[发明专利]一种应用于空降空投的气象引导方法以及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种远距离区域性的气象自动探测方法以及对应的气象引导系统，属于无线传感器网络技术领域。

背景技术

空降空投是将人员和物资快速地部署到地面交通工具难以到达地区的有效手段之一。近年来，在汶川地震、舟曲泥石流灾害以及频繁发生的化工厂爆炸以及有毒气体泄漏等事故灾难中，救灾物资、器械甚至抢险人员往往通过空投或空降的方式到达灾害发生区域。然而，由于空投地区气象因素的影响，尤其是风向风速，时常造成空投物资偏离目标，使救灾物资不能发挥应有的作用，而且，强烈的气流变化还会威胁空降救援人员的生命安全。由此可见，小区域范围内的气象参数，如水平风向风速、海拔高度、大气压力和温湿度等气象信息是保证人员和物资准确空投的必要参数。

在空降空投的气象参数中，海拔高度3000米范围内，水平面风向、风速信息是空投空降的关键气象因子，直接关系到空降空投准确性和安全性。

现阶段，对局部区域上空水平面风向风速的观测方法主要有两种，一是通过事先派遣的气象引导分队，携带气象观测设备，如气球或雷达，对探测区域上空气象参数进行测量，然后由引导人员使用通信设备将气象信息通报给空降空投指挥中心。这种观测方法的优点是时效性和准确性都比较高，但是，在危险地区，该方法难以保障观测人员的生命安全。二是由固定气象站对当地的气象进行观测，该方法测量的精度与气象站到空投空降场的距离有关，气象站距离空降场越远，精度越差，而且，气象站缺乏移动性，该方法也不适宜危险地区气象的观测。

风向风速测量技术主要包括：卫星、雷达、气象站、机械涡轮式测量和超声波风向风速测量等。

遥感气象卫星在大气层外观测地球上空的气象信息。这种方法适用于大范围气象预报，对小范围内风向风速观测的精度差，难以得到每100米各分层水平面风向风速信息，不能满足空降空投任务的要求。

气象测风雷达通过发射微波无线电信号，通过对其反射波的分析，能够探测10～100公里外区域上空的大气信息。通过雷达测量风向风速，其精度比较高，也可观测每100米各分层水平面的风向风速。但是雷达设备体积比较大，机动性差，难以适应复杂地区的气象观测。

机械涡轮式风速仪工作原理是：在风力的作用下，涡轮叶片绕轴旋转，叶片转速跟风力大小成正比，转速通过电触点或光触电触发，输出矩形波，并由计数器计算转速，通过相应算法计算风速。风向的计算则是通过在尾部的尾翼，随风向的变化，使中轴的旋转，通过传感器与电子罗盘，输出风向。机械涡轮测风仪系统结构简单、测速范围大，相关的技术也较为成熟，产品较多，多用于地面气象站的风向风速测量。但是这种方法主要应用于固定水平面的风向风速测量，当安装平面姿态不稳定，产生倾斜或翻滚时，测量结果容易受机械磨损影响，数据误差较大，而且该方法需要一定大小的启动风速，当在风速较小的情况下进行测量，其数据准确性与可靠性都比较差。

超声波风向风速测量，是利用声波传输特性来测量风向风速。超声波在空气中传播速度受到空气流速，即风速的影响，顺风时传播速度快，逆风时则慢，利用超声波传播的时差特性，可以对风向风速进行测量。超声波风向风速测量仪设备轻便，仪器没有转动部件，因而也不存在机械的磨损，能够克服机械式测风仪转轴磨损而引起的测量误差，能够测量任意方向、任意角度风速分量，启动风速比较小。英国GILL公司和德国德图公司都有相应的超声波风速风向产品投产使用，但是，在国内，超声波风向风速测量技术还不成熟，缺乏实用性产品。

超声波风向风速测量仪也需要水平面支撑，当水平面变化时，由于测量数据不能反映水平面真实风向风速，容易产生误差。与机械涡轮测风仪类似，超声波风向风速测量仪也不能直接应用于空中不同层次风向风速的测量。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种空投式空降空投气象自动引导系统。

本发明是克服现有技术存在的技术问题，提供一种应用于空降空投的气象引导方法以及系统，利用本发明的方法以及系统装置，可以在空降过程中进行水平面风速、风向、大气压力和地理位置等气象参数的测量，通过移动通信网络传输给100公里以外飞机上的接收机，使后续空投飞机可以分析气象数据，调整飞行路行，准确、快速地进行空降、空投。