CN111198101A - 一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法和装置。包括：获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间；基于所述飞行器的四维数据，确定飞行器所在高度的燃料消耗速率；根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子；根据所述飞行器飞行时间、所述飞行器所在高度的燃料消耗速率和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。本公开测定数据更为准确，为飞行器排放物排放量的控制提供有力的数据保障。
Description
技术领域
本公开涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法和装置。
背景技术
近年来随着经济的迅速发展，飞机出行的交通需求呈现迅猛的增长态势。飞机发动机燃烧航空煤油，会造成多种污染物的排放和二氧化碳负担。一方面，飞机是平流层重要的人为氮氧化物和黑碳的排放源，会对大气气溶胶辐射造成影响，飞机起降过程在机场的污染物排放会造成周围空气质量的恶化，威胁居民的身体健康；另一方面，飞机是重要的二氧化碳排放源，且随着飞机活动水平的持续上升，将会成为影响全球气候变暖的重要因素。
相关技术中，对于飞机排放因子模拟的方法较少，《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南》中针对飞机排放采用基于起飞着陆(LTO，Landing and take-off)循环次数的方法，每次循环设定相同的排放量。这种方法计算简单、效率高，但对于不同机型、发动机、飞行距离不做区分，与实际的相差较远。现有技术中对于飞行器发动机排放物的测定方法，均基于较大程度的简化假设，模拟结果不够准确。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法和装置。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法，包括：
获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间；
根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子；
根据所述飞行器的四维数据和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。
可选的，所述获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，包括：
接收广播式自动相关监视信号，从所述广播式自动相关监视信号中获取飞行器在飞行过程中的四维数据；
从高空气象数据中获取与所述四维数据相匹配的气象数据。
可选的，在所述排放物为氮氧化物、碳氢或一氧化碳，
所述根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子，包括：
根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率；
根据所述飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，确定所述海平面参考排放因子；
利用所述气象数据对所述海平面参考排放因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的排放因子。
可选的，所述根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率，
根据所述飞行器的四维数据，确定所述飞行器所在高度的燃料消耗速率；
利用所述气象数据对所述燃料消耗速率进行修正，得到所述飞行器的参考燃料消耗速率。
可选的，在所述排放物为黑碳，
所述根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子，包括：
获取所述飞行器的发动机类型对应的烟度及涵道比数据；
根据所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，确定所述飞行器所处的飞行阶段；
基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
利用所述体积浓度因子乘以所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量得到所述排放物的排放因子。
可选的，所述基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量，包括：
基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述排放物海平面参考体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量。
可选的，在所述排放物为黑碳，所述排放因子包括黑碳数量排放因子，
所述根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子，包括：
根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的质量排放因子；
根据所述质量排放因子与黑碳颗粒物几何平均直径的关联关系，确定所述黑碳颗粒物几何平均直径；
基于所述质量排放因子和所述黑碳颗粒物几何平均直径，确定所述黑碳数量。
可选的，所述飞行时间包括在飞行过程中接收所述广播式自动相关监视信号间隔时间，
根据所述飞行器的四维数据和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量，包括：
利用接收所述广播式自动相关监视信号时刻所对应的所述飞行器的燃料消耗速率乘以所述间隔时间得到间隔时间内的燃料消耗；
利用所述燃料消耗乘以所述排放物排放因子，得到间隔时间内所述飞行器发动机排放物的排放量。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种飞行器发动机排放物排放量的测定装置，包括：
获取模块，用于获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间；
第一确定模块，用于根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子；
计算模块，用于根据所述飞行器飞行时间、所述飞行器所在高度的燃料消耗速率和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。
可选的，所述获取模块包括：
接收子模块，用于接收广播式自动相关监视信号，从所述广播式自动相关监视信号中获取飞行器在飞行过程中的四维数据；
匹配子模块，用于从高空气象数据中获取与所述四维数据相匹配的气象数据。
