[发明专利]一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统及探测方法

权利要求书

1.一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统，其特征在于，包括浮标平台，所述浮标平台顶部安装有气象观测模块，所述浮标平台的舱体内安装有浮标姿态测量模块、供电检测模块、发射条件检测模块、发射状态检测模块、探空装置舱模块、探空装置传动模块、发射控制模块、数据接收与传输模块以及供电模块；所述探空装置舱模块内储存有探空装置；

所述气象观测模块、浮标姿态测量模块、供电检测模块分别与发射条件检测模块信号连接，所述发射条件检测模块与发射状态检测模块信号连接，所述发射状态检测模块分别与探空装置舱模块、探空装置传动模块以及发射控制模块连接，用于检测上述模块的状态；所述发射控制模块与探空装置连接，所述气象观测模块和探空装置观测的数据发送到数据接收与传输模块；所述供电检测模块与供电模块连接，所述供电模块为上述模块提供电力支持。

2.根据权利要求1所述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统，其特征在于，所述探空装置为搭载有下投式探空仪的无人机或火箭弹。

3.根据权利要求2所述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统，其特征在于，所述无人机的机翼为折叠式结构，每个无人机储存在探空装置舱模块的一个单独的圆筒中，当无人机离开圆筒时，机翼自动打开；圆筒内置压缩气体，通过释放压缩气体将无人机探抛出至空中，然后打开机翼，起飞。

4.根据权利要求1所述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测方法，其特征在于，所述供电模块包括太阳能电池板、风力发电机、燃料电池和蓄电池。

5.一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测方法，采用如权利要求1所述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、初始化配置，设置观测的初始参数；

第二步、浮标平台分别通过气象观测模块、浮标姿态测量模块、供电检测模块获得海洋环境参数、浮标平台的姿态参数和供电模块的供电能力参数；

第三步、发射条件检测模块根据第二步测量的结果和第一步配置的初始参数，判断是否满足发射条件，如果满足就进入下一步；如果不满足就返回第二步，并等待下一个观测周期；

第四步、具备发射条件后，发射状态检测模块检测探空装置舱模块、探空装置传动模块和发射控制模块是否正常，如果正常就通过探空装置传动模块把储存在探空装置舱模块中的探空装置传动至发射位置；

第五步、发射控制模块检测探空装置状态是否正常，并检测浮标平台的顶部舱盖打开和关闭功能是否正常，两者都正常后，给探空装置发送起飞指令，探空装置起飞完成后再次关闭顶部舱盖，并返回第二步；如果探空装置的状态不正常，则将该不正常的探空装置作为故障模块并进行异常处理，同时返回第二步；

第六步、探空装置向上飞行至预定高度后，释放下投式探空仪，降落伞打开，探空仪下降过程中自上而下获取高空到海面以上的对流层参数剖面，数据接收与传输模块通过无线的方式接收探空仪的测量数据，连同气象观测模块的数据一起进行本地存储，然后通过无线通信的方式发送到岸边基站的指定客户端。

6.根据权利要求5所述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测方法，其特征在于，所述步骤一中的初始参数包括观测频率、观测条件、观测周期、探空装置数量、最大高度参数。

7.根据权利要求5所述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测方法，其特征在于，所述步骤一中的初始化配置，还包括探空装置故障时的处理模式和方法、发射一次所消耗的电量和用时，以及供电模块的性能参数的配置和初始化。

8.根据权利要求5所述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测方法，其特征在于，所述步骤二中，海洋环境参数包括风速、风向、降水和波浪，姿态参数包括浮标平台的艏向、横滚和纵摇姿态角和三轴运动速度。