种步骤中所述功能的相应操作的实例。
本公开的实施例可在网络环境中利用到具有处理器的一个或多个远程计算机的逻辑连接来实施。逻辑连接可包括局域网(LAN)和广域网
(WAN)，其在此通过实例而非限制性的方式呈现。这样的网络环境可使用计算机网络、内联网和因特网，并且可使用多种不同的通信协议。本领域的技术人员将领会的是，这种网络计算环境通常将涵盖许多类型的计算机***配置，包括个人计算机、手持设备、多处理器***、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、网络PC、服务器、小型计算机、大型计算机等。本公开的实施例也可在分布式计算环境中实践，在该环境下由通过通信网络链接(或者通过硬连线链接，无线链接，或通过硬连线或无线链接的组合)的本地和远程处理设备执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备二者内。
应当注意到，虽然本文提供的流程图和图示可显示方法步骤的特定顺序，但是应当理解的是，这些步骤的顺序可以不同于所描绘的顺序。两个或多个步骤可同时或者部分同时执行。这样的变化可取决于所选择的软件和硬件***以及设计者的选择。应当理解的是，所有这样的变化都在本公开的范围之内。类似地，本公开的软件和网络实施方式可用标准编程技术来完成，该标准编程技术具有基于规则的逻辑和其它逻辑，以实现各种数据库搜索步骤、相关步骤、比较步骤和决策步骤。还应当注意到，本文和权利要求中使用的词语“组件”意旨涵盖使用一行或多行软件代码的实施方式和/或硬件实施方式，和/或用于接收手动输入的设备。
已经呈现本公开实施例的前述描述是为了说明和描述的目的。但其并不意旨是穷尽性的或并不意旨将本公开限制为所公开的精确形式，并且根据上述教导的或者可从本公开的实践获得的修改和变化是可能的。实施例可被选择和描述以解释本公开的原理及其实际应用，以使本领域内的技术人员利用各种实施例中的公开以及各种修改适于预期的特定用途。

Claims (20)

1.一种气象雷达控制***，包括：
至少一个处理器和非暂态处理器可读介质，所述处理器与通信***耦连，所述非暂态处理器可读介质存储处理器可执行代码，以使得所述至少一个处理器：
从航空器上携带的气象雷达***获取从所述航空器延伸的第一区域的第一气象数据，所述第一气象数据包括在所述第一区域中的气象事件的第一位置；
经由所述通信***从外部位置接收关于所述航空器的第二区域的第二气象数据，所述第二气象数据包括在所述第二区域中的气象事件的第二位置；
基于所述第一位置和所述第二位置将所述第一气象数据和所述第二气象数据相关联；
基于所相关联的气象数据生成用于显示的显示数据，其中所述显示数据用于至少部分由所述第一区域和所述第二区域所限定的显示区域；以及
将所述显示数据提供到所述航空器上的显示***。
2.根据权利要求1所述的气象雷达控制***，其中所述第二区域包括所述第一区域的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的气象雷达控制***，其中所述第二区域包括所述第一区域。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的气象雷达控制***，其中所述第一区域延伸到与所述航空器相距第一距离处，并且其中所述第二区域延伸到与所述航空器相距第二距离处。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的气象雷达控制***，其中所述第一区域延伸到与所述航空器相距第一距离处，并且其中所述第二区域开始于与所述航空器相距所述第一距离处并延伸到与所述航空器相距第二距离处。
6.根据权利要求5所述的气象雷达控制***，其中所述第一距离限定了所述航空器上携带的所述气象雷达***对特定类型的气象事件或特定类型的非气象事件中的至少一个的最大检测距离。