可选的，所述在所述排放物为氮氧化物、碳氢或一氧化碳，所述第一确定模块包括：
第一确定子模块，用于根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率；
第二确定子模块，用于所述飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，确定所述海平面参考排放因子；
修正子模块，用于利用所述气象数据对所述海平面参考排放因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的排放因子。
可选的，所述第一确定子模块包括：
第一确定单元，用于根据所述飞行器的四维数据，确定所述飞行器所在高度的燃料消耗速率；
修正单元，用于利用所述气象数据对所述燃料消耗速率进行修正，得到所述飞行器的参考燃料消耗速率。
可选的，所述排放物为黑碳，所述第一确定模块包括：
获取子模块，用于获取所述飞行器的发动机类型对应的烟度及涵道比数据；
第三确定子模块，用于根据所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，确定所述飞行器所处的飞行阶段；
第四确定子模块，基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
计算子模块，用于利用所述体积浓度因子乘以所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量得到所述排放物的排放因子。
可选的，所述第四确定子模块包括：
第二确定单元，用于基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述黑碳排放物海平面参考体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
计算单元，用于利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量。
可选的，在所述排放物为黑碳，所述排放因子包括黑碳数量排放因子，所述第一确定模块包括：
第五确定子模块，用于根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的质量排放因子；
第六确定子模块，根据所述质量排放因子与黑碳颗粒物几何平均直径的关联关系，确定所述黑碳颗粒物几何平均直径；
第七确定子模块，用于基于所述质量排放因子和所述黑碳颗粒物几何平均直径，确定所述黑碳数量。
可选的，所述飞行时间包括在飞行过程中接收所述广播式自动相关监视信号间隔时间，所述计算模块包括：
第一计算子模块，用于利用接收所述广播式自动相关监视信号时刻所对应的所述飞行器的燃料消耗速率乘以所述间隔时间得到间隔时间内的燃料消耗；
第二计算子模块，利用所述燃料消耗乘以所述排放物排放因子，得到间隔时间内所述飞行器发动机排放物的排放量。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种飞行器发动机排放物排放量的测定装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行本公开任一实施例所述的方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得处理器能够执行根据本公开任一实施例所述的方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开通过利用飞行器准确的四维数据以及与所述四维数据相匹配的气象数据，进行污染物排放量的测定，区别于传统的基于较大程度的简化假设方法，如大圆假设的方法，测定的数据更为准确，且区别于传统的仅对LTO阶段的排放物排放量的测定，本公开增加了CCD阶段排放物排放量的测定，为飞行器排放物排放量的控制提供有力的数据保障。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法的应用场景图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种飞行器发动机排放物排放量的测定装置的框图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种飞行器发动机排放物排放量的测定装置的框图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种飞行器发动机排放物排放量的测定装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了方便本领域技术人员理解本公开实施例提供的技术方案，下面先对技术方案实现的技术环境进行说明。
相关技术中采用的《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南》中针对飞机排放因子的模拟采用基于起飞着陆(LTO，Landing and take-off)循环次数的方法，每次循环设定相同的排放量。这种方法计算简单、效率高，但对于不同机型、发动机、飞行距离不做区分，没有考虑飞机巡航过程(CCD，Climb-Cruise-Descend)排放因子的情况，与实际的相差较远。
国际上对于飞机起飞着陆过程(LTO)的排放模拟，主要采用国际民用航空组织(ICAO)公布的针对不同发动机在LTO的4个阶段(起飞、爬升、着陆、滑行)的燃料消耗速率和排放因子，由每一阶段的排放因子乘以在该模式的标准时间得到。但由于机场规模不同，不同机场和飞机的起飞着陆循环过程时间差别较大，造成较大的模拟偏差。
对于飞机的巡航过程的排放模拟，目前主流方法均基于大圆假设，即在球面上给定两点，两点间在球面上的最短长度曲线为大圆航程线。这种假设忽略了不同机场和航线的具体的情况，与实际航线存在差距。对于巡航过程的排放因子的模拟主流方法有，针对燃料消耗速率的和氮氧化物的波音排放方法(Boeing Method 2)，针对黑碳排放的一阶近似方法(First Order Approximation(FOA)3.0)、颗粒物排放的烟羽修正方法(SmokeCorrelation for Particle Emissions)、形成氧化方法(Formation Oxidation(FOX))等。这些方法均需要飞机所在位置的压力、温度和湿度的修正。但是由于大圆假设无法涵盖准确的时间空间位置，因此修正的准确性存在较大误差。
基于类似于上文所述的实际技术需求，本公开提供了一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法。
图1是根据一示例性实施例示出的一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法的应用场景图。参考图1所示，
