[实用新型]卫星定位与测距中对流层模型修正用气象参数测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气象参数测量仪，尤其涉及一种卫星定位与测距中对流层模型修正用气象参数测量仪。

背景技术

对流层延迟误差是GNSS(全球卫星导航定位系统)、人卫激光测距系统等测量系统中主要的误差来源之一，是影响其测量精度的一个重要的外部环境因素。对流层位于高度大约40公里以下的大气底层。对流层延迟由流体静力学分量与湿分量两部分组成。与电离层延迟相比，消除对流层延迟要更加复杂。目前，对流层延迟的研究方法主要有射线轨迹法、延迟参数估计法和模型修正法等。模型修正法为当前使用最广泛的对流层延迟改正方法，它是根据一些代表性的气象资料，用解析的方法，以地表面的气象参数近似反映天顶方向上的气象时空变化，总结出对流层天顶延迟的模型。对流层改正模型在确定气象元素的时候需要能同时提供干温、湿温(指相对湿度)以及大气压力三个气象参数。

对流层延迟主要与气候、气压、温度、湿度和卫星高度角有关，在模型改正法的实际应用中，对流层延迟改正模型的不完善将降低观测量的精度。如在中国地壳运动观测网络中，GPS/GNSS地面接收机对大气模型进行修正的时候，就同时需要连续的温度(℃)、湿度(％)和气压(hPa)三个气象参数的信息，进而用观测结果对理论值进行检验，验证经过三个气象参数修正后的对流层模型是否能提高地面接收机的观测精度。一般的GPS/GNSS地面接收机在测量的时候会发出指令要求外部按照一定的数据通讯格式实时提供或者自动提供温度、湿度、气压等气象参数数据，因此要求气象测量装置不仅能随时采集GPS/GNSS地面接收机所处测量环境中的温度、湿度、气压等多个气象参数，而且能自动提供，或者在系统需要的时候随时提供温度、湿度、气压等多个气象参数，并能提供存储功能、时间信息以及实现连续采集、间隔采集、定时采集等功能。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在缺点和不足，提供一种卫星定位与测距中对流层模型修正用气象参数测量仪(简称测量仪)。

本实用新型的目的是这样实现的：

1、技术路线

①采用高精度的温度、湿度、压力传感器，并进行放大和集联，实现对大气干温、湿温、气压等的集成智能化测量。

②采取精密测量集成方案和抗干扰设计，使测量仪性能稳定可靠、观测精度高。

③数据采用压缩格式，使测量仪存储容量大，通信速度快，数据不易丢失；采用行业标准，便于推广应用。

④自动数据采集和传输，提供与多种测量设备的对接协议，使操作简便、容易维护。

⑤提供一种功耗低、供电时间长、防雷性能好的直流稳压电源。

2、具体技术方案

本实用新型包括气象参数测项变送器、雨量计输入接口、数据采集控制器、键盘接口、串行通信接口、时间接口、液晶显示、电子存储器和供电电源；

气象参数测项变送器和雨量计输入接口分别和数据采集控制器连接，实现气象参数集成采集；

数据采集控制器分别与键盘接口、串行接口、时间接口、液晶显示和电子存储器连接，实现对气象参数的控制测量及智能传输；

供电电源与数据采集控制器相连，提供仪器工作精密安全电源。

本实用新型的工作原理是：

气象参数测项变送器将大气温度、湿度以及气压的物理量转换成模拟电压信号，对模拟电压信号进行放大和滤波；单片计算机在日常处理程序的控制下，定时(如每分钟)选通多路开关，送至模数转换器，将模拟电压信号变换为数字信号，又经单片计算机接收处理(包括软件滤波、数据压缩、格式转换等)分别送至液晶显示进行显示和电子存储器进行存储；再经串行接口，实现实时远程通信，将数据传送至GNSS地面接收机、人卫激光测距仪等测量仪器和设备中。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

1、本实用新型提供了一种专门针对卫星应用系统(如GNSS、GPS、人卫激光测距系统等)，地面接收单元可以同时自动获取所处环境的温度、湿度、气压以及雨量等多种气象参数信息，从而可以利用模型修正法解决对流层延迟所带来的误差。

2、各测项采用模块结构，测量仪为一体化集成智能化设计，抗干扰设计，性能稳定可靠，便于维护，较分散测量有重大创新；

3、观测精度高，可以满足不同GNSS、GPS地面接收设备、人卫激光测距设备等对气象数据的要求；

4、采用数据压缩技术，节省了存储空间和通信时间，扩展内存观测数据存放的时间提高到半年以上；

5、提供各种串口通信协议，可实现数据的自动上传和获取。