一种高空大气运动探测系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种高空大气运动探测系统及方法，该方法包括：根据所述控制装置获取标记物释放指令；所述标记物释放装置根据所述标记物释放指令按照预设时序将多个标记物释放到大气中；当多个标记物与大气充分混合后，通过所述探测装置进行标记物检测，得到标记物运动信息，以根据所述标记物运动信息得到大气运动探测信息。通过将高空大气运动探测系统外挂于低速飞行器外部，将标记物释放到大气中，待标记物在大气中充分混合后，在大气运动的带动下，标记物的运动状态与大气的运动状态趋同，因此，通过探测装置探测标记物的运动状态，从而可以间接实现高空大气运动探测，解决了现有技术中无法有效实现高空大气运动探测的问题。

A detection system and method of high altitude atmospheric motion

【技术实现步骤摘要】
一种高空大气运动探测系统及方法
本专利技术涉及大气监测
，尤其涉及一种高空大气运动探测系统及方法。
技术介绍
对流层和平流层是地球大气层的主要区域，是气象活动发生的集中区域。对流层是大气层最接近地面的一层，其质量占大气层总质量约75％，几乎所有的水蒸气及气溶胶都集中在该层，对流层的大气过程与人类的生产生活密切相关。而平流层是近些年倍受空间科学研究和近地空间飞行关注的空域，该空域大气干燥、杂质少，能见度高、少云雨、温度稳定、湿度趋近于零。处于平流层或对流层的有动力低速飞行器具有地面因素干扰少，观测视角大，费效比低等优势，为天文观测、地球物理、大气探测、局部通信、局部导航定位、局部地理信息获取创造了有利条件。而高空大气运动是影响有动力的低速飞行器飞行的主要因素，高空大气运动特征探测对有动力低速飞行器设计和飞行控制有着重要意义。高空大气与近地面大气在密度、成份、运动状态等方面具有显著区别，且高度越高差异越大，而现有技术中大气运动特征探测手段主要依赖多普勒激光雷达遥感，遥感方式分为天基固定轨道扫描和地基固定点探测风场垂直廓线。由于高空大气的特殊性，地面常规大气运动探测手段很难适用于高空大气。因此，如何实现高空大气运动探测已经成为业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种高空大气运动探测系统及方法，用以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题，或至少部分解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种高空大气运动探测系统，包括：标记物释放装置、探测装置和控制装置；所述控制装置分别与所述标记物释放装置和探测装置电连接；其中，所述标记物释放装置用于根据所述控制装置发送的标记物释放指令按照预设时序将多个标记物释放到大气中；其中，所述探测装置用于标记物探测，得到标记物运动信息，以根据所述标记物运动信息得到大气运动探测信息。更具体的，所述探测装置与所述标记物释放装置同朝向电连接于所述控制装置上，且所述探测装置中线所在延长线与所述标记物释放装置的中线所在延长线相交。更具体的，所述探测装置与所述标记物释放装置相对电连接于所述控制装置上，且所述探测装置中线与所述标记物释放装置的中线共线。更具体的，所述标记物释放装置为固态电子引燃发烟器。更具体的，所述探测装置为视觉传感器。第二方面，本专利技术实施例提供一种应用如第一方面高空大气运动探测系统进行的高空大气运动探测方法，包括根据所述控制装置获取标记物释放指令；所述标记物释放装置根据所述标记物释放指令按照预设时序将标记物释放到大气中；当标记物与大气充分混合后，通过所述探测装置进行标记物检测，得到标记物运动信息，以根据所述标记物运动信息得到大气运动探测信息。更具体的，述通过所述探测装置进行标记物检测，得到标记物运动信息的步骤，具体包括：通过所述探测装置对所述标记物进行帧间时间固定的高帧率成像，得到多个探测图片信息；对所述多个探测图片信息进行标记物位置变化分析，得到标记物运动信息。更具体的，所述根据所述标记物运动信息得到大气运动探测信息的步骤，具体包括：获取高空大气运动探测系统飞行速度信息；根据所述高空大气运动探测系统飞行速度信息对所述标记物运动信息进行补偿校正，得到大气运动探测信息。更具体的，在所述当标记物与大气充分混合后，通过所述探测装置进行标记物检测的步骤之前，所述方法还包括：根据所述探测装置获取标记物扩散加速度信息；根据所述标记物扩散加速度信息判断标记物与大气混合情况。