[發(fā)明專利]一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810390503.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108663726A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海員;郭延良;趙昌;薛亮;楊洋;王鳳軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家海洋局第一海洋研究所
• 主分類號(hào): G01W1/08
• 分類號(hào): G01W1/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于氣象觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)及其使用方法，包括殼體、輕質(zhì)充氣管、充氣氣艇、充氣泵、儲(chǔ)氣罐、控制采集系統(tǒng)、銥星模塊、GPS模塊、電池倉(cāng)、氣象傳感器、蓄電池，其特征在于：充氣氣艇設(shè)置在殼體的上端；在殼體的內(nèi)側(cè)還安裝有控制采集系統(tǒng)、銥星模塊、GPS模塊、電池倉(cāng)，在殼體的左側(cè)安裝有氣象傳感器。本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)調(diào)節(jié)浮力大小來(lái)控制氣象觀測(cè)系統(tǒng)的上升，通過(guò)滑翔下降來(lái)實(shí)現(xiàn)水平方向的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)儲(chǔ)氣罐和充氣泵的引入來(lái)調(diào)節(jié)探空氣球內(nèi)部氦氣的多少，從而實(shí)現(xiàn)了浮力可調(diào)節(jié)大小的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣象觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)

低空大氣的氣象觀測(cè)對(duì)天氣和氣候的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)具有重要意義。對(duì)低空大氣的氣象觀測(cè)手段目前主要有衛(wèi)星觀測(cè)、氣象臺(tái)站定點(diǎn)觀測(cè)、投放探空氣球觀測(cè)、海洋上的浮標(biāo)定點(diǎn)氣象觀測(cè)等手段。衛(wèi)星對(duì)氣象的觀測(cè)只能是大尺度上的觀測(cè)，并且垂向觀測(cè)深度和精度有限。氣象臺(tái)站定點(diǎn)觀測(cè)可以很好的進(jìn)行單點(diǎn)氣象監(jiān)測(cè)，但組網(wǎng)成本很高，而且很多邊遠(yuǎn)地區(qū)，不適合建設(shè)氣象觀測(cè)臺(tái)站。投放探空氣球觀測(cè)可以獲取單點(diǎn)垂直尺度上的大量數(shù)據(jù)，但在水平方向上進(jìn)行大規(guī)模觀測(cè)的數(shù)據(jù)水平方向連續(xù)性差，且成本高。浮標(biāo)定點(diǎn)觀測(cè)只能連續(xù)測(cè)量單點(diǎn)的氣象資料，不能獲取水平和垂向尺度上的氣象資料。上述觀測(cè)手段均不能很好的對(duì)特定區(qū)域的低空大氣進(jìn)行水平和垂向連續(xù)觀測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能彌補(bǔ)現(xiàn)有氣象觀測(cè)儀器上述功能欠缺的一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)背景的問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)的使用方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)，包括殼體、輕質(zhì)充氣管、充氣氣艇、充氣泵、儲(chǔ)氣罐、控制采集系統(tǒng)、銥星模塊、GPS模塊、電池倉(cāng)、氣象傳感器、蓄電池，其特征在于：在殼體的上端通過(guò)輕質(zhì)充氣管連接有充氣氣艇，充氣氣艇內(nèi)部充有氦氣，充氣氣艇設(shè)置在殼體的上端；所述輕質(zhì)充氣管的下端通過(guò)安裝在殼體內(nèi)側(cè)的充氣泵和儲(chǔ)氣罐進(jìn)行相互連接，所述充氣泵出氣端和輕質(zhì)充氣管的進(jìn)氣端進(jìn)行相互連接，充氣泵的進(jìn)氣端連接儲(chǔ)氣罐的出氣端；在殼體的內(nèi)側(cè)還安裝有控制采集系統(tǒng)、銥星模塊、GPS模塊、電池倉(cāng)，在殼體的左側(cè)安裝有氣象傳感器，在電池倉(cāng)里面安裝有蓄電池，蓄電池分別與控制采集系統(tǒng)、銥星模塊、GPS模塊、氣象傳感器連接；所述控制采集系統(tǒng)分別與銥星模塊、GPS模塊、氣象傳感器相互連接。

本發(fā)明所要解決的上述的技術(shù)問(wèn)題應(yīng)提供一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)的使用方法。

一種具有自主滑翔功能的氣象觀測(cè)系統(tǒng)的使用方法，該方法包括如下步驟：

1)、將連接好的本系統(tǒng)，充氣氣艇和儲(chǔ)氣罐中，充進(jìn)適量氦氣，電池倉(cāng)中裝入蓄電池，將本系統(tǒng)釋放，系統(tǒng)在浮力的作用下，升上天空。

2)、隨著高度的增加，空氣密度變得稀薄，系統(tǒng)受到的浮力變小，最終浮力和重力達(dá)到平衡，系統(tǒng)在空中漂浮。此時(shí)通過(guò)銥星模塊，給控制采集系統(tǒng)下達(dá)指令，將充氣氣艇內(nèi)的部分氦氣抽回儲(chǔ)氣罐，此時(shí)，本系統(tǒng)所受浮力小于重力，系統(tǒng)開(kāi)始下降，下降過(guò)程中由于空氣密度逐漸變大，當(dāng)系統(tǒng)所受浮力再次等于重力時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)再次漂浮。

3)、將儲(chǔ)氣罐內(nèi)適量的氦氣在充入氣球，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)再次回到高空漂浮。

4)、利用上述升降原理，本系統(tǒng)可以完成在空中自主升降，在升降過(guò)程中，采集氣象傳感器數(shù)據(jù)和GPS模塊提供的位置和高度坐標(biāo)，并通過(guò)銥星模塊通訊，傳輸給地面接收中心，即在自主上升和下降滑翔過(guò)程中完成氣象要素的剖面觀測(cè)。