CN114488347A

CN114488347A - 低空系留式气象监测装置

Info

Publication number: CN114488347A
Application number: CN202111618176.XA
Authority: CN
Inventors: 刘峰
Original assignee: China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Current assignee: China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-05-13

Abstract

本申请公开了一种低空系留式气象监测装置。该装置可以包括：气艇，气艇通过系留绳悬挂气象探空包；气象探空包，用于采集气象数据；服务器，用于管理气象数据的接收与显示，并处理气象数据。本发明通过气艇携带气象探空包，能够监测地面至1000m高度温度、气压、湿度、风速风向等气象环境条件，同时具有部署灵活，成本低的优点。

Description

低空系留式气象监测装置

技术领域

本发明涉及气象保障监测领域，更具体地，涉及一种低空系留式气象监测装置。

背景技术

低速飞行器、浮空器、导弹和新研型号的试飞及相关试验对大气环境，尤其风场环境非常敏感，准确监测大气环境能够为指挥员快速决策提供数据支持。低空气象环境受日照、地形地貌、温度等环境要素影响很大，实现低成本高精度持续监测低空气象环境尚缺乏有效手段。

目前，针对低空气象监测常见的手段是测风雷达，但其测风原理的均一性假设导致非平整场地测量精度较差，且其成本昂贵；少数机场(靶场)配备了测风塔，其建设成本高，一旦建成则无法移动，且只能监测塔体高度以下气象环境。

众所周知，600m以下是受近地面环境条件影响最严重的区域，因此风场等气象环境最为复杂，对于低速飞行器、浮空器和新研型号而言，在没有气象环境数据支持的条件下而进行相关飞行试验，无疑需要承担极大的风险。

因此，有必要开发一种低空系留式气象监测装置。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种低空系留式气象监测装置，其能够通过气艇携带气象探空包，能够监测地面至1000m高度温度、气压、湿度、风速风向等气象环境条件，同时具有部署灵活，成本低的优点。

本公开实施例提供了一种低空系留式气象监测方法，包括：

气艇，所述气艇通过系留绳悬挂气象探空包；

所述气象探空包，用于采集气象数据；

服务器，用于管理所述气象数据的接收与显示，并处理所述气象数据。

优选地，所述气艇的形状为旋成体。

优选地，所述气艇为氢气艇或氦气艇。

优选地，所述气象探空包包括：

气象传感器，用于监测温度、气压、湿度、风速、风向。

优选地，所述气象探空包还包括：

数据发送模块，用于将所述气象数据发送至所述地面无线接收模块。

优选地，所述服务器包括：

显示装置，用于显示所述气象数据。

优选地，所述服务器还包括：

地面无线接收模块，用于接收所述气象数据并传输至显示装置。

优选地，还包括：

收放机构，用于收放所述气艇。

优选地，所述收放机构由电机、减速器和绞盘组成。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种低空系留式气象监测装置的示意图。

附图标记说明：

1、气艇；2、气象探空包；21、气象传感器；22、数据发送模块；3、服务器；31、显示装置；32、地面无线接收模块；4、收放机构。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本发明提供一种低空系留式气象监测装置，包括：

气艇，气艇通过系留绳悬挂气象探空包；

气象探空包，用于采集气象数据；

服务器，用于管理气象数据的接收与显示，并处理气象数据。

在一个示例中，气艇的形状为旋成体。

在一个示例中，气艇为氢气艇或氦气艇。

在一个示例中，气象探空包包括：

气象传感器，用于监测温度、气压、湿度、风速、风向。

在一个示例中，气象探空包还包括：

数据发送模块，用于将气象数据发送至地面无线接收模块。

在一个示例中，服务器包括：

显示装置，用于显示气象数据。

在一个示例中，服务器还包括：

地面无线接收模块，用于接收气象数据并传输至显示装置。

在一个示例中，还包括：

收放机构，用于收放气艇。

在一个示例中，收放机构由电机、减速器和绞盘组成。

具体地，氦/氢气艇采用系留绳悬挂气象探空包，将气象探空包采集的气象数据通过数据发送模块传递给服务器的地面无线接收模块，并最终显示在显示装置上。

通过收放机构收放气艇，其中，收放机构由电机、减速器和绞盘组成，通过收放机构可以快速灵活调整气艇高度，实时回传目标高度处的气象信息；氦/氢气艇的形状为旋成体，气艇体积可根据所需挂载气象探空包及稳定性需求所留的升力余量而确定，系留绳一般为高强度低密度的细绳。

其中，气象探空包为针对性开发，包括气象传感器、数据发送模块、电池、天线等四个主要部分，其中，气象传感器一般选用微型自动站，用于监测温度、气压、湿度、风速、风向等；数据发送模块，用于将气象数据发送至地面无线接收模块。

由于气艇可以随时改变应用的位置与场景，并且能够再利用，实现了低成本的气象监测。

实施例1

图1示出了根据本发明的一个实施例的低空系留式气象监测装置的示意图。

如图1所示，该低空系留式气象监测装置，包括：

气艇1，气艇通过系留绳悬挂气象探空包；

气象探空包2，用于采集气象数据；

服务器3，用于管理气象数据的接收与显示，并处理气象数据。

气艇1的艇体自重为11kg，几何尺寸：长度为6.3m，最大直径为2.6m，体积为5.8m³，艇皮材料为层压复合材料，从内向外依次为：载荷承载层-胶粘层-阻气层，载荷承载层为高强聚乙烯纤维织物，阻气层为PVF(聚氟乙烯)。

气象探空包2通过气象传感器21测量风速风向、气压、温度、湿度，重量1.1kg(含电池和无线通信模块)。气象探空包2微型自动站内部有电子罗盘，测试时无指向要求。

系留绳选用线密度1.5g/m的凯夫拉绳，可使气艇抵抗8级大风。

收放机构4由电机、减速器和绞盘组成，收放速度约为4m/s。

以在海拔1000m左右布置该系统进行测试为例，充氦气23m³，考虑升力余量，气艇1携带6层气象探空包2，每个间隔150m，释放系留绳长度1000m时约需要5分钟，当需要探测的高度非气象探空包2的高度层时，通过释放或收起系留绳实现。

气艇1采用系留绳悬挂气象探空包2，将气象探空包2采集的气象数据通过数据发送模块32传递给服务器3的地面无线接收模块32，并最终显示在显示装置31上。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种低空系留式气象监测装置，其特征在于，包括：

气艇，所述气艇通过系留绳悬挂气象探空包；

所述气象探空包，用于采集气象数据；

2.根据权利要求1所述的低空系留式气象监测装置，其中，所述气艇的形状为旋成体。

3.根据权利要求2所述的低空系留式气象监测装置，其中，所述气艇为氢气艇或氦气艇。

4.根据权利要求1所述的低空系留式气象监测装置，其中，所述气象探空包包括：

气象传感器，用于监测温度、气压、湿度、风速、风向。

5.根据权利要求4所述的低空系留式气象监测装置，其中，所述气象探空包还包括：

6.根据权利要求1所述的低空系留式气象监测装置，其中，所述服务器包括：

显示装置，用于显示所述气象数据。

7.根据权利要求6所述的低空系留式气象监测装置，其中，所述服务器还包括：

8.根据权利要求1所述的低空系留式气象监测装置，其中，还包括：

收放机构，用于收放所述气艇。

9.根据权利要求8所述的低空系留式气象监测装置，其中，所述收放机构由电机、减速器和绞盘组成。