[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

说明书

本发明公开了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，该探测系统包括浮标平台，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；本发明所公开的系统及方法利用浮标平台可以实现海上对流层参数剖面高时空分辨率、长周期、无人、自动化探测，且成本低、部署灵活，为海上对流层参数剖面数据的探测和积累，及相关研究成果的比对验证提供了重要的数据基准和支撑，具有重要的实际意义。

技术领域

本发明涉及海上对流层大气参数观测技术领域，特别涉及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。

背景技术

海上对流层参数剖面是指海面以上对流层温度、湿度、压强、风速风向随高度的垂直变化剖面。

海上对流层温度、湿度、压强、风速风向参数剖面的长期业务化观测对天气预报、海洋科学研究、海事活动保障等多个领域具有重要的保障和支撑作用。当前海上对流层参数剖面的探测主要基于卫星遥感、调查船载探测激光雷达等手段，但是这些探测手段存在时空分辨率低、受天气影响大、误差大、成本高昂等缺点，无法进行长期观测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了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，可以解决海上对流层参数剖面的长期、自动化、无人探测的迫切需求，尤其是深远海环境下的探测需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统，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。

上述方案中，所述探空装置为搭载有下投式探空仪的无人机或火箭弹。

上述方案中，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。

上述方案中，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。

一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测方法，采用上述的一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统，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；