一种高精度空投测风方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度空投测风方法。该方法是借助高精度空投测风装置进行空投测风，所述高精度空投测风方法利用激光雷达在空投装置下降过程中连续测量风场信息，从而获得该区域准确的风场信息。该高精度空投测风方法测量速度快，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度空投测风方法
本专利技术涉及航空及气象测量
，具体涉及一种高精度空投测风方法。
技术介绍
大气是人类生存的屏障，科学家们一直没有停止对大气的研究和探索。大气风场的温度和速度是两个重要的气象参数，通过对大气风场的测量，可以有效地为大气行为的研究提出强有力的依据，所以对大气风场的测量具有重要的意义。大气中各种物质或者化学成分的移动和传播过程都是以风为媒介的，所以对大气风场的研究是了解大气中物质变化的重要依据。通过对大气风场的研究和探索测量，可以预报大气变化对气象测量有重要作用。航空航天技术也需要对大气风场进行测量研究之后，才能评估航天器在发射或运行过程中受到大气的影响因素。因此对大气风场的测量对地球的天气预报、灾害预警、航空航天研究等一系列日常或科研问题有重要参考依据。探空气球和空投信标是大气风场的测量技术的常用测风手段，然而探空气球存测风方式存在测量区域散布大，测量速度慢的问题；空投信标测风方式存在测量精度偏差大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高精度空投测风方法，用以解决现有测风方法测量速度慢、测量偏差较大的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为提供一种高精度空投测风方法，其借助高精度空投测风装置进行空投测风，所述高精度空投测风方法利用激光雷达在空投装置下降过程中连续测量风场信息，从而获得该区域准确的风场信息。优选地，所述高精度空投测风装置包括空投载具本体以及设于所述空投载具本体内的激光雷达、卫星定位装置、地磁感应传感器和计算机，而且所述计算机与所述激光雷达、所述卫星定位装置和所述地磁感应传感器信号连接；其中，所述激光雷达固定于所述空投载具本体内的前端，而且将所述激光雷达中的光学天线朝向地面设置，所述激光雷达用于获得空投载具本体前端确定距离区域的以空投载具本体为参考的相对风场信息；所述卫星定位装置用于获得空投载具本体的实时位置信息；所述地磁感应传感器用于测量所述空投载具本体所在区域的地磁信息，以确定空投载具本体的指示方向与大地磁场的夹角信息；所述计算机根据所述激光雷达、所述卫星定位装置和所述地磁感应传感器获得的以空投载具本体为参考的相对风场信息、实时位置信息和地磁信息获得准确的风场信息。优选地，所述激光雷达发出的激光束与所述空投载具本体的轴线的夹角为5-45°。优选地，所述计算机根据多普勒效应计算光学天线对应方向上的径向风速。优选地，所述相对风场信息为根据激光束在各方向上测到的风的径向参数进行矢量运算获得的风场信息。优选地，所述地磁信息包括空投载具本体的指北信息和倾斜角度信息，其中，所述倾斜角度信息是指所述空投载具本体与大地之间的夹角。优选地，所述高精度空投测风装置还包括无线电台，所述无线电台设置在所述空投载具本体内，并与所述计算机信号连接，所述无线电台用于将所述计算机获得的准确风场信息发送至飞机、地面、水面或卫星。本专利技术具有如下优点：本专利技术提供的高精度空投测风方法是利用激光雷达在空投装置下降过程中连续测量风场信息，从而获得该区域准确的风场信息，具体地，通过计算机融合所述相对风场信息、实时位置信息和地磁信息获得所述空投载具本体所在区域的准确风场信息，该方法综合考虑了激光雷达、卫星定位装置和地磁感应传感器同步进行，测量速度快，而且获得的风场信息融合了相对风场信息、实时位置信息和地磁信息，获得的风场信息更准确。附图说明图1为本专利技术实施例提供的高精度空投测风装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的高精度空投测风装置中激光雷达的工作原理图。图3为本专利技术实施例提供的高精度空投测风方法的流程图。附图标号：1-空投载具本体，2-激光雷达，3-卫星定位装置，4-地磁感应传感器，5-计算机，6-无线电台，7-稳定伞，8-回收伞。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1本实施例提供一种高精度空投测风装置。高精度空投测风装置是使用激光雷达在空投装置下降过程中连续测量风场信息，从而获得该区域准确的风场信息。