CN110412663A - 一种高空平板式气象参数测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高空平板式气象参数测量系统及测量方法，包括电路板及设置于电路板上的风速风向检测模块、环境温度检测模块、气压检测模块、电路控温模块和主控单元；风速风向检测模块包括电阻温度传感器、第一加热装置和电阻‑温度转换器，电阻温度传感器包括围绕第一加热装置圆周状布设的若干热电阻；电路控温模块包括电路温度传感器和第二加热装置；主控单元根据电路温度传感器检测到的电路温度，控制第二加热装置将电路温度控制在安全工作温度，并根据环境温度检测模块获得的环境温度值、气压检测模块获得的气压值和若干热电阻的温度值，计算风速和风向。本申请提供的系统体积小，可在低温、低压环境下稳定、可靠地一体化测量气象参数。

Description

一种高空平板式气象参数测量系统及测量方法

技术领域

本发明涉及航空、航天环境测量和地面试验技术领域，具体涉及一种高空平板式气象参数测量系统及测量方法。

背景技术

在火星车地面热试验、火星环境探测、平流层环境探测中，低气压环境下微小风速的测量一直是难题之一。目前常见风速传感器依据原理可分为热式、超声波式、皮托管式、机械式、激光粒子等测速方式，其中机械式、皮托管式主要用于高速测量，用于低风速测量其测量精度较低；超声波式需要针对低气压下的换能器效率进行优化，需引入新的算法以提升测量精度，且对软件、硬件修改难度较大；激光粒子测速仪体积较大，不适用于飞艇载荷、试验多点测试等任务；热式风速仪通过对流换热的原理对风速进行测量，一般在1000Pa以上时其尚具有可接收的风速分辨力，是可以用于低气压、低温环境的风速测量手段之一。

热式风速仪通过对敏感头加热，测量对流换热特性的差异从而可对风速进行精确测量。目前工业用热式风速仪外形主要包括热球、热线、热膜三种，从驱动方式来区分，其可以分为恒电压驱动、恒温度驱动等。目前在高空环境探测、地面试验测量中，工业热式风速仪尚存在一些问题：一是通常不具有气压、温度测量能力，往往需要与其它仪器配合进行测量；二是结构较为脆弱，往往无法满足长时间恶劣环境探测的需求；三是一般未考虑低温测量需求，电路无法用于低温、低压环境。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种高空平板式气象参数测量系统及测量方法，目的为解决现有技术不能在低压低温环境条件下一体化测量气象参数的问题。

本申请第一方面提供了一种高空平板式气象参数测量系统，包括：

电路板以及设置于电路板上的风速风向检测模块、环境温度检测模块、气压检测模块、电路控温模块和主控单元；

所述风速风向检测模块包括电阻温度传感器、第一加热装置和电阻-温度转换器，所述电阻温度传感器包括围绕所述第一加热装置圆周状布设的若干热电阻，所述电阻-温度转换器用于将所述热电阻的电阻值转换为温度值；

所述电路控温模块包括电路温度传感器和第二加热装置；

所述主控单元用于根据所述电路温度传感器检测到的电路温度，控制第二加热装置将所述电路温度控制在安全工作温度；并根据所述环境温度检测模块获得的环境温度值、气压检测模块获得的气压值和所述若干热电阻的温度值，计算风速和风向。

