[發明專利]GPS多功能湍流探空儀及其測量方法

無效

• 申請號: 200610097731.8
• 申請日: 2006-11-22
• 公開（公告）號: CN101191840A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 肖黎明;翁寧泉;孫剛;余申偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院安徽光學精密機械研究所
• 主分類號: G01W1/08
• 分類號: G01W1/08;G01W1/02;G01S1/02;G01S5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種GPS多功能湍流探空儀，包括依次串接的傳感部件(1)、信號變換部件(2)和發射部件(3)，以及與上述各部件電連接的電源(4)，其中，傳感部件(1)含有溫度脈動傳感器(11)、大氣壓力傳感器(12)和大氣溫度傳感器(13)，發射部件(3)含有發射機(31)，其特征在于：

(a)所說傳感部件(1)還含有GPS傳感器(14)，用于將待測點的坐標量變換成電信號；

(b)所說信號變換部件(2)含有模數轉換器MAX197和單片機AT89C2051，用于將傳感部件(1)輸出的電信號變換成數字信號和對其進行運算、分析和編碼；

(c)所說發射部件(3)還含有電平轉換器，用于將信號變換部件(2)處理后的頻率信號轉換成發射機(31)所需的電平。

2.根據權利要求1所述的GPS多功能湍流探空儀，其特征是GPS傳感器(14)為Trimble公司的微型GPS接收機。

3.根據權利要求1所述的GPS多功能湍流探空儀，其特征是信號變換部件(2)的模數轉換器MAX197的腳和分別接溫度脈動傳感器(11)、大氣壓力傳感器(12)和大氣溫度傳感器(13)，用于接收上述傳感器送來的模擬信號；單片機AT89C2051的腳②接GPS傳感器(14)，用于直接獲得衛星定位的數字信號；單片機AT89C2051的控制端口腳⑧、⑥、⑦和與模數轉換器MAX197的控制端口③、④、⑤和腳連接，用于控制模數轉換器MAX197分時接收各傳感器的信號；模數轉換器MAX197的數地總線端口⑦～腳接單片機AT89C2051的數地總線端口腳～，用于將轉換的數字信號輸出至單片機AT89C2051；單片機AT89C2051的輸出端口腳⑨接發射部件(3)的輸入端，用于輸出處理后的頻率信號。

4.根據權利要求3所述的GPS多功能湍流探空儀，其特征是電平轉換器為電壓放大器8050。

5.根據權利要求1所述的GPS多功能湍流探空儀，其特征是單片機AT89C2051的腳④、⑤和⑩間接有片外時鐘振蕩器，用于調整單片機AT89C2051的工作頻率。

6.根據權利要求1所述的GPS多功能湍流探空儀的測量方法，包括接收傳感器的信號和輸出數字信號，其特征在于：

分別設定采集傳感器輸出的時間片、采集的次數，產生一個分時采集的時間基準和采集次數最多的傳感器輸出的時間段，其中，對于湍流采集500次，對于氣壓和溫度分別采集16次，對于GPS采集1次；

根據采集傳感器的對象，確定各傳感器間的采集比例系數，產生一個分時采集的工作時序，其中，采集比例系數以湍流、氣壓和溫度為一組、GPS為另一組來確定；

對轉換成數字信號的數據進行處理，即對于湍流的數據求其方差，對于氣壓和溫度的數據，按大小排序，在舍去頭尾各一次的數據后，求其均值，對于GPS的數據，保留并由其和前次保留的數據計算出風向和風速；

按采集比例系數，將經過處理的數據編碼成頻率信號后送往發射部件發射。

7.根據權利要求6所述的GPS多功能湍流探空儀的測量方法，其特征是湍流、氣壓和溫度組與GPS組間的采集比例系數為10∶1。

8.根據權利要求6所述的GPS多功能湍流探空儀的測量方法，其特征是頻率信號的編碼為將數據中的0和1分別對應的編制成2KHz和2.4KHz的方波信號。