本公开飞行器可以包括飞机，所述飞行器发动机排放物排放量的测定基于飞机实际的航行轨迹，覆盖飞机航行全程。本公开将飞机航行全程分为LTO阶段和CCD阶段，低于混合层高度的为LTO阶段，高于混合层高度的为CCD阶段，其中混合层高度可以通过气象数据得到；若没有气象数据，混合层高度的缺省值为3000英尺。其中LTO阶段又分为起飞、爬升、着陆和滑行四个阶段，CCD阶段又分为上升、巡航和下降三个阶段。飞机通过广播式自动相关监视技术，不断地把自己的位置等信息定期的进行广播，通过接收装置接收此信号，并存储于服务器中，就可以确定飞机飞行实际时空信息。将接收信号的时间和飞机所在的位置信息输入到高空气象数据中，可以得到飞机所在位置实时的气象信息，进而利用气象信息对飞机的燃料消耗速率、排放物排放因子进行修正，得到飞机接收信号时刻所处海拔的燃料消耗速率和排放因子。可以将每一个接收信号时刻的燃料消耗速率作为该次信号与下一次信号时间间隔的燃料消耗速率，用所述燃料消耗速率乘以间隔时间，得到间隔时间内的燃料消耗，利用所述燃料消耗乘以每一种排放物的排放因子，可以得到每一种排放物在间隔时间内的排放量，通过累计，可以得到每一种排放物在整个航行阶段总的排放量。
下面结合附图2对本公开所述的飞行器发动机排放物排放量的测定方法进行详细的说明。图2是本公开提供的飞行器发动机排放物排放量的测定方法一种实施例的方法流程图。虽然本公开提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本公开实施例提供的执行顺序。
具体的，本公开提供的飞行器发动机排放物排放量的测定方法一种实施例如图2所示，包括：
步骤S201，获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间。
本公开实施例中，所述飞行器包括航空器、航天器、火箭等，所述航空器如气球、飞艇、飞机等，所述航天器包括人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航空飞机等。所述飞行其中，一些飞行器，如飞机，通过卫星定位、惯导定位或其他定位方式，获得自己的四维数据，并通过无线电通信或卫星通信的方式，将所述四维数据传输至地面或其他飞行器，保证飞行器在天上实现空对空、空对地、空对海的数据通信，完成导航、着陆及空中编队等操作。本公开实施例可以通过无线电接收或卫星接收的方式获取飞行器的四维数据。本公开实施例中所述对应的气象数据包括，与所述飞行器在确定时刻、确定的经纬度，海报高度的位置所对应的气象数据，所述气象数据包括如温度、湿度、大气压力等能够对飞机排放因子造成影响的数据。
步骤S202，根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子。
本公开实施例中，所述排放物的种类包括氮氧化物、碳氢、一氧化碳、黑碳、二氧化碳、水和二氧化硫等物质。在一个示例中，可以通过利用物料守恒原理，根据所述污染物的特征和燃料消耗速率，得到所述排放物的排放因子；在另一个示例中，可以根据飞行器发动机类型对应的烟度信息以及飞行器所在高度的燃料消耗速率数据，确定排放物的体积浓度因子和每公斤燃料燃烧的排气体积流量，确定排放物的排放因子；在另一个示例中，可以统计分析LTO阶段的排放因子与此阶段的参考燃料消耗速率之间的关联关系，通过上述步骤中获得的CCD阶段的燃料消耗速率，确定CCD阶段的参考排放因子，对所述参考排放因子做修正，得到所述排放物的排放因子。需要说明的是，所述排放因子的获得方式不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
步骤S203，根据所述飞行器的四维数据和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。
本公开实施例中，在一个示例中，由于所述飞行器所在高度的燃料消耗速率是根据飞行时间或飞机的经纬度或高度实时变化的，因此，可以确定一个预设的时间间隔，在这个时间间隔以内，认为燃料消耗速率是不发生变化的，利用前一时刻的燃料消耗速率乘以时间间隔得到在这段时间间隔内的燃料消耗，其中，所述燃料消耗速率可以根据飞行器的四维数据，从已知的数据库中确定，类似的，可以认为在这个时间间隔以内，排放因子也是不发生变化的，利用前一时刻的排放因子乘以所述燃料消耗得到这个时间间隔内的排放物的排放量。在另一个示例中，可以根据飞行器的四维数据，确定飞行器所在的飞行阶段，如LTO阶段中的起飞、爬升、着陆、滑行或CCD阶段中的上升、巡航、下降阶段，利用所属飞行阶段的平均燃料消耗速率乘以所属排放因子以及每个飞行阶段的持续时间，得到所述飞行阶段的排放物的排放量。
本公开通过利用飞行器准确的四维数据以及与所述四维数据相匹配的气象数据，进行污染物排放量的测定，区别于传统的基于较大程度的简化假设方法，如大圆假设的方法，因此，测定的数据更为准确，且区别于传统的仅对LTO阶段的排放物排放量的测定，本公开增加了CCD阶段排放物排放量的测定，为飞行器排放物排放量的控制提供有力的数据保障。
在一种可能的实现方式中，所述步骤S201，获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间，包括：
步骤S2011，接收广播式自动相关监视信号，从所述广播式自动相关监视信号中获取飞行器在飞行过程中的四维数据；
步骤S2012，从高空气象数据中获取与所述四维数据相匹配的气象数据。
本公开实施例中，所述广播式自动相关监视，是一种飞机监视技术，飞机通过卫星导航系统或其他定位系统确定自身的位置，并进行定期的广播，使其可被追踪。所述广播式自动相关监视信号中包括飞机的航班号、出发机场、到达机场、计划出发时间、计划到达时间、实际出发时间、实际到达时间、飞机机型、座位数、数据发送时间、水平速度、垂直速度、经度、纬度、海拔等信息，因此可以通过接收广播式自动相关监视信号获取到飞机在飞行过程中的四维数据。
本公开实施例中，所述气象数据可以通过高空气象数据模拟获得。在一个示例中，所述气象数据包括大气压力、温度和湿度，所述气象数据可以通过下述方式获得，根据所述广播式自动相关监视中，获取飞机的时间、海拔高度、经度和纬度信息，将所述时间、海拔、经度和纬度信息输入到高空气象数据模拟软件中，得到对应的压力、温度和湿度信息；在另一个示例中，若所述气象数据的空间分辨率不足，可以通过三维插值函数插值得到对应位置的气象数据。
本公开利用的广播式自动相关监视为方案的实施提供实施基础，且通过模拟高空气象数据，得到与所述四维数据相匹配的气象数据，特别是若所述气象数据的空间分辨率不足时，可以通过函数插值的方法得到相匹配的气象数据，为排放物排放量的测定提供准确的数据资源。
在一种可能的实现方式中，所述排放物为氮氧化物、碳氢或一氧化碳，所述步骤S202，根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子。包括：
步骤S2021，根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率；
步骤S2022，根据所述飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，确定所述海平面参考排放因子；
步骤S2023，利用所述气象数据对所述海平面参考排放因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的排放因子。
