低空探空仪雷达盲区辅助校准系统技术方案

本申请提供一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统，其包括探空仪和地面控制台，探空仪包括第一微控制器以及与第一微控制器连接的第一GPS模块和无线发射模块；地面控制台包括第二微控制器以及与第二微控制器连接的第二GPS模块、无线接收模块和地面雷达控制单元。本申请低空探空仪雷达盲区辅助校准系统通过在探空仪中设置第一微控制器、第一GPS模块和无线发射模块，在地面控制台中设置第二微控制器、第二GPS模块、无线接收模块和地面雷达控制单元，探空仪在距离地面雷达3km以内的低空时，能够对地面雷达进行辅助校准，从而使地面雷达能够实时跟踪探空仪，进而避免气象数据接收中断。

Low Altitude Sounding Radar Blind Area Auxiliary Calibration System

This application provides an auxiliary calibration system for radar blind zone of low altitude sounder, which includes sounder and ground console, sounder includes first microcontroller and first GPS module and wireless transmitting module connected with first microcontroller, ground console includes second microcontroller and second GPS module connected with second microcontroller, wireless receiving module and ground radar control. Unit. This application for radar blind area auxiliary calibration system of low altitude sounder is based on setting the first microcontroller, the first GPS module and the wireless transmitting module in the sounder, and the second microcontroller, the second GPS module, the wireless receiving module and the ground radar control unit in the ground console. The sounder can assist the ground radar calibration at low altitude within 3 km from the ground radar. Thus, the ground radar can track the sounding instrument in real time, thus avoiding the interruption of meteorological data reception.

