[发明专利]风速风向计

权利要求书

1.一种风速风向计，其特征在于，包括采集部和处理部；

所述采集部包括：流场矢量传感器，用于采集风场信息，所述风场信息包括风场在三维的载体坐标系下的风速和相对风向；磁场传感器，用于测量地磁场分量；加速度传感器，用于测量重力场分量；

所述处理部包括：处理器，用于接收所述风场信息、地磁场分量和重力场分量，对所述地磁场分量和重力场分量进行组合计算，获得风速风向计的姿态角和方向角，根据所述姿态角和方向角将所述风场信息转换至地理坐标系，获得地理绝对风场信息；

其中，所述地理绝对风场信息的计算公式为：

其中，w_x,w_y,w_z为风场在载体坐标系x、y、z轴的分量，w_N,w_E,w_D为风场在地理坐标系北、东、地方向的分量，v为风速，为地理绝对风向角；γ、θ、为载体的滚转角、俯仰角和方向角；所述载体为风速风向计；

其中，所述处理器具体包括：

姿态角计算模块，用于根据所述重力场分量解算出风速风向计的姿态角，所述姿态角包括俯仰角和滚转角；

方向角计算模块，用于根据所述地磁场分量解算出风速风向计的方向角；

转换模块，用于根据风速风向计的方向角和姿态角获得载体坐标系相对地理坐标系的方向余弦矩阵，根据所述方向余弦矩阵将载体坐标系下的风场信息转换至地理坐标系，获得地理绝对风场信息。

2.根据权利要求1所述的风速风向计，其特征在于，所述采集部还包括：

测控电路，用于对所述流场矢量传感器、磁场传感器和加速度传感器进行信号采集和处理，并调节所述流场矢量传感器、磁场传感器和加速度传感器的工作参数。

3.根据权利要求2所述的风速风向计，其特征在于，所述采集部还包括：

传输模块，用于接收所述测控电路处理后的信号，通过有线或无线方式将所述处理后的信号传输至所述处理器，以使得所述处理器根据所述处理后的信号获得风速风向计的姿态角、方向角和地理绝对风场信息。

4.根据权利要求1所述的风速风向计，其特征在于，所述流场矢量传感器、磁场传感器和加速度传感器为微机电传感器。

5.根据权利要求1所述的风速风向计，其特征在于，所述处理部还包括：

通信模块，用于将所述处理器获得的风速风向计的姿态角、方向角、风速、相对风向、地理绝对风场信息发送至服务器。