进一步地，所述电路板迎风面设置有镀膜基底，镀膜基底上以镀膜的方式设置有所述若干热电阻。

进一步地，所述第一加热装置为镀膜加热丝，设置于所述镀膜基底上。

进一步地，所述电路温度传感器设置在所述电路板的迎风面，所述第二加热装置设置在所述电路板的背风面，所述第二加热装置为薄膜电加热器。

进一步地，所述环境温度检测模块包括环境温度传感器，所述环境温度传感器设置在所述镀膜基底的边缘处。

进一步地，所述气压检测模块包括气压传感器，所述气压传感器设置在所述电路板的迎风面。

进一步地，所述电路温度传感器和所述环境温度传感器均为热电阻，所述热电阻为铂热电阻。

本申请第二方面提供了一种利用第一方面任意一种的高空平板式气象参数测量系统进行气象参数测量的方法，包括：

主控单元通过电路温度传感器获取电路温度，并控制第二加热装置对其进行控温；

主控单元通过电阻-温度转换器获取所述若干热电阻的温度值，通过若干热电阻之间的温度差异值计算当前风向；

主控单元通过环境温度检测模块检测获取环境的温度，并通过气压检测模块检测获取环境的气压；

主控单元根据预先存储的对照表获取当前风速，所述对照表存储有不同环境温度值和气压值组合下对应的风速值和若干热电阻的温度值。

进一步地，预先存储的对照表，其具体标定步骤包括：

确定环境温度的测量范围，确定气压的测量范围，确定风速的测量上限；

根据测量精度需求，分别拟定多个环境温度标定点、多个气压标定点和多个风向标定点；

针对每组环境温度值和气压值的组合，分别记录风速由初始到达测量上限时若干热电阻的温度；

形成测量数据的对照表，存储于主控单元内。

进一步地，主控单元根据预先存储的对照表获取当前风速，具体包括：

主控单元根据当前环境温度和当前气压的响应矩阵，通过插值法计算当前风速；

响应矩阵为在对照表中选取距当前环境温度最接近的温度值进行第一次线性插值和在对照表中选取距当前气压最接近的气压值进行第二次线性插值，并通过第一次线性插值和第二次线性插值计算所得。

本申请提供的高空平板式气象参数测量系统及测量方法，与现有技术相比，该系统包括电路板以及设置于电路板上的风速风向检测模块、环境温度检测模块、气压检测模块、电路控温模块和主控单元，系统结构相对集成呈平板式，且体积小、抗力学环境强，该一体化系统具有可在低气压、低温度环境稳定、可靠地对温度、压力、风速和风向进行测量的能力，可满足长时间恶劣环境探测需求，为深空探测器地面试验、环境探测和平流层飞行器控制等提供有效支撑；此外，该系统经测试可适用于1000Pa到常压、-100℃到20℃环境下的探测。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的迎风面示意图；

图2为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的背风面示意图；

图3为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的电路原理示意图；

图4为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的安装机械接口示意图；

图5为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的应用场景图；

图6为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的测量方法流程图；

附图标记：101电路板、102电路板安装孔、103镀膜基底、104若干个热电阻、105热电阻导线、106镀膜加热丝导线、107环境温度传感器、108电连接器、109第二加热装置、110主控单元、111第一加热装置、112镀膜加热丝导线、113电路控温模块、114环境温度传感器、115气压检测模块、120风速风向检测模块、121气压传感器、122环境温度检测模块、201铂电阻测量电路、202导线、203总线接口、204加热线路、205电子开关、206控制线路、207控制单元、208连接总线、209稳压电源模块、210精密电压源供电线路、211精密电压源、212导线、301安装孔、302该气象参数测量系统嵌入孔、401待安装表面、402安装螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

目前火星车地面热试验、火星环境探测和平流层环境探测中采用热式风速仪通过对敏感头加热，并测量对流换热特性的差异从而可对风速进行精确测量。当前工业用热式风速仪常用的形式包括Dantec公司、Kanomax公司的热线风速仪，通过电桥进行热线恒温控制，对电桥电压进行精确测量即可表征当前的风速；北京远大仪表等公司的热球式风速仪，通过恒压电路对球内电热丝进行加热，通过热电偶测量热球与来流气体之间的温差对风速进行测量；还有在非金属材质表面镀膜(一般为镍)的热膜风速传感器，其测量原理与热球、热线接近。目前在高空环境探测、地面试验测量中，工业热式风速仪尚存在一些问题：一是通常不具有气压、温度测量能力，往往需要与其它仪器配合进行测量；二是结构较为脆弱，往往无法满足长时间恶劣环境探测的需求；三是一般未考虑低温测量需求，电路无法用于低温、低压环境。