本公开实施例中，所述参考燃料消耗速率的获得方式可以包括：利用国际民航组织发动机排放数据库给出的LTO阶段平均燃料消耗速率作为参考燃料消耗速率；也可以利用气象数据对所述飞行器的所在高度的燃料消耗速率修正获得，所述飞行器的所在高度的燃料消耗速率可以来自电子飞行记录仪或者飞机性能模拟模型(aircraft performancemodel，用于模拟飞行器在各个飞行阶段的性能数据)给出的不同海拔的燃油消耗速率。
本公开实施例中，在一个示例中，若所述排放物为氮氧化物，所述飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，可以通过下述方式获得，将LTO阶段中的起飞、爬升、着陆、滑行4个阶段的燃料消耗速率与排放因子均取以10为底的对数，将两组对数做一次线性回归，带入参考燃料消耗速率，可以得到CCD阶段每个信号的在海平面的参考排放因子。在另一个示例中，若所述排放物为碳氢和一氧化碳，所述飞行器所在高度的燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，可以通过下述方式获得，将起飞、爬升、着陆、滑行4个阶段的燃料消耗速率与排放因子均取以10为底的对数，是双线性最小二乘拟合曲线，将两条曲线外推到交点处得到双线性关系。并通过作图带入参考燃料消耗速率，确认得到CCD阶段每个信号的在海平面的参考排放因子。需要说明的是，所述飞行器所在高度的燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
本公开实施例中，在一个示例中，所述排放物为氮氧化物，所述气象信息包括温度、大气压力和湿度，所述利用所述气象信息对所述海平面参考排放因子进行修正，包括：
所述飞机在所在海拔的氮氧化物排放因子EINOX通过下述公式(1)计算获得，
EINOX＝REINOXexp(-19.0×(ω-0.0063))(θamb 3.3/δamb 1.02)-0.5 (1)
θamb＝Tamb/288.15 (2)
δamb＝Pamb/101325 (3)
其中，REINOX是海平面参考排放因子，单位是mg/kg,EINOX是信号所在海拔的计算排放因子，单位是mg/kg,ω是是发动机吸入的绝对湿度，θamb是发动机吸入温度与海平面温度的比值，δamb是发动机吸入大气压与海平面大气压的比值，Pamb和Tamb是信号实际位置的压力(Pa)和温度(K).Ma是飞行器巡航的马赫数。
在另一示例中，所述排放物为碳氢和一氧化碳，所述气象信息包括温度、大气压力，所述利用所述气象信息对所述海平面参考排放因子进行修正，包括：
所述飞机在所在海拔的碳氢排放因子EIHC通过下述公式计算获得，
EIHC＝REIHC×θamb 3.3/δamb 1.02 (4)
所述飞机在所在海拔的一氧化碳排放因子EICO通过下述公式计算获得，
EICO＝REICO×θamb 3.3/δamb 1.02 (5)
其中，REIHC和REICO分别是碳氢海平面参考排放因子和一氧化碳海平面参考排放因子，δamb和θamb与式(2)和式(3)的定义相同。
需要说明的是，所述利用所述气象信息对所述海平面参考排放因子进行修正方式不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
本公开实施例通过统计分析飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，从而确定海平面参考排放因子，方法具有科学性和准确性，为方案的排放物排放量的测定提供了可靠的数据支持。
在一种可能的实现方式中，所述步骤S2021，根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率，包括：
步骤S2024，根据所述飞行器的四维数据，确定所述飞行器所在高度的燃料消耗速率；
步骤S2025，利用所述气象数据对所述燃料消耗速率进行修正，得到所述飞行器的参考燃料消耗速率。
本公开实施例中，可以根据上述任一种实施例中的方式确定所述飞行器所在高度的燃料消耗速率。所述利用所述气象数据对所述燃料消耗速率进行修正，得到所述飞行器的参考燃料消耗速率，包括式(6)：
其中，Wff是参考燃料消耗速率，单位kg/s,Wf是燃料消耗速率，单位kg/s。
在一种可能的实现方式中，所述排放物为黑碳，所述步骤S202，根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子。包括：
步骤S2026，获取所述飞行器的发动机类型对应的烟度及涵道比数据；
步骤S2027，根据所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，确定所述飞行器所处的飞行阶段；
步骤S2028，基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度的黑碳排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
步骤S2029，利用所述体积浓度因子乘以所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量得到所述排放物的排放因子。
本公开实施例中，所述飞行器的发动机类型可以通过对于航空公司的调研获得，确定每一种飞行器匹配一种或几种发动机类型比例。所述发动机所对应的参数数据，如烟度数据，可以从国际民航组织公布的发动机排放数据库。在另一个示例中，CCD阶段的所述烟度数据可以根据燃料消耗速率与烟度的关系拟合得到，包括：将不同发动机在LTO阶段的燃料消耗速率和烟度数据做拟合，可得到燃料消耗速率与烟度的函数关系，将CCD阶段的燃料消耗速率代入，即可得到CCD阶段的烟度数据，关系的一个示例如下式(7)，fSN是燃料消耗速率与烟度的关系拟合得到的函数关系。
本公开实施例中，所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，可以包括：将所述飞行器飞行高度与混合层做比较，低于混合层的为LTO阶段，高于混合层的为CCD阶段。将所述本时刻飞行器的飞行高度与速度与上一时刻做比较，可具体判断处于LTO或CCD的具体阶段。在一个示例中，若高度变化小于阈值(缺省值可设置为10m)，则判断为滑行阶段；若高度变化大于阈值，且海拔增大，则判断为起飞或爬升阶段；若海拔变化大于阈值，且海拔减小，则判断为着陆阶段。CCD阶段中，高度与上一时刻高度相比较，若海拔变化小于阈值(缺省值可设置为100m)，则判断为巡航阶段；若海拔变化大于阈值，且海拔增大，则判断为上升阶段，若海拔变化大于阈值，且海拔减小，则判断为下降阶段。其中，混合层的高度可以通过飞行器所在高度的气象数据获得，还可以设置混合层缺省值为3000英尺。
需要说明的是，所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系的设置方式不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
