PFWS User Manual

User Guide

PFWS is a route weather and flight feasibility system for UAV operations. It helps users manage routes, evaluate weather and operational limits, inspect route decisions, and review per-leg and per-segment results.

Main pages

Routes: open / or /routes.html to view, create, upload, and select routes.
Route detail: open /routes/{route_id} to inspect geometry, map, weather, reasons, and reports.
Operational Limits: open /limits.html to view and manage UAV Type / airframe limits.

Route evaluation workflow

Open the Routes page.
Create or select a route.
Open the route detail page.
Confirm geometry, ETD, provider/model, and UAV Type.
Run evaluation.
Review the final decision and the detailed reasons.
Export or save reports where available.

Decision meaning

GO: no blocking condition was found by the configured checks.
HOLD: data is incomplete, stale, cautionary, or requires operational waiting.
NO-GO: a hard limit or severe condition was found.

Technical Methodology

This section explains the calculations in pilot/navigator terms. It is a readable summary of the current implementation and the technical manual in docs/technical_manual.md.

Weather provider resolution

For each sampled route point PFWS resolves weather by position, estimated time, selected model/provider, and, for GRIB winds aloft, pressure level.

Provider	Resolution method
Open-Meteo style provider	Surface-style weather at latitude, longitude, and time.
GFS GRIB	Nearest available local GRIB cycle/file and requested pressure level, commonly 925 hPa unless configured otherwise.
ICON GRIB	Nearest available local ICON cycle/file and requested pressure level, with provider-specific defaults.

Route sampling in space and time

Long fixed-wing legs are sampled at several points, not only at the start. Each sample is placed at the midpoint of a spatial bin.

n = min(Nmax, max(Nmin, leg_distance_km / spatial_km))

fraction = (sample_index + 0.5) / n

sample_time = leg_start_time + fraction × estimated_leg_duration

Latitude and longitude are linearly interpolated between the leg endpoints for each sample.

Symbols

Symbol	Meaning
u, v	Wind vector components from the weather provider, in m/s.
TAS	True airspeed-like value after density/weight adjustment, in m/s.
GS	Groundspeed, in m/s.
ρ	Air density, kg/m³.
p	Pressure, Pa internally for density formula; hPa in weather fields.
T	Absolute temperature, K.
W	Gross weight, kg.

Wind components

PFWS projects the provider wind vector onto the route track to derive headwind and crosswind. Positive headwind reduces groundspeed; tailwind is represented as negative headwind.

wind_abs = sqrt(u² + v²)

GS = TAS_commanded - headwind

Density and speed chain

PFWS uses the ideal-gas density relationship and density-corrected speed factors.

ρ = p / (R × T)

p = pressure_hPa × 100

T = temperature_C + 273.15

TAS_factor = sqrt(ρ₀ / ρ)

Weight correction

Where a base weight and gross weight are configured, PFWS increases key calibrated speeds with the square root of the weight ratio.

weight_factor = sqrt(max(0.1, gross_weight / base_weight))

CAS_min_weighted = FW_AIRSPD_MIN × weight_factor

TAS_min = CAS_min_weighted × TAS_factor

PX4 fixed-wing speed and energy chain

The evaluator derives a safe commanded TAS from configured minimum, trim, wind, groundspeed, and maximum constraints.

TAS_safe = max(TAS_min, TAS_trim, TAS_wind, TAS_groundspeed_min)

TAS_commanded = min(TAS_safe, TAS_max)

energy_Wh = power_W × duration_s / 3600

Wh_per_km = power_W / (3.6 × GS)

Weather gating

Each route row is checked against configured phase/mode limits and OLD limits. Typical checks include wind, headwind, crosswind, gust, visibility, cloud base, temperature, pressure, humidity, precipitation, icing, and turbulence where configured.

Icing heuristic

The fallback icing model combines temperature, humidity, visible moisture, and speed/gust influence into a percentage and severity level.

icing_pct = 100 × temperature_factor × humidity_factor × moisture_factor × velocity_factor

Typical levels: Low, Moderate, Severe. The detailed thresholds are documented in docs/technical_manual.md.

Operational warning

PFWS is a decision-support tool. It does not replace aviation regulations, UAV manufacturer limits, local operating procedures, or pilot/navigator judgment.

Руководство пользователя PFWS

Руководство пользователя

PFWS — система оценки маршрута, погоды и выполнимости полёта БВС. Она помогает управлять маршрутами, проверять погодные и эксплуатационные ограничения, анализировать решения и просматривать результаты по участкам и сегментам.