基于此，本申请提出了一种高空平板式气象参数测量系统，可以解决上述问题。如图1、图2所示，图1为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的迎风面示意图，图2为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的背风面示意图，图1和图2中该气象参数测量系统具体包括：

电路板101以及设置于电路板101上的风速风向检测模块120、环境温度检测模块122、气压检测模块115、电路控温模块113和主控单元110；

所述风速风向检测模块120包括电阻温度传感器、第一加热装置111和电阻-温度转换器，所述电阻温度传感器包括围绕所述第一加热装置圆周状布设的若干热电阻104，所述电阻-温度转换器用于将所述热电阻的电阻值转换为温度值；

所述电路控温模块113包括电路温度传感器和第二加热装置109；

所述主控单元110用于根据所述电路温度传感器检测到的电路温度，控制第二加热装置109将所述电路温度控制在安全工作温度；并根据所述环境温度检测模块122获得的环境温度值、气压检测模块115获得的气压值和所述若干热电阻104的温度值，计算风速和风向。

需要说明的是，这里的高空平板式气象参数包括温度、压力、风速和风向，具体的，这里的温度指的是环境温度，压力指的是环境气压。

本实施例中的高空平板式气象参数测量系统包括电路板和设置在电路板上的风速风向检测模块、环境温度检测模块、气压检测模块、电路控温模块和主控单元，根据所测得的环境温度值、气压值和若干热电阻的温度值计算风速和风向。该系统结构相对集成呈平板式，且体积小、抗力学环境强，该一体化系统具有可在低气压、低温度环境稳定、可靠地对温度、压力、风速和风向进行测量的能力，可满足长时间恶劣环境探测需求，为深空探测器地面试验、环境探测和平流层飞行器控制等提供有效支撑；此外，该系统经测试可适用于1000Pa到常压、-100℃到20℃环境下的探测。

进一步的，所述电路板101迎风面设置有镀膜基底103，镀膜基底103上以镀膜的方式设置有所述若干热电阻104。

如图1所示的方位图为电路板迎风面即气象参数测量面，镀膜基底为一张镀膜基板，该镀膜基板由导热率较低的材料制成，例如该镀膜基底材料为SiNx陶瓷材料，并最终安装于电路板迎风面上。

若干热电阻通过镀膜方式固定于镀膜基底材料上，每个热电阻的两端分别连接有热电阻导线105，两条热电阻导线分别通过细金属丝引线与电路板相连接，这样可以防止漏热。这里的连接优选采用焊接连接方式。若干个热电阻104用于对第一加热装置111周边的温度分布进行测量。需要说明的是，该镀膜材料优选为铂，通过薄层Cr增强和SiNx基底材料的附着力，悬空金属丝引线选用50μm金丝以提升耐腐蚀能力。

该气象参数测量系统中的电路板中间通过覆铜的形式以优化温度均匀性，该电路板为双面电路，电路板四个角设有安装孔，例如：四个安装孔均为直径3.5mm的孔，可分别采用M3的螺栓穿过这四个安装孔安装于待测区域。

优选的，若干热电阻104的数量为六个，即六个热电阻围绕第一加热装置圆周均布设置。

优选的，所述热电阻为铂热电阻。

进一步的，如图1所示，所述第一加热装置111为镀膜加热丝，设置于所述镀膜基底103上。

具体的，镀膜加热丝即为加热丝表面进行镀膜形成的，其主要用于提供该高空平板式气象参数测量系统工作所必须的热源。镀膜加热丝两侧分别连接有镀膜加热丝导线106和镀膜加热丝导线112，两个镀膜加热丝导线和镀膜加热丝之间形成了完整的加热回路，该加热回路的两端分别通过细金属引线与电路板相连接，这样可以防止漏热。这里的连接优选采用焊接连接方式。需要说明的是，该镀膜材料优选为铂，通过薄层Cr增强和SiNx基底材料的附着力，悬空金属丝引线选用50μm金丝以提升耐腐蚀能力。

