[发明专利]一种弹射式三维空间气象参数实时测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种弹射式三维空间气象参数实时测量系统，其特征在于：包括若干弹射单元、若干测量单元和若干回收单元，测量单元分别与弹射单元和回收单元连接；弹射单元位于待测三维空间区域周围不同位置点上；若干弹射单元将若干个测量单元分别发射到测量高度点后，利用测量单元对测量高度点进行瞬时气象参数的测量并对所测量的瞬时气象参数数据进行实时回传，同时在测量单元达到测量高度点后回收单元对测量单元进行回收；

所述弹射单元包括发射筒、数据库和控制单元，发射筒设有若干个，若干发射筒固定在设有支撑架及滚轮的发射架上，发射筒通过滚轮设置在支撑架上，每个发射筒内均设有用于弹射测量单元的弹射器；所述数据库存储有测量高度点的高度值及测量单元达到此高度值所需初始弹力值，其中每个发射筒中弹射器的弹力值根据测量高度点进行设置，以使每个测量单元在相同的时间达到相应测量高度点；所述控制单元包括弹力控制器、发射控制器、控制板，其中弹力控制器设置发射筒的弹力值，控制板用于控制滚轮的旋转，发射控制器用于控制测量单元的发射。

2.根据权利要求1所述的弹射式三维空间气象参数实时测量系统，其特征在于，若干发射筒沿滚轮的径向设置，每个发射筒的一端固定于滚轮的表面，另一端从滚轮的外圆周向外延伸出去，若干发射筒整体上成圆周分布于滚轮上；滚轮固定于支撑架上并能转动，通过滚轮切换每个发射筒所处的位置，以使每个发射筒中弹射器发射出的测量单元位于同一条竖直线上。

3.根据权利要求1所述的弹射式三维空间气象参数实时测量系统，其特征在于，所述测量单元包括气象检测单元、综合处理单元，通过气象检测单元对测量高度点的瞬时气象参数进行检测，通过综合处理单元对所检测的瞬时气象参数数据进行实时回传、存储与记录；当测量单元到达测量高度点后，通过回收单元对测量单元进行回收。

4.根据权利要求3所述的弹射式三维空间气象参数实时测量系统，其特征在于，所述气象检测单元包括气象传感器、传感器通信模块和数据储存单元；通过气象传感器对测量高度点的气象参数进行采集；所述传感器通信模块、数据储存单元分别与综合处理单元连接；传感器通信模块用于将气象传感器采集到的气象参数实时回传至位于地面的传感器数据接收模块。

5.根据权利要求4所述的弹射式三维空间气象参数实时测量系统，其特征在于，所述气象传感器包括风速传感器、温度传感器及湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的弹射式三维空间气象参数实时测量系统，其特征在于，所述回收单元包括弹出件、降落伞和高度计；高度计对测量单元的实时高度进行测量并与之前的数据进行对比，当实时高度达到最大值且稍有下降后，触发弹出件工作以将降落伞弹出，对测量单元进行回收。

7.基于权利要求1所述弹射式三维空间气象参数实时测量系统的测量方法，其特征在于，测量单元包括气象检测单元、综合处理单元，回收单元包括弹出件、降落伞和高度计；测量方法包括以下步骤：

(1)将弹射单元布置于相应位置点；并根据不同的测量高度对发射筒中弹射器的弹力值进行设置；

(2)调试测量单元，调试后将测量单元置于发射筒内，与弹射器连接；

(3)调试回收单元；

(4)三维空间气象参数检测

(4.1)测量单元的弹射：当弹射单元满足发射条件后，通过发射筒中的弹射器将第一个发射筒内的测量单元按照相应的最大弹射力度竖直弹射出去，其中该最大弹射力度刚好满足第一个测量单元到达最高测量高度点；完成第一个测量单元的弹射后，通过控制单元的控制板控制滚轮转动以将第二个发射筒旋转至测量点的竖直线上，并以第二个弹射力度进行第二个测量单元的弹射，其中第二个弹射力度使第一个测量单元到达第一测量高度点时第二个测量单元到达第二测量高度点；根据不同弹射力度依次进行位于同一滚轮上的不同发射筒内的其他测量单元的弹射，使各测量单元同时到达同一竖直线上的相应测量高度点；

(4.2)气象参数测量及数据处理：对测量单元的高度进行实时检测并与之前的高度值进行对比，当检测到测量单元到达测量高度点时通过气象检测单元对该测量高度点的气象参数进行检测，将测量值进行存储、记录并回传至地面；

(4.3)设备回收：测量单元完成测试后，回收单元的高度计实时检测测量单元的高度值并与之前的检测高度值进行实时对比，当回收单元检测到测量单元到达测量最高点且高度值开始下降时，回收单元触发弹出件将降落伞弹开，进行测量单元的回收，完成测试工作。