【技术实现步骤摘要】
本申请涉及气象探空，尤其是涉及一种空中积冰测量系统以及测量方法。
技术介绍
1、飞机结冰是指飞机在飞行过程中表面某些部分聚集冰层的现象，它被航空界认定为严重威胁飞行安全的六大杀手之一。因此精确测量空中飞机积冰强度、积冰速率，对保障航空飞行安全至关重要。
2、目前，空中飞机积冰测量分为遥感式与直测式两种。其中，遥感式测量主要通过微波遥感测量空中温度廓线、水汽廓线从而推导发生飞机积冰的情况，具有测量连续、范围广等优点，但准确性较差；直测式测量为电学式、机械式传感器，根据传感器附着的冰层厚度反映在电参数、机械振动参数的变化来反演出结冰的强度、速率信息，具有准确性高的优点，但一般安装在飞机上，需要飞机进入积冰区域才能完成测量，存在时效性差、可能造成飞行风险等问题。
3、因此，亟需一种空中积冰测量系统以及测量方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种空中积冰测量系统以及测量方法，在一定程度上解决现有技术中的技术问题。
2、本申请提供了一种空中积冰测量系统，包括上升气球、定高气球、积冰传感器以及地面接收机；
3、所述上升气球与所述定高气球分别连接于所述积冰传感器；所述积冰传感器与所述地面接收机通讯连接；
4、所述上升气球从施放点释放，并以预设速度升至具有预设探测高度的探测区域；所述上升气球能够带动所述定高气球升入至所述探测区域并完成空中积冰探测；
5、当所述上升气球到达所
6、当所述定高气球完成空中积冰探测后，所述积冰传感器能够将探测结果传递给所述地面接收机。
7、在上述技术方案中，进一步地，所述空中积冰测量系统还包括遥控切割器；
8、所述上升气球通过上升线与所述积冰传感器连接，所述定高气球通过定高线与所述积冰传感器连接；所述积冰传感器与所述遥控切割器通讯连接；
9、当所述上升气球到达至所述探测区域时，所述积冰传感器能够控制所述遥控切割器切割所述上升线，以使所述上升气球脱离所述积冰传感器；
10、当所述定高气球完成空中积冰探测后，所述积冰传感器能够控制所述遥控切割器切割所述定高线，以使所述定高升气球脱离所述积冰传感器。
11、在上述技术方案中，进一步地，所述积冰传感器具有北斗定位模块；
12、所述所述北斗定位模块能够获取所述上升气球的位置信息、所述定高气球的位置信息以及所述定高气球空中积冰探测结果。
13、在上述技术方案中，进一步地，所述积冰传感器还具有与所述北斗定位模块通讯连接的信号发射模块；
14、所述信号发射模块能够将所述上升气球的位置信息以及定高气球的位置信息传递给所述遥控切割器；
15、所述信号发射模块还能够将所述探测结果传递给所述地面接收机。
16、在上述技术方案中，进一步地，所述积冰传感器具有低温充电模块，所述低温充电模块用于对所述积冰传感器本体充电。
17、在上述技术方案中，进一步地，所述积冰传感器为磁致谐振类结冰传感器。
18、本申请还提供一种空中积冰测量方法，基于上述的空中积冰测量系统；所述空中积冰测量方法包括如下步骤：
19、判断步骤:根据气象探空仪输出的空中温、湿廓线，判断出潜在积冰高度层；
20、确定步骤:根据所述气象探空仪输出的潜在积冰高度层的风向风速分布，并根据探测区域，确定所述上升气球的施放点，使得上升气球上升到潜在积冰高度层平飞时，由该潜在积冰高度层的风推动飞行，飞行轨迹穿行覆盖探测区域；
21、积冰测量步骤:根据高度适配空中积冰测量系统，在施放点施放上升气球，当上升气球进入至探测区域后，积冰传感器气启动遥控切割器，将上升气球与积冰传感器分离，由定高气球携带积冰传感器在探测区域飞行，并对积冰测量；
22、探测结束步骤:空中积冰测量系统在探测区域飞行，确认完成探测区域的覆盖后，积冰传感器气启动遥控切割器，将积冰传感器与定高气球分离，结束探测任务。
23、在上述技术方案中，进一步地，所述探测区域为气象预报结合季节性积冰区结果确定出的积冰发生的高概率区域；
24、所述施放点在所述探测区域的上风口，且所述上升气球与所述施放点满足如下关系式，以使有效覆盖探测区域；
25、
26、其中，其中，h为探测高度，l为施放点与探测区域上风向边缘距离，v升为空中积冰测量系统的平均升速，v风为空中平均水平风速,t为空中积冰测量系统上升到探测高度的耗时；
27、令空中各高度层风矢量为则可按下式确定v风：
28、
29、其中，各高度层的取值方式按照气象探空仪获取的水平风向风速实测值，时间微分量dt为气象探空仪的测量时间间隔。
30、在上述技术方案中，进一步地，所述探测高度根据天气雷达的回波图以及气象探空仪输出的数据进行确定。
31、在上述技术方案中，进一步地，当空中积冰测量系统到达探测高度后，地面接收机将实时接收积冰探测信息随时间-位置的变化，以(x,y,t,h)表示的序列信息表示，其中(x,y)为当前位置信息，t为当前时刻，h为积冰厚度。
32、与现有技术相比，本申请的有益效果为：