第三方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述高空大气运动探测方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种高空大气运动探测系统及方法，通过将高空大气运动探测系统外挂于低速飞行器外部，直接暴露在高层大气中，标记物释放装置按照标记物释放指令将标记物释放到大气中，待标记物在大气中充分混合后，在大气运动的带动下，标记物的运动状态与大气的运动状态趋同，因此，通过探测装置探测标记物的运动状态，从而可以间接实现高空大气运动探测，解决了现有技术中无法有效实现高空大气运动探测的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例中所描述的高空大气运动探测系统结构示意图；图2为本专利技术一实施例同向摆放方式的高空大气运动探测系统结构侧视图；图3为本专利技术一实施例对向摆放方式的高空大气运动探测系统结构侧视图；图4为本专利技术一实施例所描述的控制装置控制单元逻辑图；图5为本专利技术一实施例所描述的高空大气运动探测方法流程示意图；图6为本专利技术一实施例所描述的电子设备结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一实施例中所描述的高空大气运动探测系统结构示意图，如图1所示，包括：标记物释放装置110、探测装置120和控制装置130；所述控制装置130分别与所述标记物释放装置110和探测装置120电连接；其中，所述标记物释放装置110用于根据所述控制装置130发送的标记物释放指令按照预设时序将多个标记物释放到大气中；其中，所述探测装置120用于标记物探测，得到标记物运动信息，以根据所述标记物运动信息得到大气运动探测信息。具体的，本专利技术实施例中所描述的高空大气运动探测系统挂置于动力低速飞行器外部，该高空大气运动探测系统直接暴露在高层大气中，使得标记物释放后能够有效的与大气充分混合，且能够直接捕捉与大气混合后的标记物。本专利技术实施例中所描述的标记物可以是指在低温下为气态或悬浮颗粒，能通过电子控制实现释放与中止，易于被探测的标记物，例如有色烟雾等。本专利技术实施例中所描述的探测装置可以是指对标记物相对应的，识别标记物的装置，通过该装置的观测数据可以反演出标记物的运动状态，例如光谱探测设备、超声探测设备或视觉传感器。本专利技术实施例中所描述的标记物探测具体是指，通过对标记物进行高帧率成像，帧间时间固定，通过相邻帧图像中标记物的位置变化，即可换算出标记物的运动信息。由于探测装置与动力低速飞行器是刚性连接，探测装置与动力低速飞行器具有相同运动状态，因此探测装置探测得到的标记物运动信息是两者的相对运动状态，而非绝对运动状态。需要通过飞行器的绝对运动状态对标记物的相对运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高空大气运动探测系统，其特征在于，包括：标记物释放装置、探测装置和控制装置；所述控制装置分别与所述标记物释放装置和探测装置电连接；/n其中，所述标记物释放装置用于根据所述控制装置发送的标记物释放指令按照预设时序将多个标记物释放到大气中；/n其中，所述探测装置用于标记物探测，得到标记物运动信息，以根据所述标记物运动信息得到大气运动探测信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种高空大气运动探测系统，其特征在于，包括：标记物释放装置、探测装置和控制装置；所述控制装置分别与所述标记物释放装置和探测装置电连接；
其中，所述标记物释放装置用于根据所述控制装置发送的标记物释放指令按照预设时序将多个标记物释放到大气中；
其中，所述探测装置用于标记物探测，得到标记物运动信息，以根据所述标记物运动信息得到大气运动探测信息。


2.根据权利要求1所述高空大气运动探测系统，其特征在于，所述探测装置与所述标记物释放装置同朝向电连接于所述控制装置上，且所述探测装置中线所在延长线与所述标记物释放装置的中线所在延长线相交。


3.根据权利要求1所述高空大气运动探测系统，其特征在于，所述探测装置与所述标记物释放装置相对电连接于所述控制装置上，且所述探测装置中线与所述标记物释放装置的中线共线。


4.根据权利要求1所述高空大气运动探测系统，其特征在于，所述标记物释放装置为固态电子引燃发烟器。


5.根据权利要求1所述高空大气运动探测系统，其特征在于，所述探测装置为视觉传感器。


6.应用如权利要求1-5任一所述高空大气运动探测系统进行的高空大气运动探测方法，其特征在于，包括：
根据所述控制装置获取标记物释放指令；
所述标记物释放装置根据所述标记物释放指令按照预设时序将多个标记物...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌兴，刘达新，杨荣康，
申请(专利权)人：中国气象局气象探测中心，
类型：发明
国别省市：北京;11