7.根据权利要求6所述的气象雷达控制***，其中所述特定类型的气象事件包括对流活动、闪电、结冰水平、风切变和乱流中的至少一个，并且其中所述特定类型的非气象事件包括火山灰、鸟类和所识别的航空器中的至少一个。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的气象雷达控制***，其中所述第一区域延伸到与所述航空器相距第一距离处并且所述第二区域开始于到所述航空器和所述第一距离中间的距离处并延伸到与所述航空器相距第二距离处。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的气象雷达控制***，其中所述非暂态处理器可读介质进一步存储处理器可执行代码，以使得所述至少一个处理器经由所述通信***将所述航空器的路线信息传送到所述外部位置，其中在所述外部位置处的至少一个处理器配置成基于所述路线信息生成所述第二气象数据。
10.一种气象雷达控制***，包括：
通信***，其包括配置成从外部位置接收气象数据的收发器；以及
至少一个处理器和非暂态处理器可读介质，所述处理器与所述通信***耦连，所述非暂态处理器可读介质存储处理器可执行代码，以使得所述至少一个处理器：
从航空器上携带的气象雷达***获取从所述航空器延伸的第一区域的第一气象数据，所述第一气象数据包括在所述第一区域中的气象事件的第一位置；
基于从所述航空器延伸的所述第一区域的范围从所述外部位置接收不同于所述第一区域的关于所述航空器的第二区域的第二气象数据，所述第二气象数据包括在所述第二区域中的气象事件的第二位置；
基于所述第一位置和所述第二位置将所述第一气象数据和所述第二气象数据相关联；
基于所相关联的气象数据生成用于显示的显示数据，其中所述显示数据用于至少部分由所述第一区域和所述第二区域中的至少一个所限定的显示区域；以及
将所述显示数据提供到所述航空器上的显示***。
11.根据权利要求10所述的气象雷达控制***，其中所述第一区域延伸到与所述航空器相距第一距离处并且所述第二区域开始于与所述航空器相距所述第一距离处并延伸到与所述航空器相距第二距离处。
12.根据权利要求11所述的气象雷达控制***，其中所述第一距离限定了所述航空器上携带的气象雷达***对特定类型的气象事件的最大检测距离。
13.根据权利要求12所述的气象雷达控制***，其中所述特定类型的气象事件包括对流活动、闪电、结冰水平、风切变和乱流中的至少一个。
14.根据权利要求10到13中的任意一项所述的气象雷达控制***，其中所生成的显示数据包括标识所述第一气象数据和所述第二气象数据中的至少一个的来源的标识符。
15.根据权利要求14所述的气象雷达控制***，其中所述非暂态处理器可读介质进一步存储处理器可执行代码，以使得所述至少一个处理器基于用户输入利用所述第一气象数据或所述第二气象数据有选择地生成所述显示数据。
16.一种控制气象雷达控制***的方法，包括：
从航空器上携带的气象雷达***获取从所述航空器延伸的第一区域的第一气象数据，所述第一气象数据包括在所述第一区域中的气象事件的第一位置；
经由所述通信***从外部位置接收关于所述航空器的第二区域的第二气象数据，所述第二气象数据包括在所述第二区域中的气象事件的第二位置；
基于所述第一位置和所述第二位置将所述第一气象数据和所述第二气象数据相关联；
基于所相关联的气象数据生成用于显示的显示数据，其中所述显示数据用于至少部分由所述第一区域和所述第二区域所限定的显示区域；以及
将所述显示数据提供到所述航空器上的显示***。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一区域延伸到与所述航空器相距第一距离处，并且其中所述第二区域开始于与所述航空器相距所述第一距离处并延伸到与所述航空器相距第二距离处。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一距离限定了所述航空器上携带的所述气象雷达***对特定类型的气象事件的最大检测距离。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述特定类型的气象事件包括对流活动、闪电、结冰水平、风切变和乱流中的至少一个。
20.根据权利要求16到19中的任意一项所述的方法，进一步包括经由所述通信***将所述航空器的路线信息传送到所述外部位置，其中在所述外部位置处的至少一个处理器基于所述路线信息生成所述第二气象数据。
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