33、本申请提供了一种空中积冰测量系统，包括上升气球、定高气球、积冰传感器以及地面接收机；
34、所述上升气球与所述定高气球分别连接于所述积冰传感器；所述积冰传感器与所述地面接收机通讯连接；
35、所述上升气球从施放点释放，并以预设速度升至具有预设探测高度的探测区域；所述上升气球能够带动所述定高气球升入至所述探测区域并完成空中积冰探测；
36、当所述上升气球到达所述探测区域时，所述积冰传感器能够控制所述上升气球脱离所述积冰传感器；
37、当所述定高气球完成空中积冰探测后，所述积冰传感器能够将探测结果传递给所述地面接收机。
38、综上，采用上升气球、定高气球、以及积冰传感器能够构成平飘气球搭载直测式积冰探测结构，从而能够连续测量空中积冰情况，包括积冰区域、积冰速率，为航空飞行提供实时保障信息。
39、本申请还提供一种空中积冰测量方法，基于上述的空中积冰测量系统；所述空中积冰测量方法包括如下步骤：
40、判断步骤:根据气象探空仪输出的空中温、湿廓线，判断出潜在积冰高度层；
41、确定步骤:根据所述气象探空仪输出的潜在积冰高度层的风向风速分布，并根据探测区域，确定所述上升气球的施放点，使得上升气球上升到潜在积冰高度层平飞时，由该潜在积冰高度层的风推动飞行，飞行轨迹穿行覆盖探测区域；
42、积冰测量步骤:根据高度适配空中积冰测量系统，在施放点施放上升气球，当上升气球进入至探测区域后，积冰传感器气启动遥控切割器，将上升气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空中积冰测量系统，其特征在于，包括上升气球、定高气球、积冰传感器以及地面接收机；
2.根据权利要求1所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述空中积冰测量系统还包括遥控切割器；
3.根据权利要求2所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器具有北斗定位处理模块；
4.根据权利要求3所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器还具有与所述北斗定位处理模块通讯连接的信号发射模块；
5.根据权利要求1所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器具有低温充电模块，所述低温充电模块用于对所述积冰传感器本体充电。
6.根据权利要求1所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器为磁致谐振类结冰传感器。
7.一种空中积冰测量方法，其特征在于，基于权利要求4中所述的空中积冰测量系统；所述空中积冰测量方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的空中积冰测量方法，其特征在于，所述探测区域为气象预报结合季节性积冰区结果确定出的积冰发生的高概率区域；
9.根据权利要求7所述的空中积
10.根据权利要求7所述的空中积冰测量方法，其特征在于，当空中积冰测量系统到达探测高度后，地面接收机将实时接收积冰探测信息随时间-位置的变化，以(x,y,t,H)表示的序列信息表示，其中(x,y)为当前位置信息，t为当前时刻，H为积冰厚度。
...【技术特征摘要】
1.一种空中积冰测量系统，其特征在于，包括上升气球、定高气球、积冰传感器以及地面接收机；
2.根据权利要求1所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述空中积冰测量系统还包括遥控切割器；
3.根据权利要求2所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器具有北斗定位处理模块；
4.根据权利要求3所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器还具有与所述北斗定位处理模块通讯连接的信号发射模块；
5.根据权利要求1所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器具有低温充电模块，所述低温充电模块用于对所述积冰传感器本体充电。
6.根据权利要求1所述的空中积冰测量系统，其特征在于，所述积冰传感器为磁致谐振...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥能，程周杰，李冠林，张大厦，高云霄，雷凯，查晶，叶倩，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三二一三部队，
类型：发明
国别省市：
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