【技术实现步骤摘要】
低空探空仪雷达盲区辅助校准系统
本申请属于气象
，具体涉及一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统。
技术介绍
测量近地面层以上大气的物理、化学特性的技术，称为高空观测或高空探测。基于电子探空仪的高空探测系统(例如GTS1数字探空仪与GFE(L)1型二次雷达联合探空系统)是气象业务中广泛使用的一种自动高空探测系统，其可以综合观测地面至高空30km范围内不同高度的大气温度、压力、相对湿度和风向风速。探测过程中，气象球携带随风漂移的探空仪和回答器提供观测信息。作为一种地面设备，雷达对接收到的观测信息进行精密的跟踪、测定、解码和译码，并通过计算机的运算和处理，得到所需要的各种高空气象资料。探空仪自动跟踪系统要求地面雷达实时调整转台，从而使雷达波束指向探空仪，并与探空仪保持实时通信。然而，本申请的专利技术人在研发过程中发现：气象局在使用基于电子探空仪的高空探测系统进行高空探测时，在探空仪距离地面雷达3km以内的低空，往往会遇到一系列难以避免地突发的恶劣复杂天气，例如大风、暴雨和沙尘暴等，这种天气会导致气象球快速脱离原定升空轨道；机械扫描雷达具有的波束扫描速率慢和天线波束低空探测区域小的特点，容易造成地面雷达无法实时跟踪探空仪，进而形成雷达盲区；如果无法及时调整地面雷达的方向，就容易造成气象数据接收中断。目前，地方气象局主要采取的方法是通过人眼视觉实时观测确定目标位置，手动调整地面雷达的俯仰角和方位角等参数进而对准目标进行自动跟踪，这种方法不仅效率低下且存在误判，无法满足气象部门智能化需求。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统。根据本申请实施例的一方面，本申请提供了一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统，其包括探空仪和地面控制台，所述探空仪包括第一微控制器以及与所述第一微控制器连接的第一GPS模块和无线发射模块；所述地面控制台包括第二微控制器以及与所述第二微控制器连接的第二GPS模块、无线接收模块和地面雷达控制单元；无线发射模块与无线接收模块进行通信。进一步地，所述探空仪还包括GSM通信模块，所述GSM通信模块与第一微控制器连接。进一步地，所述探空仪还包括第一供电模块，所述第一供电模块与第一微控制器、第一GPS模块和无线发射模块连接。更进一步地，所述第一供电模块包括太阳能电池板、充电电路、蓄电池、一次电池、电压比较电路和电源转换电路；所述太阳能电池板通过所述充电电路与所述蓄电池连接，所述蓄电池和一次电池均通过所述电压比较电路与电源转换电路连接，所述电源转换电路与第一微控制器、第一GPS模块和无线发射模块连接。进一步地，所述地面控制台还包括第二供电模块，所述第二供电模块与第二微控制器、第二GPS模块和无线接收模块连接。更进一步地，所述地面控制台还包括显示器，所述显示器与第二微控制器连接。具体地，所述第一GPS模块和第二GPS模块均采用型号为NEO-6M的GPS和有源天线一体模块。具体地，所述GSM通信模块采用SIM900A模块。具体地，所述第一微控制器和第二微控制器均采用MSP430系列的单片机。具体地，所述无线发射模块采用型号为E32-TTL-100的无线串口模块。根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本申请低空探空仪雷达盲区辅助校准系统通过在探空仪中设置第一微控制器、第一GPS模块和无线发射模块，在地面控制台中设置第二微控制器、第二GPS模块、无线接收模块和地面雷达控制单元，探空仪在距离地面雷达3km以内的低空时，能够对地面雷达进行辅助校准，从而使地面雷达能够实时跟踪探空仪，进而避免气象数据接收中断。本申请通过在探空仪中设置GSM通信模块，能够在探空仪进入回收模式时，将探空仪的位置信息发送给气象工作人员的智能终端或地面控制台，从而便于气象工作人员对探空仪进行回收。本申请的探空仪中采用太阳能和一次电池双供电模式，能够延缓蓄电池和一次电池的使用寿命，节能环保。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。附图说明下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。图1为本申请具体实施方式提供的一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统的结构框图。图2为本申请具体实施方式提供的一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统中建立的空间直角坐标系的示意图。图3为本申请具体实施方式提供的一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统中探空仪相对于地面雷达的方位角的示意图。图4为本申请具体实施方式提供的一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统中探空仪相对于地面雷达的仰角和直线距离的示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本申请所揭示内容的精神，任何所属
技术人员在了解本申请内容的实施例后，当可由本申请内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本申请内容的精神与范围。本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本申请，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以细微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的细微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。图1示出的是根据本申请的一个实施例提供的一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统。如图1所示，低空探空仪雷达盲区辅助校准系统包括探空仪1和地面控制台2，其中，探空仪1包括第一微控制器11以及与第一微控制器11连接的第一GPS模块12和无线发射模块13。地面控制台2包括第二微控制器21以及与第二微控制器21连接的第二GPS模块22、无线接收模块23和地面雷达控制单元24。无线发射模块13与无线接收模块23进行通信。在本实施例中，探空仪1还包括GSM通信模块14，GSM通信模块14与第一微控制器连接11。第一微控制器连接11通过GSM通信模块14与外部气象工作人员的智能终端或地面控制台2进行通信。探空仪1工作在3km以下的低空复杂环境时，第一GPS模块12将获取的探空仪1的位置信息发送给第一微处理器处理后通过无线发射模块13发送给地面控制台2。无线接收模块2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统，其特征在于，包括探空仪和地面控制台，所述探空仪包括第一微控制器以及与所述第一微控制器连接的第一GPS模块和无线发射模块；所述地面控制台包括第二微控制器以及与所述第二微控制器连接的第二GPS模块、无线接收模块和地面雷达控制单元；无线发射模块与无线接收模块进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种低空探空仪雷达盲区辅助校准系统，其特征在于，包括探空仪和地面控制台，所述探空仪包括第一微控制器以及与所述第一微控制器连接的第一GPS模块和无线发射模块；所述地面控制台包括第二微控制器以及与所述第二微控制器连接的第二GPS模块、无线接收模块和地面雷达控制单元；无线发射模块与无线接收模块进行通信。2.根据权利要求1所述的低空探空仪雷达盲区辅助校准系统，其特征在于，所述探空仪还包括GSM通信模块，所述GSM通信模块与第一微控制器连接。3.根据权利要求1所述的低空探空仪雷达盲区辅助校准系统，其特征在于，所述探空仪还包括第一供电模块，所述第一供电模块与第一微控制器、第一GPS模块和无线发射模块连接。4.根据权利要求3所述的低空探空仪雷达盲区辅助校准系统，其特征在于，所述第一供电模块包括太阳能电池板、充电电路、蓄电池、一次电池、电压比较电路和电源转换电路；所述太阳能电池板通过所述充电电路与所述蓄电池连接，所述蓄电池和一次电池均通过所述电压比较电路与电源转换电路连接，所述电源转换电路与第一微控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐乐，刘波，甘世明，白福忠，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15