CN106154355B - 一种系留系统探空仪的倾角补偿方法 - Google Patents
一种系留系统探空仪的倾角补偿方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106154355B CN106154355B CN201610413638.7A CN201610413638A CN106154355B CN 106154355 B CN106154355 B CN 106154355B CN 201610413638 A CN201610413638 A CN 201610413638A CN 106154355 B CN106154355 B CN 106154355B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sonde
- angle
- directions
- tri
- compensation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/08—Adaptations of balloons, missiles, or aircraft for meteorological purposes; Radiosondes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本发明公开了一种系留系统探空仪的倾角补偿方法,首先对气象要素进行采集,然后根据倾角对风向进行补偿,最后将数据进行存储并通过无线数传模块发送给指定的接收设备。与现有技术相比,本发明的一种系留系统探空仪的倾角补偿方法,可针对探空仪在探测过程中磁罗盘与水平面之间的倾角对风向测量的影响,进行有效的倾角补偿,提高风向的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有倾角补偿的系留系统探空仪的补偿方法,属于气象探测技术领域。
背景技术
大气边界层是人类活动和各项生态环境构成的主要层次,是地球表面和自由大气间动量、热量和物质属性交换必经的气层。国内外重大气象实验大都把大气边界层研究作为核心的科学内容之一。系留探空系统是开展大气边界层探测的主要手段,其系统组成主要包括气艇、系留绳、绞车、探空仪以及地面接收系统等。探空仪可对气温、湿度、气压、风速以及风向等气象要素进行探测。
探空仪对风向的测量是用磁罗盘检测地磁场水平方向的分量来确定的。当磁罗盘水平放置时,传感器坐标系的X、Y轴在水平面内,根据检测的X、Y方向上磁场的强度分量,即可得到风向的具体角度。但探空仪在探测时,始终处于运动状态,并非总处于水平状态,亦即磁罗盘与水平面之间存在倾角,这就使得传感器所检测到的X、Y方向上磁场的强度分量并非实际的强度分量,从而影响了风向测量数据的精度。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种利用具有倾角补偿的系留系统探空仪计算出更加准确的风向数据的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种具有倾角补偿的系留系统探空仪的补偿方法,其特征在于,包括:
A.在探空仪上安装磁阻传感器和倾角传感器;
B.倾角检测:用倾角传感器测得重力加速度g在探空仪X、Y、 Z三个方向上的分量Gx、Gy、Gz,根据坐标关系求探空仪的俯仰角和滚转角θ,计算公式为
C.磁通量补偿:利用磁阻传感器测得地磁场H在探空仪X、 Y、Z三个方向上的分量Hx、Hy、Hz,根据俯仰角和滚转角θ对Hx、Hy、Hz进行倾角补偿,得到水平方向的磁通量HX和HY,计算公式为
D.风向求解:利用三角函数关系求得探空仪与磁北的夹角α,计算公式为
E.磁偏角补偿:根据本地的磁偏角β对探空仪与磁北的夹角α进行对比修正,得到探空仪与实际的夹角,则测得的风向实际角度D,计算公式为D=α+β。
作为跟进一步的优选方案,所述倾角传感器的X、Y、Z三个方向均与探空仪的X、Y、Z三个方向一致。
作为跟进一步的优选方案,所述磁阻传感器的X、Y、Z三个方向均与探空仪的X、Y、Z三个方向一致。
有益效果
与现有技术相比,本发明的一种具有倾角补偿的系留系统探空仪的补偿方法,可针对探空仪在探测过程中磁罗盘与水平面之间的倾角对风向测量的影响,进行有效的倾角补偿,提高风向的测量精度。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。
本发明的一种具有倾角补偿的系留系统探空仪的补偿方法,包括:
A.在探空仪上安装磁阻传感器和倾角传感器;
B.倾角检测:用倾角传感器测得重力加速度g在探空仪X、Y、 Z三个方向上的分量Gx、Gy、Gz,根据坐标关系求探空仪的俯仰角和滚转角θ,计算公式为
C.磁通量补偿:利用磁阻传感器测得地磁场H在探空仪X、 Y、Z三个方向上的分量Hx、Hy、Hz,根据俯仰角和滚转角θ对Hx、Hy、Hz进行倾角补偿,得到水平方向的磁通量HX和HY,计算公式为
D.风向求解:利用三角函数关系求得探空仪与磁北的夹角α,计算公式为
E.磁偏角补偿:根据本地的磁偏角β对探空仪与磁北的夹角α进行对比修正,得到探空仪与实际的夹角,则测得的风向实际角度D,计算公式为D=α+β。
进一步的,所述倾角传感器的X、Y、Z三个方向均与探空仪的X、Y、Z三个方向一致;所述磁阻传感器的X、Y、Z三个方向均与探空仪的X、Y、Z三个方向一致。