本公开实施例中，所述基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述黑碳排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量。所述方法可以包括，一阶近似方法(First Order Approximation(FOA)3.0)、颗粒物排放的烟羽修正方法(Smoke Correlation for Particle Emissions)、形成氧化方法(Formation Oxidation(FOX))等。每种方法测试的发动机类别有差异，可根据发动机类型，选择适合的拟合方法。在一个示例中，在LTO阶段，所述黑碳排放物的体积浓度因子CBC可以通过式(8)获得，所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量Q可以通过式(9)获得，
CBC＝fCBC(SN) (8)
其中，CBC是体积浓度因子，单位是mg/m3，SN是烟度，fCBC是黑碳的体积浓度因子与烟度数据拟合得到的函数关系。
其中，Q是每公斤燃料燃烧的排气体积流量，单位是m3，AFR是空气燃料比，β为涵道比。所述AFR和β可以来自国际民航组织公布的数据或来自发动机性能模拟模型(engineperformance model，用于模拟发动机在不同情况下的性能参数，如GasTurb)。
在另一个示例中，在CCD阶段，可以包括，将海平面参考体积浓度转换为巡航阶段的BC浓度。其中，所述海平面参考体积浓度CBC,ref可以通过如下公式获得：
CBC，ref＝fCBC(SN) (10)
每公斤燃料燃烧的排气体积流量Q可以通过式(9)获得。
本公开实施例中，利用所述体积浓度因子乘以所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量得到所述排放物的排放因子，即包括式(11)
EIBC,m＝Q×CBC (11)
其中，EIBC,m表示黑碳的质量排放因子，单位是mg/kg。
需要说明的是，所述飞行器所在高度的黑碳排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量的设置方式不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
本公开实施例通过增加了黑碳排放物的排放因子的计算，丰富了排放物排放量的计算种类，为飞行器排放物排放控制提供有力数据保障。
在一种可能的实现方式中，步骤S2028，基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度的黑碳排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量，包括：
步骤S20281，基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述排放物海平面参考体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
步骤S20282，利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量。
本公开实施例中，所述黑碳排放物海平面参考体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量可以通过上述任一种实施例得出，在这里不再赘述。利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的体积浓度因子包括：可以通过同样条件下的飞行器在海平面的体积浓度因子修正得到。修正的影响因素包括空气燃料比、燃烧室进气压力和焰心温度。具体的方法可以包括DLR(德国宇航中心)修正法，FOX(形成氧化)计算方法等。还可以根据发动机的类型选择适合的方法。所述飞行器所在高度的体积浓度因子可以通过下述公式(12)计算获得，
其中，P3是燃烧室进气压力，单位是Pa，P3,ref是海平面参考压力，单位是Pa，Tfl是焰心温度，单位是K，Tfl,ref是海平面参考焰心温度，单位是K，AFRref是海平面参考空气燃料比，fBC是修正函数，根据飞行器所在高度和海平面的参数的关系拟合得到。。
需要说明的是，所述利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正方式不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
在一种可能的实现方式中，所述排放物为黑碳，所述排放因子包括黑碳数量排放因子，所述步骤S203，所述根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子，包括：
步骤S2039，根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的质量排放因子；
步骤S2040，根据所述质量排放因子与黑碳颗粒物几何平均直径的关联关系，确定所述黑碳颗粒物几何平均直径；
步骤S2041，基于所述质量排放因子和所述黑碳颗粒物几何平均直径，确定所述黑碳数量。
本公开实施例中，所述排放物的质量排放因子的确定方法，可以通过上述任一种实施例获得，在这里不再赘述。所述黑碳数量排放因子EIBC,n可以通过公式计算得出：
其中,EIBC,n是黑碳数量排放因子，单位#/kg(个/kg),GMD是颗粒物的几何平均直径，单位是m,GSD是颗粒物直径的几何标准差，ε是指数，C是前因子，单位kg/mε,ε和C是根据粒子质量与尺寸的关系得到的。
本公开实施例中，GMD和GSD可以通过测试数据直接得到，GMD也可以利用已有的发动机的GMD测试数据与燃料消耗速率、飞行速度、气象条件(飞行器所在高度的气象数据)和黑碳的质量排放因子的关系拟合得到，GSD可以通过GSD与燃料消耗速率、飞行速度、气象条件(飞行器所在高度的气象数据)和黑碳的质量排放因子的函数关系拟合得到。在一个示例中，所述GMD的计算公式如式(14)：
其中，A1～A6是参数，根据测量的GMD和EIBC,m的关系拟合得到，T3是燃烧室进气温度，单位是K，GMD的单位是nm。
需要说明的是，所述GMD的拟合方法不限于上述公式，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
本公开实施例通过增加了黑碳数量排放因子的计算，丰富了排放物排放量的计算种类，为飞行器排放物排放控制提供有力数据保障。
在一种可能的实现方式中，所述飞行器的飞行时间包括飞行过程中接收所述广播式自动相关监视信号间隔时间之和，所述步骤S203，根据所述飞行器飞行时间、所述飞行器所在高度的燃料消耗速率和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。包括：
步骤S2031，利用接收所述广播式自动相关监视信号时刻所对应的所述飞行器的燃料消耗速率乘以所述间隔时间得到间隔时间内的燃料消耗；
步骤S2032，利用所述燃料消耗乘以所述排放物排放因子，得到间隔时间内所述飞行器发动机排放物的排放量。
