[实用新型]GPS多功能湍流探空仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种探空仪，尤其是GPS多功能湍流探空仪。

背景技术

随着光电技术的迅速发展，光学湍流的重要性越来越得到人们的重视。在激光传输的过程中，湍流效应引起光束的漂移和扩展；在图象应用中，湍流效应引起图象的抖动和变形；湍流还会降低天文望远镜的分辨率。为定量研究激光通过湍流大气时的各种现象，以解决和这些现象有关的各种光学工程问题，必须深入研究光路的光学湍流结构，研究其变化规律和统计特征。获取的湍流资料，可为自适应光学、高分辨率天体观察、激光大气传输等领域服务。由此，人们为了解整层大气湍流，即从地面到高空的整层大气温度起伏的特征，常使用探空仪测量大气湍流，如在本申请人的于2003年6月18日公告的中国实用新型专利说明书CN 2556655Y中曾描述过的一种“大气湍流探空仪”。它意欲提供一种精度高、工作稳定、重量轻的测量大气中湍流、温度和气压的仪器。它由依次串接且均与电源电连接的传感部件、信号变换部件和发射机构成，其中的传感部件由湍流传感器、温度传感器AD590和气压传感器KY-0.1MPa组成。探空时，由气球将其带入大气中，信号变换部件将传感部件输出的电信号变换成由两种频率信号构成的数据串送往发射机发送至地面。但是，这种探空仪存在着不足之处，首先，功能单一，虽能测量大气中的湍流、温度和气压，却不能同时给出是于何地测得的，更谈不上精确地给出测量时的坐标点；其次，智能化程度不高，不能实时地对测量到的各种信号及时的进行处理和分析，尤为不能实时地获得大气中的风速、风向，而这一点对于湍流的成因和发展趋势的分析是至关重要的；再次，回收不易，气球携带的探空仪在大气中是随风飘动的，因无探空仪的坐标信息，故其飘落至何处是不得而知的。

实用新型内容  本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种实用性强、智能化程度高，使用方便的GPS多功能湍流探空仪。

GPS多功能湍流探空仪包括依次串接的传感部件、信号变换部件和发射部件，以及与上述各部件电连接的电源，其中，传感部件含有温度脉动传感器、大气压力传感器和大气温度传感器，发射部件含有发射机，特别是(a)所说传感部件还含有GPS传感器，用于将待测点的坐标量变换成电信号；(b)所说信号变换部件含有模数转换器MAX197和单片机AT89C2051，用于将传感部件输出的电信号变换成数字信号和对其进行运算、分析和编码；(c)所说发射部件还含有电平转换器，用于将信号变换部件处理后的频率信号转换成发射机所需的电平。

作为GPS多功能湍流探空仪的进一步改进，所述的GPS传感器为Trimble公司的微型GPS接收机；所述的信号变换部件的模数转换器MAX197的脚和分别接温度脉动传感器、大气压力传感器和大气温度传感器，用于接收上述传感器送来的模拟信号，单片机AT89C2051的脚②接GPS传感器，用于直接获得卫星定位的数字信号，单片机AT89C2051的控制端口脚⑧、⑥、⑦和与模数转换器MAX197的控制端口③、④、⑤和脚连接，用于控制模数转换器MAX197分时接收各传感器的信号，模数转换器MAX197的数地总线端口⑦～脚接单片机AT89C2051的数地总线端口脚～，用于将转换的数字信号输出至单片机AT89C2051，单片机AT89C2051的输出端口脚⑨接发射部件的输入端，用于输出处理后的频率信号；所述的电平转换器为电压放大器；所述的单片机AT89C2051的脚④、⑤和⑩间接有片外时钟振荡器，用于调整单片机AT89C2051的工作频率。