本发明的系留系统探空仪,其主要组成包括微型处理器、外围元件、无线数传模块、气压、温度、湿度、风速、风向等气象要素传感器以及倾角传感器,系留系统探空仪的风向测量具有倾角补偿功能,风向传感器的核心部件为磁阻传感器,磁阻传感器具有三轴磁通量检测功能,磁阻传感器为三轴磁阻传感器,倾角传感器具有水平倾角检测功能,倾角传感器通过重力加速度检测的实现对倾角的检测,倾角传感器具有平面重力加速度分量检测功能,倾角传感器为三轴加速度传感器;
与现有系留系统探空仪相比,其增加了倾角传感器,当系留系统探空仪与水平面存在倾角时,可对风向传感器的输出信号进倾角补偿,保证风向数据的准确性。
上述具有倾角补偿的系留系统探空仪包括微型处理器、气象传感器、倾角传感器、无线数传模块和外围元件。上述气象传感器气压、温度、湿度、风速、风向等气象要素传感器以及倾角传感器。上述风向气象传感器的核心传感器为三轴磁阻传感器。上述倾角传感器为三轴加速度传感器。安装倾角传感器和磁阻传感器时,保证两传感器的X、Y、Z三个方向均与探空仪的X、Y、Z三个方向一致。上述微型处理器型号为STC12C5A60S2,气压传感器型号为BMP180,风速传感器为基于码盘红外计数的风杯式风速传感器,温湿度传感器SHT75,三轴磁阻传感器为HMC5883L,三轴加速度传感器ADXL335,无线数传模块为Sx1278,外围元件包括系统电源、各传感器辅助电路以及人机交互接口等。
以上所述,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种具有倾角补偿的系留系统探空仪的补偿方法,其特征在于,包括:
A.在探空仪上安装磁阻传感器和倾角传感器;
B.倾角检测:用倾角传感器测得重力加速度g在探空仪X、Y、Z三个方向上的分量Gx、Gy、Gz,根据坐标关系求探空仪的俯仰角和滚转角θ,计算公式为
C.磁通量补偿:利用磁阻传感器测得地磁场H在探空仪X、Y、Z三个方向上的分量Hx、Hy、Hz,根据俯仰角和滚转角θ对Hx、Hy、Hz进行倾角补偿,得到水平方向的磁通量HX和HY,计算公式为
D.风向求解:利用三角函数关系求得探空仪与磁北的夹角α,计算公式为
E.磁偏角补偿:根据本地的磁偏角β对探空仪与磁北的夹角α进行对比修正,得到探空仪与实际的夹角,则测得的风向实际角度D,计算公式为D=α+β。
2.根据权利要求1所述的一种具有倾角补偿的系留系统探空仪的补偿方法,其特征在于:所述倾角传感器的X、Y、Z三个方向均与探空仪的X、Y、Z三个方向一致。
3.根据权利要求1所述的一种具有倾角补偿的系留系统探空仪的补偿方法,其特征在于:所述磁阻传感器的X、Y、Z三个方向均与探空仪的X、Y、Z三个方向一致。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610413638.7A CN106154355B (zh) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 一种系留系统探空仪的倾角补偿方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610413638.7A CN106154355B (zh) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 一种系留系统探空仪的倾角补偿方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106154355A CN106154355A (zh) | 2016-11-23 |
CN106154355B true CN106154355B (zh) | 2018-12-18 |
Family
ID=57353257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610413638.7A Active CN106154355B (zh) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 一种系留系统探空仪的倾角补偿方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106154355B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109115275B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-09-15 | 清华大学 | 风速风向计 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1948707A (zh) * | 2006-11-20 | 2007-04-18 | 北京航空航天大学 | 基于磁阻和倾角传感器的捷联式钻孔测斜仪 |
CN102117072A (zh) * | 2011-03-10 | 2011-07-06 | 上海交通大学 | 具有旋翼转速检测功能的多旋翼飞行器地面测控系统 |
CN103513296A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 北京理工大学 | 一种基于三维加速度传感器的气象侦查探空仪初始姿态及运动状态检测方法 |
CN104748734A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-01 | 苏州健雄职业技术学院 | 一种带倾角补偿的车载电子海拔罗盘仪 |