本公开实施例中，所述广播式自动相关监视信号是每间隔一预设间隔时间向外界发送一次信号，每一个信号均可计算该时刻的燃料消耗速率，以此速率作为该次信号与下次信号之间的燃料消耗速率，乘以两次信号之间的时间间隔，得到燃料消耗量，最后一个的信号可按照延续1分钟或信号平均时间间隔的缺省值计算。将所有信号的燃料消耗相加，即可得到航线总的燃料消耗速率。由上述实施例可知，每一个信号均可计算该时刻的氮氧化物、碳氢、一氧化碳、黑碳的排放因子，以此排放因子作为该次信号与下次信号之间的排放因子，乘以两次信号之间的燃料消耗，得到个污染物的排放量，最后一秒的信号可按照延续1分钟或信号平均时间间隔的缺省值计算。将所有信号的排放量相加，即可得到航线总的污染物排放量。在一个示例中，若所述飞行器包含多个发动机，所述排放因子还需要乘以发动机的数量，将所述排放因子乘以发动机的数量再乘以乘以两次信号之间的燃料消耗，得到个污染物的排放量，将所有信号的排放量相加，得到航线总的污染物排放量。
在一种可能的实现方式中，所述飞行器飞行轨迹距离之和可以通过如下方式获得：在一个示例中，两次信号之间的间隔时间由相邻时间相减得到，取两次信号水平速度的平均值作为平均水平速度，乘以两次信号之间的间隔时间，即可得到每两个信号间隔的水平距离，将所有间隔距离相加，即可得到航线水平轨迹距离之和。垂直轨迹距离之和的计算方法同水平轨迹距离。将所有间隔时间相加即可得到总的飞行时间。在另一个示例中，可以根据两次信号飞行器所在位置的经纬度计算两个位置之间的水平距离，也可以根据高度算竖直距离。
在一种可能的实现方式中，所述排放物为二氧化碳、水和二氧化硫时，其排放量计算是基于物料守恒原理。可以根据每公斤燃料的含碳量、含氢量和含硫量，按照转化的效率，假设碳燃烧成为二氧化碳，氢燃烧成为水，硫燃烧成为二氧化碳。二氧化碳和水的基于燃料的排放因子缺省值分别为3149g/kg和1230g/kg。二氧化硫的排放因子可根据所用航空燃料的含硫量调整。根据信号间隔的燃料消耗乘以相关质量因子，即可得信号间隔二氧化碳、水和二氧化硫排放，将所有信号的排放相加，即可得到航线总的排放量。
图3是根据一示例性实施例示出的一种飞机发动机排放物排放量的测定装置的框图。参照图3，该装置包括：
获取模块301，用于获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间；
第一确定模块302，用于基于所述飞行器的四维数据，确定飞行器所在高度的燃料消耗速率；
第二确定模块303，用于根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子；
计算模块304，用于根据所述飞行器飞行时间、所述飞行器所在高度的燃料消耗速率和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。
在一种可能的实现方式中，所述获取模块包括：
接收模块，用于接收广播式自动相关监视信号，从所述广播式自动相关监视信号中获取飞行器在飞行过程中的四维数据；
匹配模块，用于从高空气象数据中获取与所述四维数据相匹配的气象数据。
在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块包括：
第一确定子模块，用于根据所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，确定所述飞行器所处的飞行阶段；
第二确定子模块，用于根据所述飞行器所处的飞行阶段和飞行高度，确定所述飞行器的燃料消耗速率；
第一修正子模块，用于利用所述气象数据对所述飞行器的燃料消耗速率进行修正，得到所述飞行器的参考燃料消耗速率。
在一种可能的实现方式中，所述在所述排放物为氮氧化物、碳氢或一氧化碳，所述第二确定模块包括：
第三确定子模块，用于根据所述飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，确定所述海平面参考排放因子；
修正子模块，用于利用所述气象信息对所述海平面参考排放因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的排放因子。
在一种可能的实现方式中，所述排放物为黑碳，所述第二确定模块包括：
获取子模块，用于获取所述飞行器的发动机类型对应的烟度及涵道比数据；
第四确定子模块，用于根据所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，确定所述飞行器所处的飞行阶段；
第五确定子模块，基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度的黑碳排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
计算子模块，用于利用所述体积浓度因子乘以所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量得到所述黑碳排放物的排放因子。
在一种可能的实现方式中，所述第五确定子模块包括：
确定单元，用于基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述黑碳排放物海平面参考体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
计算单元，用于利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量。
在一种可能的实现方式中，在所述排放物为黑碳，所述排放因子包括黑碳数量排放因子，所述第二确定模块包括：
第六确定子模块，用于根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的质量排放因子；
第七确定子模块，根据所述质量排放因子与黑碳颗粒物几何平均直径的关联关系，确定所述黑碳颗粒物几何平均直径；
第八确定子模块，用于基于所述质量排放因子和所述黑碳颗粒物几何平均直径，确定所述黑碳数量。
在一种可能的实现方式中，所述飞行器的飞行时间包括飞行过程中接收所述广播式自动相关监视信号间隔时间之和，所述计算模块包括：
第一计算子模块，用于利用接收所述广播式自动相关监视信号时刻所对应的所述飞行器的燃料消耗速率乘以所述间隔时间得到间隔时间内的燃料消耗；
第二计算子模块，利用所述燃料消耗乘以所述排放物排放因子，得到间隔时间内所述飞行器发动机排放物的排放量。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图4是根据一示例性实施例示出的一种飞机发动机排放物排放量的测定装置400的框图。例如，装置400可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图4，装置400可以包括以下一个或多个组件：处理组件402，存储器404，电源组件406，多媒体组件408，音频组件410，输入/输出(I/O)的接口412，传感器组件414，以及通信组件416。
