本技术涉及气象探测领域,尤其涉及基于轻型乳胶探空气球的高精度高空风探测系统。
背景技术:
1、高空风探测是气象科学和环境科学领域的重要组成部分,对于研究气候变化、大气环流、天气预报等有着至关重要的影响。目前,常规的高空风探测主要依赖于气象探空气球搭载探测器,收集大气中的温度、湿度、气压以及高度等数据,再通过数据处理得出风速、风向等信息。
2、然而,这样的方式在实际操作中存在一定的问题。例如,常规高空气象探测系统配套的处理显示界面在显示气象数据时,是将温度传感器、湿度传感器、气压传感器以及经度、纬度、高度等信息直接显示于界面中,显示的为原始数据。并且,高空风数据是无法直接获取的,其需要通过经度、纬度信息计算获取。在现有数据处理显示系统中,只实时显示经度、纬度信息,而高空风是无法显示的。业务人员如需查看高空风的变化情况、检查高空风数据质量等,则需要采用独立的系统对经纬度信息进行再处理,才能显示风速、风向随高度的变化。
3、此外,常规探测系统中使用的气象探空气球大多重量较大,需要消耗大量的氢气,成本较高。而且,探空气球的重量和挂绳长度也会对高空风探测的精度产生影响。因此,需要一种新的探测系统,能够解决上述问题,提供更精准的高空风探测数据,同时降低成本,提高探测效率。
技术实现思路
1、为了实现目的,本实用新型提供了以下技术方案:
2、为解决上述技术问题,本实用新型专利提供一种基于轻型乳胶探空气球的高精度高空风探测系统,该系统将探测设备、挂绳和轻型气球集成为一体,最大程度地减小了系统重量和体积,有效地降低了氢气的使用量和探测成本,同时还能满足高空风探测的精度需求。具体技术方案如下:
3、轻型乳胶探空气球:采用300g或200g的轻型乳胶探空气球,相比于传统的750g胶面气球,既满足了高空风探测的需求,又大幅减小了气球的重量和体积,进一步降低了氢气的使用量和探测成本。
4、挂绳:轻型气球配备短挂绳,300g的探空气球配备4m挂绳,200g的探空气球配备2m挂绳。短挂绳的设计可以有效减小钟摆效应对高空风探测精度的影响,提升了高空风探测精度。
5、导航测风仪:使用的测风仪是导航测风仪,它具有重量小、功耗低、精度高的优点,可以实时获取经度、纬度信息,并基于此计算出高空风速、风向信息。
6、高空风探测数据实时精细化处理系统:系统根据导航测风仪获取的实时经度、纬度信息,通过高空风数据处理算法,将经度、纬度信息转化成风速、风向信息,实时进行显示风速廓线、u风速廓线、v风速廓线。业务人员可以通过此界面,实时查看高空风变化情况和高空风数据质量,为决策提供支持。
7、高空风数据处理算法:基于导航定位数据,采用《高空气象探测数据处理模型》(gjb 6069-2007)中推荐使用的wgs-84地心坐标系进行高空风计算。此算法能有效提升风向、风速计算的精度,实现了高空风秒数据的计算。
8、本实用新型专利的技术方案集成度高,成本低,使用方便,能够满足高空风探测业务的需求,大大提升了高空风探测精度。同时,本实用新型专利的技术方案还具有很好的推广和应用价值,为未来气象探测业务提供了新的思路和方案。
9、本实用新型的有益效果为:
10、提高精度:通过使用轻型乳胶探空气球、短挂绳和导航测风仪,以及结合高空风探测数据实时精细化处理系统和高空风数据处理算法,本实用新型专利大大提升了高空风探测的精度。
11、降低成本:本实用新型专利通过使用轻型乳胶探空气球和减少氢气使用量,有效地降低了探空气球的使用成本和高空风探测的整体费用。
12、提升效率:通过实时精细化处理系统和高空风数据处理算法,业务人员可以实时查看高空风变化情况和高空风数据质量,提升了工作效率。
13、方便操作:本实用新型专利的系统设计便于业务人员进行操作,并且提供直观、便捷的人机交互界面。
14、广泛适用:本实用新型专利的探测系统不仅适用于高空风探测业务,同时也可以为其它需要进行高空探测的场景提供参考和依据。
1.一种基于轻型乳胶探空气球的高精度高空风探测系统,其特征在于,包括轻型乳胶探空气球,短挂绳,导航测风仪,和地面处理中心;其中,轻型乳胶探空气球用于进行高空风探测;短挂绳用于连接轻型乳胶探空气球与导航测风仪;导航测风仪用于收集实时经度、纬度信息;地面处理中心用于接收并处理导航测风仪传输的信息。
2.根据权利要求1所述的高精度高空风探测系统,其特征在于,所述轻型乳胶探空气球选择300g/200g的气球,以满足高空风探测需求,并减小气球质量,减少氢气使用量。
3.根据权利要求1所述的高精度高空风探测系统,其特征在于,所述短挂绳按照探空气球的类型,选择4m或2m长度,以减小钟摆效应对高空风探测精度的影响。
4.根据权利要求1所述的高精度高空风探测系统,其特征在于,所述导航测风仪将收集到的实时经度、纬度信息实时传输至所述地面处理中心。
5.根据权利要求4所述的高精度高空风探测系统,其特征在于,所述地面处理中心将处理后的风速、风向数据进行实时显示。
6.根据权利要求4所述的高精度高空风探测系统,其特征在于,所述高精度高空风数据处理系统采用wgs-84地心坐标系进行高空风计算。
7.根据权利要求5所述的高精度高空风探测系统,其特征在于,所述地面处理中心实时显示界面。
