CN204595246U - 一种大气水汽测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大气水汽测量仪，至少包括：用于接收导航卫星信号的接收模块；用于获取监测点所处位置的温度和气压，将获得的温度和气压发送给数据处理模块的数据采集模块；用于获取精密星历和卫星钟差数据；将精密星历和卫星钟差数据发送给数据处理模块的通讯模块；以及，数据处理模块，用于接收来自接收模块的导航卫星信号，接收来自通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自数据采集模块的温度和气压；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的大气总延迟量ZTD，根据计算得到的ZTD、温度和气压反演得到监测点所处位置的大气水汽含量。本实用新型简化了现有的大气水汽监测系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及气象探测技术，尤指一种大气水汽测量仪。
背景技术
大气水汽监测是进行天气预报特别是强降水预报的重要指标。通过导航卫星数据反演大气水汽，可提供高时、空分辨率的大气水汽数据。
目前，利用导航卫星信号反演大气水汽的技术已趋于成熟，使用该技术进行大气水汽含量探测是在大气水汽含量敏感区域建设导航卫星大气水汽监测站(简称：大气水汽监测站)。图1为大气水汽监测系统的结构组成示意图。如图1所示，大气水汽监测系统至少包括：一个或一个以上大气水汽监测站和中央数据服务器。
其中，大气水汽监测站至少包括导航卫星信号接收机、自动气象站、系统控制计算机和数据传输装置。
其中，导航卫星信号接收机，用于接收全球定位系统(GPS，GlobalPositioning System)信号；在系统控制计算机的控制下每隔预设时间将预设时间内(如半小时或一小时)接收到的GPS信号发送给数据传输装置；
自动气象站，用于获取温度和气压，在系统控制计算机的控制下每隔预设时间将预设时间内获得的温度和气压发送给数据传输装置；
数据传输装置，用于接收来自接收机的GPS信号，接收来自自动气象站的温度和气压，将接收到的GPS信号、温度和气压发送给中央数据服务器；
系统控制计算机，用于控制导航卫星信号接收机每隔预设时间将预设时间内接收到的GPS信号发送给数据传输装置，控制自动气象站每隔预设时间将预设时间内获得的温度和气压发送给数据传输装置。
其中，中央数据服务器，用于接收来自各大气水汽监测站的数据传输装置的预设时间内的GPS信号、温度和气压；根据接收到的预设时间内的每一个GPS信号、温度和气压采用双差法计算大气水汽监测站天顶方向大气对流层总延迟(ZTD，Zenith Total Dalay)；根据计算得到的大气水汽监测站的大气对流层总延迟量和接收到的温度和气压反演得到大气水汽监测站天顶方向的大气水汽含量，即预设时间内的大气水汽含量的平均值。
现有的大气水汽监测系统中，需要建设固定的大气水汽监测站，建设周期长；且大气水汽监测站中包含有多个设备，系统构成复杂，也无法实时获得大气水汽含量值。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出了一种大气水汽测量仪，能够简化现有的大气水汽监测系统。
为了达到上述目的，本实用新型提出了一种大气水汽测量仪，至少包括：
用于接收导航卫星信号的接收模块；
用于获取监测点所处位置的温度和气压，将获得的温度和气压发送给数据处理模块的数据采集模块；
用于获取精密星历和卫星钟差数据；将精密星历和卫星钟差数据发送给数据处理模块的通讯模块；以及，
数据处理模块，用于接收来自接收模块的导航卫星信号，接收来自通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自数据采集模块的温度和气压；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的大气总延迟量ZTD，根据计算得到的ZTD、温度和气压反演得到监测点所处位置的大气水汽含量。
优选地，所述接收模块为北斗/全球定位系统GPS双模四频接收机。
优选地，所述数据采集模块包括：
用于获取所述监测点所处位置的温度的模拟信号的温度传感器；
用于获取所述监测点所处位置的气压的模拟信号的气压传感器；
用于将所述温度的模拟信号转换成温度的数字信号，将所述气压的模拟信号转换成气压的数字信号的数据采集器；
所述数据处理模块具体用于：
接收来自所述接收模块的导航卫星信号，接收来自所述通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自所述数据采集模块的温度的数字信号和气压的数字信号；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的ZTD，根据计算得到的ZTD、温度的数字信号和气压的数字信号反演得到所述监测点所处位置的大气水汽含量。
与现有技术相比，本实用新型包括：用于接收导航卫星信号的接收模块；用于获取监测点所处位置的温度和气压，将获得的温度和气压发送给数据处理模块的数据采集模块；用于获取精密星历和卫星钟差数据；将精密星历和卫星钟差数据发送给数据处理模块的通讯模块；以及，数据处理模块，用于接收来自接收模块的导航卫星信号，接收来自通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自数据采集模块的温度和气压；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的大气总延迟量ZTD，根据计算得到的ZTD、温度和气压反演得到监测点所处位置的大气水汽含量。通过本实用新型的方案，集成了导航卫星信号接收机、自动气象站、卫星定位、水汽反演于一体，降低了大气水汽监测站建设的复杂度，可移动观测，实时获取大气水汽含量，简化了现有的大气水汽监测系统。
附图说明
下面对本实用新型实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本实用新型的进一步理解，与说明书一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限制。
图1为现有的大气水汽检测系统的结构组成示意图；
图2为本实用新型大气水汽测量仪的结构组成示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述，并不能用来限制本实用新型的保护范围。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各种方式可以相互组合。