处理组件402通常控制装置400的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件402可以包括一个或多个处理器420来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件402可以包括一个或多个模块，便于处理组件402和其他组件之间的交互。例如，处理组件402可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件408和处理组件402之间的交互。
存储器404被配置为存储各种类型的数据以支持在装置400的操作。这些数据的示例包括用于在装置400上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器404可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件406为装置400的各种组件提供电力。电源组件406可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置400生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件408包括在所述装置400和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件408包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件410被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件410包括一个麦克风(MIC)，当装置400处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器404或经由通信组件416发送。在一些实施例中，音频组件410还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口412为处理组件402和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件414包括一个或多个传感器，用于为装置400提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件414可以检测到装置400的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置400的显示器和小键盘，传感器组件414还可以检测装置400或装置400一个组件的位置改变，用户与装置400接触的存在或不存在，装置400方位或加速/减速和装置400的温度变化。传感器组件414可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件414还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件416被配置为便于装置400和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件416经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件416还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置400可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器404，上述指令可由装置400的处理器420执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
图5是根据一示例性实施例示出的一种飞机发动机排放物排放量的测定装置的装置500的框图。例如，装置1900可以被提供为一服务器。参照图5，装置500包括处理组件522，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器532所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件522的执行的指令，例如应用程序。存储器532中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件522被配置为执行指令，以执行上述方法。
装置500还可以包括一个电源组件526被配置为执行装置500的电源管理，一个有线或无线网络接口550被配置为将装置500连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口558。装置500可以操作基于存储在存储器532的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器532，上述指令可由装置500的处理组件522执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (18)
1.一种飞行器发动机排放物排放量的测定方法，其特征在于，包括：
获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间；
根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子；
根据所述飞行器的四维数据和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，包括：
接收广播式自动相关监视信号，从所述广播式自动相关监视信号中获取飞行器在飞行过程中的四维数据；
从高空气象数据中获取与所述四维数据相匹配的气象数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排放物为氮氧化物、碳氢或一氧化碳，
所述根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子，包括：
根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率；
根据所述飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，确定所述海平面参考排放因子；
利用所述气象数据对所述海平面参考排放因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的排放因子。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率，包括：
根据所述飞行器的四维数据，确定所述飞行器所在高度的燃料消耗速率；
利用所述气象数据对所述燃料消耗速率进行修正，得到所述飞行器的参考燃料消耗速率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排放物为黑碳，
所述根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子，包括：
