[发明专利]一种具有滑翔功能的探空仪系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种探空仪系统，特别是一种具有滑翔功能的探空仪系统。

背景技术

上层大气的天气观测是利用装在探空气球上的探空仪来实现的。探空仪一般由充满氢气(或其它轻质气体)的气球，由地面提升至30km～40km的高度。在提升过程中由探空仪所载的温度、湿度、压力传感器测量大气的温度湿度压力等参数；由探空仪所载的无线电定位系统(如Loran-C或GPS系统等)进行探空仪的定位，进而计算出风速和风向等参数；测量的大气参数由射频发射机发回地面；气球根据探空仪的重量，设计尺寸为可上升至30km～40km的高度，然后气球爆炸，探空仪自由落体降至地面。

现有技术的缺点在于：常规的探空过程需要约2个小时，探空仪距离放飞点的距离可达200km以上，探空仪回收很困难，且自由落体降至地面探空仪本身很容易损坏，因此目前探空仪一般为一次性使用，不再回收；另外由于探空仪气球在40km高空爆炸后，探空仪自由落体降至地面，非常容易伤及人、畜；而且由于探空仪不再回收，其上电池、电子元件、金属设备等对环境造成了一定程度的污染；以上三点大大限制了探空仪的放飞周期、放飞地点及使用范围。

目前也有利用飞机(包括有人机和无人机)代替气球，搭载探空仪进行气象探测的方法。利用飞机可解决探空仪回收的问题，但飞机无法上升至40km高空(受发动机和空气动力学等条件的限制，一般飞行高度<10km)、起飞降落需要场地、维护成本过高及受到飞机本身可靠性的限制，无法满足探空仪进行气象探测的多方面要求，因此至今国内外气象部门仍使用气球式探空仪。

鉴于上述原因，现有的探空仪无法兼顾40km高空探测、任意地点放飞、安全回收、探测范围广、可靠性高、成本低的需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种具有滑翔功能的探空仪系统，能够满足探空仪高空探测、任意地点放飞、安全回收、探测范围广、可靠性高、成本低等需求。

本发明的技术解决方案为：探空仪由借助重力和/或风力产生升力的装置，运动控制装置，具有获取位置和/或天气数据的装置，和通过射频路径对探空仪数据进行传输的装置组成。

上述方案的原理是：探空仪由充满氢气(或其它轻质气体)的气球，由地面提升至30km～40km的高度，提升过程中由探空仪所载的获取位置和/或天气数据的装置测量大气数据(包括温度、湿度、气压、风速、风向等)，所测量的大气数据经过处理通过射频路径发送至地面接收台站；上升至30km～40km气球爆炸后，探空仪由于重力和/或风力产生足够的空气相对速度，由借助重力和/或风力产生升力的装置产生升力，由运动控制装置控制返回放飞点或其它回收点。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明一种具有滑翔功能的探空仪系统在提升气球爆炸后，由借助重力和/或风力产生升力的装置产生升力，由运动控制装置控制返回放飞点或其它回收点。解决了探空仪的回收问题，大大节约了探空仪使用成本，使探空仪使用更安全，并且保护了环境；而且由于增加了借助重力和/或风力产生升力的装置，大大增加了探空仪的探测范围和留空时间，而且还可以实现原位探测等复杂功能；本发明一种具有滑翔功能的探空仪系统兼具40km高空探测、任意地点放飞、安全回收、原位探测等功能，具有探测范围广、可靠性高、成本低等优点，大大增强了探空仪的适用性。

附图说明

图1为本发明的一种具有滑翔功能的探空仪系统的结构示意图；

图2为本发明的一种具有滑翔功能的探空仪系统升空过程实施实例；

图3为本发明的一种具有滑翔功能的探空仪系统回收过程实施实例；

具体实施方式

以利用GPS系统的无线电探空仪为例进行说明。参照图1，其中所示的一种具有滑翔功能的探空仪系统由滑翔翼(1)，电子系统容腔(2)、传感器支架(3)、GPS接收天线(4)和射频发射天线(5)组成。滑翔翼(1)由主翼(6)、副翼(7)和运动控制装置(8)组成。获取位置和/或天气数据的装置和射频发射机分别安装在电子系统容腔(2)内和传感器支架(3)上。