[实用新型]一种基于惯性导航的气象探测仪器

说明书

本实用新型涉及空间位置与姿态检测技术领域，具体涉及一种基于惯性导航的气象探测仪器，其主要由设备平台、主控处理器、惯性处理单元、气象传感器、数据发送单元构成，所述主控处理器通过数学模型对所述运动数据及所述环境数据进行计算分析得出计算结果，并由数据发送单元将主控处理器输出的计算结果向地面接收站发送。本实用新型的目的在于通过惯性导航等姿态监测手段，对仪器的空中姿态信息收集，并在此基础上结合多种传感器信息，进行准确的高空大气温度、湿度和风的探测计算。

技术领域

本实用新型涉及空间位置与姿态检测技术领域，具体涉及一种基于惯性导航的气象探测仪器。

背景技术

目前高空气象探测的主要仪器为气球搭载的气象探测仪器，通过搭载温度、湿度和气压传感器探测高空大气的温度、湿度和气压，并通过雷达定位、无线电经纬仪定位和卫星导航定位等方式进行空间定位和位移，进行高度和风的探测。

但是目前观测手段存在的问题是，由于气球受到大气水平、垂直气流、太阳辐射导致升力变化，和气球膨胀导致升力变化等因素影响，气象探测仪器的姿态处于不稳定状态，对实际探测结果造成了影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于惯性导航的气象探测仪器，其主要利用惯性导航等姿态监测手段，对仪器的空中姿态信息收集，并在此基础上结合多种传感器信息，进行准确的高空大气温度、湿度和风的探测计算。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于惯性导航的气象探测仪器，应用在高空气象探测器中，其主要包括：设备平台，所述设备平台通过自平衡机构与所述高空气象探测器连接，用于承载探测设备；主控处理器，所述主控处理器固定设置在所述设备平台上；惯性处理单元，所述惯性处理单元固定设置在所述设备平台上，并与所述主控处理器输入端口连接，用于向所述主控处理器发送所述高空气象探测器当前的运动数据；气象传感器，所述气象传感器固定设置在所述设备平台上，并与所述主控处理器输入端口连接，用于向所述主控处理器发送所述高空气象探测器所在空间位置的环境数据；所述主控处理器通过数学模型对所述运动数据及所述环境数据进行计算分析，并得出计算结果；数据发送单元，所述数据发送单元固定设置在所述设备平台上，并与所述主控处理器的输出端口连接，用于向地面接收系统发送所述主控处理器的计算结果。

优选的，所述惯性处理单元包括加速度计、加速度坐标转换模块；所述加速度坐标转换模块连接于所述主控处理器与所述加速度计之间，用于将从所述加速度计获取的坐标系下的x、y轴加速度信号转换为大地坐标系下的x、y轴加速度信号；还包括航向值获取模块，所述航向值获取模块用于获取所述加速度计的航向值。

优选的，所述自平衡机构包括固定底座，所述固定底座内横向并列设有一对腔室，各个所述腔室的底部均横向滑动配合有第一缓冲件，所述第一缓冲件的两端分别与相对应的所述腔室内侧壁固定连接；各个所述腔室顶部均设有开口，各个所述第一缓冲件顶部贯穿所述开口设置；所述固定底座的顶部靠近两侧的部位设有一对第一凹槽，各个所述第一凹槽的底部均固定连接有第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件的上端均与设备平台的底部固定连接。

优选的，所述第一缓冲件包括滑动连接于各个所述腔室底部的连接块，所述连接块的顶部贯穿所述开口，所述连接块的顶部与所述设备平台的底部固定连接；所述连接块位于所述腔室内的部位横向贯穿设有固定杆，所述固定杆的两端与所述腔室内侧壁固定连接；所述固定杆对应所述连接块两端的部位分别嵌套设有第一弹簧；所述腔室底部设有滑槽，所述滑槽内滑动配合有滑块，所述滑块与所述连接块固定连接。

优选的，所述第二缓冲件包括固定连接于第一凹槽底部上的弹簧伸缩杆，所述弹簧伸缩杆的上端固定连接有缓冲块，所述缓冲块的上端固定连接有固定块，所述固定块与第一凹槽的内壁滑动连接，所述固定块和连接块的上端均与设备平台的下端固定连接；所述弹簧伸缩杆包括固定连接于第一凹槽底部上的伸缩杆和第二弹簧，所述伸缩杆和第二弹簧的上端均与缓冲块的下端固定连接。