Основные страницы

Маршруты: / или /routes.html — просмотр, создание, загрузка и выбор маршрутов.
Детали маршрута: /routes/{route_id} — геометрия, карта, погода, причины и отчёты.
Эксплуатационные ограничения: /limits.html — просмотр и управление профилями UAV Type / airframe.

Порядок оценки маршрута

Откройте страницу маршрутов.
Создайте или выберите маршрут.
Откройте страницу деталей маршрута.
Проверьте геометрию, ETD, провайдер/модель и UAV Type.
Запустите оценку.
Проверьте итоговое решение и подробные причины.
Сохраните или экспортируйте отчёт, если функция включена.

Значение решений

GO: блокирующих условий не найдено.
HOLD: данные неполные, устаревшие, требуют ожидания или повышенного внимания.
NO-GO: найдено нарушение жёсткого ограничения или серьёзное условие.

Техническая методика

Этот раздел объясняет расчёты понятным языком для пилотов и штурманов. Это краткое изложение текущей реализации и документа docs/technical_manual.md.

Разрешение погодных данных

Для каждой точки маршрута PFWS запрашивает погоду по координатам, расчётному времени, выбранной модели/провайдеру и, для GRIB-ветра на высоте, уровню давления.

Провайдер	Метод разрешения
Open-Meteo	Погодные данные у поверхности по широте, долготе и времени.
GFS GRIB	Ближайший доступный локальный цикл/файл GRIB и заданный уровень давления, обычно 925 hPa, если не настроено иначе.
ICON GRIB	Ближайший доступный локальный цикл/файл ICON и заданный уровень давления.

Дискретизация маршрута по пространству и времени

Длинные участки FW проверяются не только в начале, а в нескольких точках. Каждая точка ставится в середину пространственного интервала.

n = min(Nmax, max(Nmin, distance_km / spatial_km))

fraction = (sample_index + 0.5) / n

sample_time = leg_start_time + fraction × estimated_leg_duration

Координаты точки рассчитываются линейной интерполяцией между началом и концом участка.

Обозначения

Символ	Значение
u, v	Компоненты ветра от погодного провайдера, м/с.
TAS	Истинная скорость после поправок на плотность и массу, м/с.
GS	Путевая скорость, м/с.
ρ	Плотность воздуха, кг/м³.
p	Давление; в формуле плотности используется Па, в погодных полях — hPa.
T	Абсолютная температура, K.
W	Полная масса, кг.

Компоненты ветра

PFWS проецирует вектор ветра на курс участка маршрута и получает встречную/попутную и боковую составляющие. Положительный встречный ветер уменьшает путевую скорость.

wind_abs = sqrt(u² + v²)

GS = TAS_commanded - headwind

Плотность и цепочка скоростей

PFWS использует формулу идеального газа и поправку скорости по плотности.

ρ = p / (R × T)

p = pressure_hPa × 100

T = temperature_C + 273.15

TAS_factor = sqrt(ρ₀ / ρ)

Поправка на массу

Если задана базовая масса и фактическая полная масса, ключевые скорости увеличиваются пропорционально квадратному корню отношения масс.

weight_factor = sqrt(max(0.1, gross_weight / base_weight))

CAS_min_weighted = FW_AIRSPD_MIN × weight_factor

TAS_min = CAS_min_weighted × TAS_factor

Цепочка PX4 FW: скорость и энергия

Оценщик выбирает безопасную командную TAS с учётом минимальной, крейсерской, ветровой, путевой и максимальной скорости.

TAS_safe = max(TAS_min, TAS_trim, TAS_wind, TAS_groundspeed_min)

TAS_commanded = min(TAS_safe, TAS_max)

energy_Wh = power_W × duration_s / 3600

Wh_per_km = power_W / (3.6 × GS)

Погодный гейтинг

Каждая строка маршрута проверяется по ограничениям фазы/режима и OLD. Обычно проверяются ветер, встречный ветер, боковой ветер, порывы, видимость, нижняя граница облачности, температура, давление, влажность, осадки, обледенение и турбулентность, если они настроены.

Оценка обледенения

Резервная модель обледенения объединяет температуру, влажность, видимую влагу и влияние скорости/порывов в процент и уровень опасности.

icing_pct = 100 × temperature_factor × humidity_factor × moisture_factor × velocity_factor

Типовые уровни: Low, Moderate, Severe. Подробные пороги описаны в docs/technical_manual.md.

Эксплуатационное предупреждение

PFWS является системой поддержки принятия решений. Она не заменяет авиационные правила, ограничения производителя БВС, местные процедуры и решение пилота/штурмана.