获取所述飞行器的发动机类型对应的烟度及涵道比数据；
根据所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，确定所述飞行器所处的飞行阶段；
基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
利用所述体积浓度因子乘以所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量得到所述排放物的排放因子。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量，包括：
基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述排放物海平面参考体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述排放物为黑碳，所述排放因子包括黑碳数量排放因子，
所述根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子，包括：
根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的质量排放因子；
根据所述质量排放因子与黑碳颗粒物几何平均直径的关联关系，确定所述黑碳颗粒物几何平均直径；
基于所述质量排放因子和所述黑碳颗粒物几何平均直径，确定所述黑碳数量。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述飞行时间包括在飞行过程中的接收所述广播式自动相关监视信号的间隔时间，
所述根据所述飞行器的四维数据和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量，包括：
利用接收所述广播式自动相关监视信号时刻所对应的所述飞行器的燃料消耗速率乘以所述间隔时间得到间隔时间内的燃料消耗；
利用所述燃料消耗乘以所述排放物排放因子，得到间隔时间内所述飞行器发动机排放物的排放量。
9.一种飞行器发动机排放物排放量的测定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取飞行器在飞行过程中的四维数据以及对应的气象数据，所述四维数据包括飞行器的经纬度、高度以及飞行时间；
第一确定模块，用于根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的排放因子；
计算模块，用于根据所述飞行器飞行时间、所述飞行器所在高度的燃料消耗速率和排放因子，得到所述飞行器发动机排放物的排放量。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：
接收子模块，用于接收广播式自动相关监视信号，从所述广播式自动相关监视信号中获取飞行器在飞行过程中的四维数据；
匹配子模块，用于从高空气象数据中获取与所述四维数据相匹配的气象数据。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述排放物为氮氧化物、碳氢或一氧化碳，所述第一确定模块包括：
第一确定子模块，用于根据所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述飞行器的参考燃料消耗速率；
第二确定子模块，用于所述飞行器的参考燃料消耗速率与海平面参考排放因子预设的关联关系，确定所述海平面参考排放因子；
修正子模块，用于利用所述气象数据对所述海平面参考排放因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的排放因子。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定子模块包括：
第一确定单元，用于根据所述飞行器的四维数据，确定所述飞行器所在高度的燃料消耗速率；
修正单元，用于利用所述气象数据对所述燃料消耗速率进行修正，得到所述飞行器的参考燃料消耗速率。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述排放物为黑碳，所述第一确定模块包括：
获取子模块，用于获取所述飞行器的发动机类型对应的烟度及涵道比数据；
第三确定子模块，用于根据所述飞行器飞行高度与飞行阶段的预设对应关系，确定所述飞行器所处的飞行阶段；
第四确定子模块，基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述飞行器所在高度排放物的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
计算子模块，用于利用所述体积浓度因子乘以所述每公斤燃料燃烧的排气体积流量得到所述排放物的排放因子。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第四确定子模块包括：
第二确定单元，用于基于所述烟度数据以及所述飞行器所处的飞行阶段和所在高度的燃料消耗速率，确定所述黑碳排放物海平面参考体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量；
计算单元，用于利用所述气象信息对所述海平面参考体积浓度因子进行修正，得到所述飞行器所在高度的体积浓度因子以及每公斤燃料燃烧的排气体积流量。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述排放物为黑碳，所述排放因子包括黑碳数量排放因子，所述第一确定模块包括：
第五确定子模块，用于根据排放物的种类以及所述飞行器的四维数据和气象数据，确定所述排放物的质量排放因子；
第六确定子模块，根据所述质量排放因子与黑碳颗粒物几何平均直径的关联关系，确定所述黑碳颗粒物几何平均直径；
第七确定子模块，用于基于所述质量排放因子和所述黑碳颗粒物几何平均直径，确定所述黑碳数量。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述飞行时间包括在飞行过程中的接收所述广播式自动相关监视信号的间隔时间，所述计算模块包括：
第一计算子模块，用于利用接收所述广播式自动相关监视信号时刻所对应的所述飞行器的燃料消耗速率乘以所述间隔时间得到间隔时间内的燃料消耗；
第二计算子模块，利用所述燃料消耗乘以所述排放物排放因子，得到间隔时间内所述飞行器发动机排放物的排放量。
17.一种飞行器发动机排放物排放量的测定装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求1至8中任一项所述的方法。
18.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得处理器能够执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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