-
2016
- 2016-06-14 CN CN201610413638.7A patent/CN106154355B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1948707A (zh) * | 2006-11-20 | 2007-04-18 | 北京航空航天大学 | 基于磁阻和倾角传感器的捷联式钻孔测斜仪 |
CN102117072A (zh) * | 2011-03-10 | 2011-07-06 | 上海交通大学 | 具有旋翼转速检测功能的多旋翼飞行器地面测控系统 |
CN103513296A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 北京理工大学 | 一种基于三维加速度传感器的气象侦查探空仪初始姿态及运动状态检测方法 |
CN104748734A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-01 | 苏州健雄职业技术学院 | 一种带倾角补偿的车载电子海拔罗盘仪 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于多传感器信息融合的机器人姿态测量技术研究;万良金;《信息科技辑》;20150630;第2015卷(第06期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106154355A (zh) | 2016-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105841698B (zh) | 一种无需调零的auv舵角精确实时测量系统 | |
CN104237849B (zh) | 一种双五元十字阵被动声定位融合方法 | |
CN105091880B (zh) | 一种基于标量传感器阵列的追踪定位水下远距离磁性目标的方法 | |
CN101413785B (zh) | 基于双旋转激光平面发射机网络的定位系统误差补偿方法 | |
CN106527491A (zh) | 一种固定翼无人机控制系统及横侧向飞行轨迹控制方法 | |
CN102128704B (zh) | 大运载质心柔性测量方法 | |
CN103308722B (zh) | 一种船舶风向风速测量仪误差修正方法 | |
CN105136391B (zh) | 一种测量飞机在地面受力点距离的方法及系统 | |
CN105222983B (zh) | 一种低速风洞模型位姿超声测量系统 | |
CN103389808B (zh) | 一种空间鼠标及获取空间鼠标位移的方法 | |
CN108413988A (zh) | 机器人末端经纬仪坐标系快速标定方法 | |
CN106908086A (zh) | 一种多普勒计程仪测速误差的修正方法 | |
CN104848818B (zh) | Stewart平台姿态测量装置及测量方法 | |
CN104677358A (zh) | 一种微捷联航姿系统全姿态控制器 | |
CN106154232A (zh) | 一种连续波三坐标雷达测角姿态补偿方法 | |
CN105892498A (zh) | 基于三轴云台的目标凝视与扫视控制系统 | |
CN103453907A (zh) | 基于分层大气模型的行星进入段导航滤波方法 | |
CN104216405B (zh) | 田间机器人的导航方法及设备 | |
CN102435193A (zh) | 一种捷联惯性导航系统的高精度初始对准方法 | |
CN201081728Y (zh) | 一种便携式卫星天线辅助寻星装置 | |
CN106154355B (zh) | 一种系留系统探空仪的倾角补偿方法 | |
CN106054185A (zh) | 一种基于分布式POS的机载双天线InSAR基线计算方法 | |
CN103364167B (zh) | 一种观察窗折射偏移校正方法 | |
Wu et al. | Field measurement and scaled-down wind-tunnel model measurement of airflow field over a barchan dune | |
CN104748734B (zh) | 一种带倾角补偿的车载电子海拔罗盘仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Room 420, block C, Kechuang headquarters building, No. 320, pubin Road, Jiangpu street, Pukou District, Nanjing, Jiangsu Patentee after: NANJING University OF INFORMATION SCIENCE & TECHNOLOGY Address before: 210044 No. 69 Olympic Sports street, Jianye District, Jiangsu, Nanjing Patentee before: NANJING University OF INFORMATION SCIENCE & TECHNOLOGY |
|
CP02 | Change in the address of a patent holder |