[发明专利]一种多通道气象探空系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种多通道气象探空系统，可作为高空气象温度、湿度、气压、风速和风向测量的实用装置，特点是可以在一个站点同时进行多个气球探空的测量。

背景技术

无线电探空是获取高空(地面至约30km)温度、湿度、气压、风速和风向的一种通用和比较经济的技术，全球无线电探空站网是当代综合气象观测系统中的一个重要组成部分。

发明内容

本发明的目的是提供一种作为高空气象探测中可以在一个站点同时进行多个气球探空测量而只需要一套接收装置的测量系统。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种多通道气象探空系统，由探空仪、接收天线、多通道接收机和数据采集处理微机组成。

所述探空仪为多频点无线电探空仪；所述多通道接收机为多频点组合式接收机，每个通道对应接收某一相应频点的无线电信号；接收天线将接收的多个频点的无线电探空信号分别传送到多通道接收机对应频点的通道中，经解调后传至数据采集处理微机中；所述多频点无线电探空仪包括空气温度传感器、空气湿度传感器、GPS接收模块、调制模块和无线电发射机，发射频点位于400.15～406MHz，同时释放的多个探空仪采用不同的频点，每个探空仪在气象探空专用频带400.15～406MHz内占用的带宽为20kHz，各探空仪每秒均发射一组温度、湿度、GPS经度、GPS纬度及海拔高度原始数据；上述多通道接收机在收到各探空仪下发原始数据后传送到数据采集处理微机，由软件处理不同通道的原始数据，对原始数据进行初步质量控制和订正，然后根据海拔高度和温度计算大气气压，根据探空仪位置变化计算风速和风向；接收的原始数据和处理后得到的温度、湿度、高度、风速、风向和气压数据分别存储在两个文件中，微机显示屏上可选择显示不同探空仪的温度、湿度、气压、风速和风向这五个参数的垂直分布。

上述多通道接收机3由前置低噪声放大器9、多路功分器10、多路信号处理单元11和多路通讯卡12组成；多通道接收机将接收天线传来的信号经低噪声放大器进行功率放大，再由多路功分器分为多路，分别传送至各对应的信号处理单元，各信号处理单元对相应频点的信号进行解调，由多路通讯卡出口，传送至计算机。多路功分器可以根据信号频点不同将其分别传送至处理相应频点信号的信号处理单元。

多通道探空接收机可以同时接收多个所述探空仪下发的原始数据，每个探空仪在气象探空专用频带400.15～406MHz内占用的带宽仅20kHz，调开每个探空仪的发射频点避免同频干扰，就可以同时释放多个探空仪，实现对小尺度天气系统的同时多探空仪加密观测。

多通道气象探空系统由多频点探空仪(1)、接收天线(2)、多通道接收机(3)和数据采集处理微机(4)组成。多个多频点探空仪将各自测量的温度、湿度、气压以及GPS信息原始数据，经调制后以每秒一组的频次通过无线电发射机下传。地面接收天线接收到下传的探空仪信号送入多通道接收机，经低噪声放大器功率放大后由多路功分器分成多路，由信号处理单元将对应频点的探空信号解调，最后由多路通讯卡传至数据采集处理微机。

多频点探空仪(1)与当前先进的GPS数字探空仪类似，采用数字式传感器(5)测量温度、湿度和气压这些气象参数，采用GPS(6)位置变化信息计算风速和风向，但探空仪采用的发射机(8)带宽窄、频率飘移小，并可在400.15～406MHz内对发射机频点进行选择；同时释放的探空仪采用不同的频点，避免了同频干扰的问题。

接收天线(2)是一个八木天线，质量轻、体积小，便于运输和安装。

多通道接收机(3)由前置低噪声放大器(9)、多路功分器(10)(图中以五路为例)、五路信号处理单元(11)和多路通讯卡(12)组成。多通道接收机将接收天线传来的信号由低噪声放大器进行功率放大，再由多路功分器分为多路，传送至不同接收频点的信号处理单元，各信号处理单元对相应频点的信号进行解调，由多路通讯卡出口，传送至计算机。