优选的，镀膜加热丝位于镀膜基底的中心位置，这样使得镀膜基底受热更加均匀。

优选的，镀膜加热丝以恒电压模式对镀膜基底进行局部加热，当气体来流时，对流换热带走若干热电阻表面热量，镀膜加热丝周边的若干热电阻的温度会发生不同程度的降低。

应理解，第一加热装置也可以是其它形式的加热装置。

进一步的，如图1、图2所示，所述电路温度传感器设置在所述电路板的迎风面，所述第二加热装置109设置在所述电路板的背风面，所述第二加热装置109为薄膜电加热器。

具体的，电路温度传感器设置于该气象参数测量系统的电路板迎风面，该电路温度传感器与电路板之间电连接，其主要用于对电路板控温进行反馈，控制电路板温度在安全工作范围内。

优选的，电路温度传感器为热电阻，例如为铂热电阻，可选用贴片型铂电阻器件。

具体的，该薄膜电加热器粘接在电路板的背风面，主控单元根据电路温度传感器检测到的电路温度，通过薄膜电加热器进而控制该电路温度处于安全工作温度，从而维持镀膜基底上的各个电路和电路板上的气压检测模块均处于固定的工作温度，以减小若干热电阻温度、气压、风速、风向的测量误差和计算误差，降低元件受温度影响损坏的可能性。

优选的，薄膜电加热器为聚酰亚胺薄膜电加热器。

需要说明的是，第二加热装置也可以是其它形式的加热装置。

进一步的，如图1所示，所述环境温度检测模块122包括环境温度传感器，所述环境温度传感器设置在所述镀膜基底的边缘处。

具体的，环境温度传感器为热电阻，优选为铂热电阻，该环境温度传感器作为测量环境温度的传感器位于镀膜基底的边缘处，优选的可以是分别位于镀膜基底103的互相平行的两个边缘上且互相错位分布的环境温度传感器107和环境温度传感器114，两个温度传感器互为备份，相比采用单个温度传感器，可以在另一个温度传感器出现故障时能连续且不中断的进行测量工作。

进一步的，所述气压检测模块115包括气压传感器121，所述气压传感器设置在所述电路板的迎风面，如图1所示，所述气压检测模块115还包括外围电路。

具体的，气压传感器为微型气压传感器，用于对当前环境压力进行测量。气压检测模块位于电路板迎风面上，与电路板之间电连接。优选的微型气压传感器的测量范围为1000Pa以上。

进一步的，如图1、图2、图3所示，主控单元110主要包括控制单元207、铂电阻测量电路201、精密电压源211、稳压电源模块209、电子开关、电连接器108。其中稳压电源模块用于对电路板上所有器件进行供电；精密电压源用于对镀膜加热丝工作的电压；控制单元控制铂电阻测量模块、气体检测模块进行采集测量数据，并对测量数据进行换算、保存、传输等操作，同时可输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波驱动电子开关，并控制电路板温度在安全工作范围内；电连接器提供了供电、数据接口功能。其中，控制单元包括但不限于MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)，电子开关的类型包括但不限于场效应管和固态继电器。

如图3所示，图3为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的电路原理示意图，图中201为铂电阻测量电路，用于对电路板迎风面的若干热电阻、环境温度传感器对应的热电阻和电路温度传感器对应的热电阻进行测量，优选的，电阻测量电路为MAX31865铂电阻测量模块；202为导线，用于将铂电阻测量电路中的各个电路分别对应连接至电路板迎风面的多组导线；203为总线接口，用于将铂电阻测量电路采用总线式连接方式连接至主控单元207，优选的，总线接口为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线接口；204为加热线路，用于将电子开关205和第二装热装置109连接；206为控制线路，用于将电子开关205连接至控制单元207，通过控制单元207对电子开关205进行控制，进而实现薄膜电加热器109的控温，优选的，电子开关205为晶闸管进行通断控制；208为连接总线，用于将气压检测模块115连接至铂电阻测量电路201，并可对当前气压进行测量，优选的，该连接总线为SPI总线；209为稳压电源模块，用于为各电路板上所有器件提供稳定的工作电压；210为精密电压源的供电线路，211为精密电压源，212为导线，用于将精密电压源211和第一加热装置111连接。