如图1所示，高精度空投测风装置包括空投载具本体1、激光雷达2、卫星定位装置3、地磁感应传感器4和计算机5；其中，激光雷达2固定于空投载具本体1内的前端，而且将激光雷达2中的光学天线朝向地面设置，激光雷达2用于获得空投载具本体1的前端确定距离区域的以空投载具本体为参考的相对风场信息。激光束发出之后，光学天线用于测量回波激光信号，根据回波激光信号获得以空投载具本体为参考的相对风场信息，该相对风场信息为空投载具本体前端确定距离的信息。卫星定位装置3设置于空投载具本体1内，用于获得空投载具本体1的实时位置信息。卫星定位装置3为接收导航卫星的接收机。地磁感应传感器4设置于空投载具本体1内，用于测量空投载具本体1所在区域的地磁信息，以确定空投载具本体的指示方向与大地磁场的夹角信息。指示方向是指空投载具本体的降落方向。地磁信息包括空投载具本体1的方向和倾角信息，即指北信息和倾斜角度信息，其中，倾斜角度信息是指空投载具本体1的轴线与大地之间的夹角。指北信息是指地磁的北极信息。计算机5固定于空投载具本体1内，且计算机5与激光雷达2、卫星定位装置3和地磁感应传感器4信号连接，激光雷达2、卫星定位装置3和地磁感应传感器4将各自获得的相对风场信息、实时位置信息和地磁信息传输至计算机5，计算机5将相对风场信息、实时位置信息和地磁信息融合获得准确风场信息。作为本实施例的一个优选实施例，如图2所示，激光雷达包括激光器、伺服电机和传动机构，激光器通过传动机构与伺服电机连接，且激光器与空投载具本体的轴线的夹角为5-45°，在伺服电机的驱动下沿空投载具的轴向旋转，激光器发射激光波束光学天线将获得的激光波束的回波传输至计算机，计算机根据多普勒效应计算光学天线对应方向上的径向风速。光学天线通过多普勒效应测量激光束径向方向上的径向风。这里所说的径向是指激光束的径向。相对风场信息为根据激光束各方向上测到的风的径向参数进行矢量运算获得的风场信息。由于雷达波束是沿轴旋转的，因此激光束测量到的是以轴为中心各个方向上的风的径向参数。本实施例提供的高精度空投测风装置在空投载具本体上设置激光雷达、卫星定位装置、地磁感应传感器和计算机，通过激光雷达、卫星定位装置和地磁感应传感器分别获得空投载具本体所在区域的以空投载具本体为参考的相对风场信息、空投载具本体的实时位置信息和空投载具本体的地磁信息，计算机将相对风场信息、实时位置信息和地磁信息融合后获得准确风场信息，该高精度空投测风装置激光雷达、卫星定位装置和地磁感应传感器同步进行，测量速度快，而且获得的风场信息融合了相对风场信息、实时位置信息和地磁信息，获得的风场信息更准确。实施例2本实施例提供一种高精度空投测风装置。如图1所示，高精度空投测风装置包括空投载具本体1、激光雷达2、卫星定位装置3、地磁感应传感器4、计算机5和无线电台6；其中，激光雷达2固定于空投载具本体1内的前端，而且将激光雷达2中的光学天线朝向地面设置，激光雷达2用于获得空投载具本体1的前端确定距离区域的以空投载具本体为参考的相对风场信息。激光束发出之后，光学天线用于测量回波激光信号，根据回波激光信号获得以空投载具本体为参考的相对风场信息，该相对风场信息为空投载具本体前端确定距离的信息。卫星定位装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度空投测风方法，其借助高精度空投测风装置进行空投测风，其特征在于，所述高精度空投测风方法利用激光雷达在空投装置下降过程中连续测量风场信息，从而获得该区域准确的风场信息。

【技术特征摘要】
1.一种高精度空投测风方法，其借助高精度空投测风装置进行空投测风，其特征在于，所述高精度空投测风方法利用激光雷达在空投装置下降过程中连续测量风场信息，从而获得该区域准确的风场信息。2.根据权利要求1所述的高精度空投测风方法，其特征在于，所述高精度空投测风装置包括空投载具本体以及设于所述空投载具本体内的激光雷达、卫星定位装置、地磁感应传感器和计算机，而且所述计算机与所述激光雷达、所述卫星定位装置和所述地磁感应传感器信号连接；其中，所述激光雷达固定于所述空投载具本体内的前端，而且将所述激光雷达中的光学天线朝向地面设置，所述激光雷达用于获得空投载具本体前端确定距离区域的以空投载具本体为参考的相对风场信息；所述卫星定位装置用于获得空投载具本体的实时位置信息；所述地磁感应传感器用于测量所述空投载具本体所在区域的地磁信息，以确定空投载具本体的指示方向与大地磁场的夹角信息；所述计算机根据所述激光雷达、所述卫星定位装置和所述地磁感应传感器获得的以空投载具本体为参...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，方举，范超，
申请(专利权)人：北京中恒行远科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11