一种具有滑翔功能的探空仪系统[发明专利]

[12]发明专利申请公布说明书

[21]申请号200810138340.5

[51]Int.CI.

G01W 1/08 (2006.01)

[43]公开日2009年2月18日[22]申请日2008.07.18[21]申请号200810138340.5

[71]申请人王爱喜

地址252000山东省聊城市东昌府区兴华东路益

民胡同9号[72]发明人王爱喜 张来义 李玉琦 王洋

[11]公开号CN 101369028A

权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页

[]发明名称

一种具有滑翔功能的探空仪系统

[57]摘要

一种具有滑翔功能的探空仪系统，包括：借助重力和/或风力产生升力的装置，运动控制装置，获取位置和/或天气数据的装置，和通过射频路径对探空仪数据进行传输的装置。本发明一种具有滑翔功能的探空仪系统在提升气球失效后由借助重力和/或风力产生升力的装置产生升力，由运动控制装置控制返回放飞点或其它回收点。本发明一种具有滑翔功能的探空仪系统兼具40km高空探测、任意地点放飞、安全回收、原位探测等功能，具有探测范围广、可靠性高、成本低等优点，大大增强了探空仪的适用性。

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权 利 要 求 书

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1.一种具有滑翔功能的探空仪系统，包括： —借助重力和/或风力产生升力的装置， —运动控制装置，

—获取位置和/或天气数据的装置，和

—通过射频路径对探空仪数据进行传输的装置。

2.根据权利要求1所述的一种具有滑翔功能的探空仪系统，其特征在于：

所述的借助重力和/或风力产生升力的装置可以是滑翔翼、伞翼。

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说 明 书

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一种具有滑翔功能的探空仪系统

技术领域

本发明涉及一种探空仪系统，特别是一种具有滑翔功能的探空仪系统。背景技术

上层大气的天气观测是利用装在探空气球上的探空仪来实现的。探空仪一般由充满氢气(或其它轻质气体)的气球，由地面提升至30km～40km的高度。在提升过程中由探空仪所载的温度、湿度、压力传感器测量大气的温度湿度压力等参数；由探空仪所载的无线电定位系统(如Loran-C或GPS系统等)进行探空仪的定位，进而计算出风速和风向等参数；测量的大气参数由射频发射机发回地面；气球根据探空仪的重量，设计尺寸为可上升至30km～40km的高度，然后气球爆炸，探空仪自由落体降至地面。

现有技术的缺点在于：常规的探空过程需要约2个小时，探空仪距离放飞点的距离可达200km以上，探空仪回收很困难，且自由落体降至地面探空仪本身很容易损坏，因此目前探空仪一般为一次性使用，不再回收；另外由于探空仪气球在40km高空爆炸后，探空仪自由落体降至地面，非常容易伤及人、畜；而且由于探空仪不再回收，其上电池、电子元件、金属设备等对环境造成了一定程度的污染；以上三点大大了探空仪的放飞周期、放飞地点及使用范围。 目前也有利用飞机(包括有人机和无人机)代替气球，搭载探空

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仪进行气象探测的方法。利用飞机可解决探空仪回收的问题，但飞机无法上升至40km高空(受发动机和空气动力学等条件的，一般飞行高度<10km)、起飞降落需要场地、维护成本过高及受到飞机本身可靠性的，无法满足探空仪进行气象探测的多方面要求，因此至今国内外气象部门仍使用气球式探空仪。

鉴于上述原因，现有的探空仪无法兼顾40km高空探测、任意地点放飞、安全回收、探测范围广、可靠性高、成本低的需求。发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种具有滑翔功能的探空仪系统，能够满足探空仪高空探测、任意地点放飞、安全回收、探测范围广、可靠性高、成本低等需求。

本发明的技术解决方案为：探空仪由借助重力和/或风力产生升力的装置，运动控制装置，具有获取位置和/或天气数据的装置，和通过射频路径对探空仪数据进行传输的装置组成。

上述方案的原理是：探空仪由充满氢气(或其它轻质气体)的气球，由地面提升至30km～40km的高度，提升过程中由探空仪所载的获取位置和/或天气数据的装置测量大气数据(包括温度、湿度、气压、风速、风向等)，所测量的大气数据经过处理通过射频路径发送至地面接收台站；上升至30km～40km气球爆炸后，探空仪由于重力和/或风力产生足够的空气相对速度，由借助重力和/或风力产生升力的装置产生升力，由运动控制装置控制返回放飞点或其它回收点。 本发明与现有技术相比的优点在于：本发明一种具有滑翔功能的

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探空仪系统在提升气球爆炸后，由借助重力和/或风力产生升力的装置产生升力，由运动控制装置控制返回放飞点或其它回收点。解决了探空仪的回收问题，大大节约了探空仪使用成本，使探空仪使用更安全，并且保护了环境；而且由于增加了借助重力和/或风力产生升力的装置，大大增加了探空仪的探测范围和留空时间，而且还可以实现原位探测等复杂功能；本发明一种具有滑翔功能的探空仪系统兼具40km高空探测、任意地点放飞、安全回收、原位探测等功能，具有探测范围广、可靠性高、成本低等优点，大大增强了探空仪的适用性。附图说明

图1为本发明的一种具有滑翔功能的探空仪系统的结构示意图； 图2为本发明的一种具有滑翔功能的探空仪系统升空过程实施实例；

图3为本发明的一种具有滑翔功能的探空仪系统回收过程实施实例；

具体实施方式

以利用GPS系统的无线电探空仪为例进行说明。参照图1，其中所示的一种具有滑翔功能的探空仪系统由滑翔翼(1)，电子系统容腔(2)、传感器支架(3)、GPS接收天线(4)和射频发射天线(5)组成。滑翔翼(1)由主翼(6)、副翼(7)和运动控制装置(8)组成。获取位置和/或天气数据的装置和射频发射机分别安装在电子系统容腔(2)内和传感器支架(3)上。

探空仪升空过程如图2所示，探空仪(21)由充满氢气(或其它

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轻质气体)的气球(22)运载提升至30km～40km高空，在提升过程中由探空仪所载的获取位置和/或天气数据的装置测量大气数据(包括温度、湿度、气压、风速、风向等)，所测量的大气数据经过处理通过射频路径(23)发送至地面接收台站(24)。在升空过程中，图1所示的探空仪的滑翔翼(1)不起作用，运动控制装置(8)也不工作。

探空仪回收过程如图3所示，探空仪(31)上升至30km～40km气球爆炸后，探空仪由于重力和/或风力产生足够的空气相对速度，由运动控制装置(8)控制滑翔翼(1)，返回放飞点(32)或其它回收点(33)。在回收过程中由探空仪所载的获取位置和/或天气数据的装置继续测量大气数据(包括温度、湿度、气压、风速、风向等)，所测量的大气数据经过处理仍通过射频路径(23)发送至地面接收台站(24)。

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说 明 书 附 图

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图1

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图2

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图3