如图4所示，图4为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的安装机械接口示意图，301为安装孔，例如直径为3.5mm，用于使用螺栓对该气象参数测量系统整体进行固定，302为该气象参数测量系统嵌入孔，例如该嵌入孔深10mm，用于将该气象参数测量系统埋入安装面内部，防止受对流换热影响。

如图5所示，图5为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的应用场景图，401为待安装表面，402为安装螺栓，通过电路板安装孔102、安装孔301将电路板固定安装于待安装表面401。

本发明第二方面提供了一种利用上述第一方面任意所述的高空平板式气象参数测量系统进行气象参数测量的方法，如图6所示为本发明实施例提供的高空平板式气象参数测量系统的测量方法流程图，具体包括：

S101、主控单元通过电路温度传感器获取电路温度，并控制第二加热装置对其进行控温；

首先，主控单元中的控制单元先对整个测量系统进行自检，检查铂电阻测量电路、电子开关和气压检测模块是否正常工作，然后对第二加热装置即薄膜电加热器供电，薄膜电加热器对电路板进行局部加热，接着主控单元根据电路温度传感器检测到的电路温度，控制第二加热装置将得到的电路温度值控制在安全工作温度，以使电路板温度处于安全工作温度。

S102、主控单元通过电阻-温度转换器获取所述若干热电阻的温度值，通过若干热电阻之间的温度差异值计算当前风向；

具体的，主控单元通过风速风向检测模块中的电阻-温度转换器将镀膜加热丝周围圆周均布的若干热电阻的电阻值转换为温度值，并持续对若干热电阻的温度值进行测量并做记录，当对流换热特性发生改变时，若干热电阻表面温度出现改变，各个热电阻温度之间存在差异，通过若干热电阻之间的温度差异值计算当前风向。

S103、主控单元通过环境温度检测模块检测获取环境的温度，并通过气压检测模块检测获取环境的气压；

具体的，当主控单元控制薄膜电加热器使得电路板温度在安全工作范围内时，开始通过环境温度传感器持续对当前环境温度进行测量并作记录，通过气压传感器持续对当前环境气压进行测量并作记录。

S104、主控单元根据预先存储的对照表获取当前风速，所述对照表存储有不同环境温度值和气压值组合下对应的风速值和若干热电阻的温度值。

进一步的，获取预先存储的对照表具体为通过该气象参数测量系统的标定流程得到的，具体为：

第一步：确定环境温度的测量范围，确定气压的测量范围，确定风速的测量上限。具体通过温度传感器、微型气压传感器的选型和对该气象参数测量的需求从而确定这些范围，例如：环境温度测量范围标记为P_min，P_max，气压测量范围标记为T_min，T_max，风速的测量上限标记为V_max。

第二步：根据测量精度需求，分别拟定多个环境温度标定点、多个气压标定点和多个风向标定点。具体的环境温度标定点拟定为P_min，P₁，P₂，…，P_n，P_max，气压标定点拟定为T_min，T₁，T₂，…，T_n，T_max，必要时需要对不同角度进行标定，例如风向标定点拟定为M₁，M₂，…，M_n。

第三步：针对每组环境温度、气压和风向的组合，分别记录风速由初始到达测量上限时若干热电阻的温度。具体的，在每一组环境温度、气压和风向组合下，对风速从0到V_max时若干热电阻的温度值进行记录，其中风速模拟间隔根据测量精度选取，一般应以不低于0.5m/s为幅度调整，在信号稳定后记录热电阻的温度值。

第四步：形成测量数据的对照表，存储于所述主控单元内。具体的，将上述记录得到的测量数据形成对照表，然后存储于主控单元内，方便后续实际测量中利用该对照表快速计算风速。

