[發明專利]一種地基雙波段云量自動觀測系統和方法

在審

• 申請號: 202010548775.8
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111707665A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 夏營威;王依人;張龍;高震宇;吳佳玲;鄧國慶;劉勇
• 申請（專利權）人: 安徽云能天智能科技有限責任公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N25/20;G01W1/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 洪琴

一種地基雙波段云量自動觀測系統和方法，該系統包括成像單元，所述成像單元包括可見光成像模塊和紅外成像模塊，所述可見光成像模塊和紅外成像模塊平行向上設置；數據處理單元，接收成像單元采集的天空圖像后，分析云量信息；數據傳輸單元，將云圖原始數據、經數據處理單元分析處理后得到的云量數據傳輸至客戶端；內層殼體和外層殼體。該發明能夠同時刻獲取可見光(450～650nm)波段和紅外(8～14um)波段的全天空圖像和云量信息，實現云量晝夜連續觀測，兩個波段成像可以相互驗證和補充，獲得更加準確的云量信息。內層殼體可以為數據處理單元和數據傳輸單元中的電路和元器件提供相對穩定的內部環境，提高系統的魯棒性。

技術領域

本發明涉及氣象觀測的技術領域，尤其涉及一種地基雙波段云量自動觀測系統和方法。

背景技術

云的形成與演變和天氣變化有著十分密切的關系，對氣候模式判斷和天氣預報有著重要影響。同時，云量數據的持續觀測和分析結果，可用于太陽能產能預報和光伏發電性能評估。目前云量自動化觀測設備云量自動觀測儀，廣泛應用在各氣象觀測站，在氣象科學、遙測、太陽能資源研究，航空/艦船氣象等高要求的精密氣象觀測領域也有應用。

現有的全天空成像產品，例如美國ARM公司的WSI(Whole Sky Imager)、TSI(TotalSky Imager)全天空成像系統、中國氣象科學研究院的地基全天空成像儀TCI(Total-skyCloud Imager)等，在可見光波段，已具有自動化連續觀測的功能。另外基于大氣向下紅外(8～14um)輻射信息反演天空云量技術研制的紅外云量觀測設備,如孫學金團隊研制的掃描式紅外測云系統WSIRCMS(Whole Sky Infrared Cloud Measuring system)，江蘇無線電科學研究所研制的SIRIS等也可實現對全天空云量的連續觀測，此類紅外波段云觀測設備單次觀測天空視場較小，因此需要通過多次掃描獲取全天空紅外圖像再進行云量分析。

發明內容

為了實現云量晝夜連續觀測，為此，本發明提供一種地基雙波段云量自動觀測系統和方法。本發明采用以下技術方案：

一種地基雙波段云量自動觀測系統，包括

成像單元，所述成像單元包括可見光成像模塊和紅外成像模塊，所述可見光成像模塊和紅外成像模塊平行向上設置；

數據處理單元，接收成像單元采集的天空圖像后，分析云量信息；

數據傳輸單元，將云圖原始數據、經數據處理單元分析處理后得到的云量數據傳輸至客戶端；

內層殼體，為所述成像單元、數據處理單元和數據傳輸單元中內部電路和元器件提供內部環境；

外層殼體，與內層殼體之間形成空氣腔體。

優化的，還包括環境調節單元，用于調節內層殼體內環境溫濕度，所述環境調節單元與數據傳輸單元連接。

優化的，還包括除塵單元，所述除塵單元包括送風機構，安裝于系統儀器底部，形成由下往上的風道。

優化的，所述可見光成像模塊的視場為180°，所述紅外成像模塊的視場為160°。

優化的，所述數據傳輸單元包括4G無線網絡和本地以太網。

使用上述的一種地基雙波段云量自動觀測系統的方法，包括以下步驟：

S1、數據處理單元獲取系統所在位置的經緯度數據，計算該位置日出日落時間，確定成像單元中可見光成像模塊的工作時間段；調節內層殼體內的溫濕度；設定數據處理單元控制成像單元采集天空可見光和紅外圖像的采集周期；

S2、數據處理單元將采集的天空原始可見光和紅外圖像分別進行處理，得到可見光云量數據和紅外云量數據；