参见图2，本实用新型提出了一种大气水汽测量仪，至少包括：
用于接收导航卫星信号的接收模块；
用于获取监测点所处位置的温度和气压，将获得的温度和气压发送给反演模块的数据采集模块；
用于获取精密星历和卫星钟差数据；将精密星历和卫星钟差数据发送给数据处理模块的通讯模块；以及，
数据处理模块，用于接收来自接收模块的导航卫星信号，接收来自通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自数据采集模块的温度和气压；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的大气总延迟量(ZTD，Zenith Total Delay)，根据计算得到的ZTD、温度和气压反演得到监测点所处位置的大气水汽含量。
其中，导航卫星信号可以是北斗卫星信号和/或GPS卫星信号。
其中，接收模块可以是北斗/GPS双模四频接收机。例如，可以采用和芯星通公司的型号为UM220-III N的接收模块。
其中，数据采集模块可以采用维萨拉(Vaisala)公司的型号为PTU30T的一体式大气压力和温湿度传感器。
其中，数据采集模块可以包括：用于获取监测点所处位置的温度的模拟信号的温度传感器；用于获取监测点所处位置的气压的模拟信号的气压传感器；用于将将温度的模拟信号转换成温度的数字信号，将气压的模拟信号转换成气压的数字信号的数据采集器。
其中，数据处理模块可以采用精密单点定位(PPP，Precise PointPositioning)算法计算ZTD，具体实现属于本领域技术人员的公知常识，并不用于限定本实用新型的保护范围，这里不再赘述。
其中，PPP算法用于获取监测点的三维位置，ZTD为PPP算法的中间结果。
其中，当卫星信号为北斗卫星信号时，精密星历可以是北斗精密星历，卫星钟差数据可以是北斗卫星钟差数据；当卫星信号为GPS信号时，精密星历可以是GPS精密星历，卫星钟差数据可以是GPS卫星钟差数据。
其中，数据处理模块具体用于：接收来自接收模块的导航卫星信号，接收来自通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自数据采集模块的温度的数字信号和气压的数字信号；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的ZTD，根据计算得到的ZTD、温度的数字信号和气压的数字信号反演得到监测点所处位置的大气水汽含量。
其中，数据处理模块如何反演监测点所处位置的大气水汽含量属于本领域技术人员的公知技术，并不用于限定本实用新型的保护范围，这里不再赘述。
其中，数据处理模块可以采用三星公司的型号为S2C2440芯片来实现。
其中，通讯模块还用于：将反演得到的大气水汽含量发送给用户。
其中，通讯模块可以从导航卫星系统连续跟踪站网下载精密星历和精密钟差数据，具体实现属于本领域技术人员的公知技术，并不用于限定本实用新型的保护范围，这里不再赘述。
其中，通讯模块可以采用中兴公司的型号为MF210的模块。
本实用新型集成了导航卫星信号接收机、自动气象站、卫星定位、水汽反演于一体，降低了大气水汽监测站建设的复杂度，可移动观测，实时获取大气水汽含量，简化了现有的大气水汽监测系统。
需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本实用新型的保护范围，在不脱离本实用新型的实用新型构思的前提下，本领域技术人员对本实用新型所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种大气水汽测量仪，其特征在于，至少包括：
用于接收导航卫星信号的接收模块；
用于获取监测点所处位置的温度和气压，将获得的温度和气压发送给数据处理模块的数据采集模块；
用于获取精密星历和卫星钟差数据；将精密星历和卫星钟差数据发送给数据处理模块的通讯模块；以及，
数据处理模块，用于接收来自接收模块的导航卫星信号，接收来自通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自数据采集模块的温度和气压；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的大气总延迟量ZTD，根据计算得到的ZTD、温度和气压反演得到监测点所处位置的大气水汽含量。
2.根据权利要求1所述的大气水汽测量仪，其特征在于，所述接收模块为北斗/全球定位系统GPS双模四频接收机。
3.根据权利要求1或2所述的大气水汽测量仪，其特征在于，所述数据采集模块包括：
用于获取所述监测点所处位置的温度的模拟信号的温度传感器；
用于获取所述监测点所处位置的气压的模拟信号的气压传感器；
用于将所述温度的模拟信号转换成温度的数字信号，将所述气压的模拟信号转换成气压的数字信号的数据采集器；
所述数据处理模块具体用于：
接收来自所述接收模块的导航卫星信号，接收来自所述通讯模块的精密星历和卫星钟差数据；接收来自所述数据采集模块的温度的数字信号和气压的数字信号；根据接收到的导航卫星信号、精密星历和卫星钟差数据计算监测点所处位置的ZTD，根据计算得到的ZTD、温度的数字信号和气压的数字信号反演得到所述监测点所处位置的大气水汽含量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520261966.0U CN204595246U (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种大气水汽测量仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520261966.0U CN204595246U (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种大气水汽测量仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204595246U true CN204595246U (zh) | 2015-08-26 |
Family
ID=53931391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201520261966.0U Active CN204595246U (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种大气水汽测量仪 |
Country Status (1)
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