进一步的，所述主控单元根据预先存储的对照表获取当前风速，具体包括：

主控单元根据当前环境温度和当前气压的响应矩阵，通过插值法计算当前风速；

所述响应矩阵为在所述对照表中选取距当前环境温度最接近的温度值进行第一次线性插值和在所述对照表中选取距当前气压最接近的气压值进行第二次线性插值，并通过所述第一次线性插值和所述第二次线性插值计算所得。

具体的，按照此计算方法，得到多个不同时间的环境温度、环境气压、风速和风向的数据，同时对该数据进行保存并输出。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种高空平板式气象参数测量系统，其特征在于，包括：

电路板以及设置于电路板上的风速风向检测模块、环境温度检测模块、气压检测模块、电路控温模块和主控单元；

所述风速风向检测模块包括电阻温度传感器、第一加热装置和电阻-温度转换器，所述电阻温度传感器包括围绕所述第一加热装置圆周状布设的若干热电阻，所述电阻-温度转换器用于将所述热电阻的电阻值转换为温度值；

所述电路控温模块包括电路温度传感器和第二加热装置；

所述主控单元用于根据所述电路温度传感器检测到的电路温度，控制第二加热装置将所述电路温度控制在安全工作温度；并根据所述环境温度检测模块获得的环境温度值、气压检测模块获得的气压值和所述若干热电阻的温度值，计算风速和风向。

2.根据权利要求1所述的高空平板式气象参数测量系统，其特征在于，所述电路板迎风面设置有镀膜基底，镀膜基底上以镀膜的方式设置有所述若干热电阻。

3.根据权利要求2所述的高空平板式气象参数测量系统，其特征在于，所述第一加热装置为镀膜加热丝，设置于所述镀膜基底上。

4.根据权利要求1所述的高空平板式气象参数测量系统，其特征在于，所述电路温度传感器设置在所述电路板的迎风面，所述第二加热装置设置在所述电路板的背风面，所述第二加热装置为薄膜电加热器。

5.根据权利要求2所述的高空平板式气象参数测量系统，其特征在于，所述环境温度检测模块包括环境温度传感器，所述环境温度传感器设置在所述镀膜基底的边缘处。

6.根据权利要求1所述的高空平板式气象参数测量系统，其特征在于，所述气压检测模块包括气压传感器，所述气压传感器设置在所述电路板的迎风面。

7.根据权利要求5所述的高空平板式气象参数测量系统，其特征在于，所述电路温度传感器和所述环境温度传感器均为热电阻，所述热电阻为铂热电阻。

8.一种利用权利要求1-7任意一项所述的高空平板式气象参数测量系统进行气象参数测量的方法，其特征在于，包括：

主控单元通过电路温度传感器获取电路温度，并控制第二加热装置对其进行控温；

主控单元通过电阻-温度转换器获取所述若干热电阻的温度值，通过若干热电阻之间的温度差异值计算当前风向；

主控单元通过环境温度检测模块检测获取环境的温度，并通过气压检测模块检测获取环境的气压；

主控单元根据预先存储的对照表获取当前风速，所述对照表存储有不同环境温度值和气压值组合下对应的风速值和若干热电阻的温度值。

9.根据权利要求8所述的气象参数测量的方法，其特征在于，所述预先存储的对照表，具体标定过程包括：

确定环境温度的测量范围，确定气压的测量范围，确定风速的测量上限；

根据测量精度需求，分别拟定多个环境温度标定点、多个气压标定点和多个风向标定点;

针对每组环境温度值和气压值的组合，分别记录风速由初始到达测量上限时若干热电阻的温度；

形成测量数据的对照表，存储于所述主控单元内。

10.根据权利要求8所述的气象参数测量的方法，其特征在于，所述主控单元根据预先存储的对照表获取当前风速，具体包括：

主控单元根据当前环境温度和当前气压的响应矩阵，通过插值法计算当前风速；

所述响应矩阵为在所述对照表中选取距当前环境温度最接近的温度值进行第一次线性插值和在所述对照表中选取距当前气压最接近的气压值进行第二次线性插值，并通过所述第一次线性插值和所述第二次线性插值计算所得。