專(zhuān)利名稱(chēng)：一種gps數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種球載雙球式電場(chǎng)探測(cè)儀，特別是涉及一種適用于航天器發(fā)射場(chǎng)地等雷電重點(diǎn)防區(qū)上空雷電危險(xiǎn)性和電環(huán)境情況探測(cè)與預(yù)警的GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀。
背景技術(shù)：
雷電是造成航天器意外事故的重要因素，為確保航天器在升空過(guò)程中不受雷擊或誘發(fā)閃擊，已將大氣電場(chǎng)強(qiáng)度列為航天器安全升空規(guī)范中的重要參數(shù)。目前，航天器安全升空規(guī)范中的重要參數(shù)包括地面大氣電場(chǎng)強(qiáng)度不大于1kV/m，空間電場(chǎng)應(yīng)小于10kV/m，因此，在航天器升空前，必需測(cè)量地面電場(chǎng)和空間電場(chǎng)。球載雙球式電場(chǎng)儀自1994年投入使用以來(lái)，先后在西昌、酒泉和太原衛(wèi)星發(fā)射中心參加了數(shù)十發(fā)航天器升空安全保障，所獲得的探測(cè)數(shù)據(jù)為航天器不失時(shí)機(jī)發(fā)射提供了重要依據(jù)。
專(zhuān)利號(hào)為ZL962156434的專(zhuān)利公開(kāi)了一種球載雙球式電場(chǎng)探測(cè)儀，其結(jié)構(gòu)包括水平旋轉(zhuǎn)軸及置于其兩側(cè)的兩個(gè)空心球形電場(chǎng)傳感器、一球形電場(chǎng)傳感器內(nèi)裝有測(cè)量電場(chǎng)的電路和垂直位置傳感器，另一球形電場(chǎng)傳感器內(nèi)裝有電池；水平旋轉(zhuǎn)軸的兩端分別裝有使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)和軸承；旋轉(zhuǎn)軸在軸承的一端中心處配有引出電場(chǎng)信號(hào)的電刷；氣壓計(jì)及其高標(biāo)、低標(biāo)測(cè)量電路；1680MHz發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線(xiàn)；電刷引出的電場(chǎng)信號(hào)和氣壓測(cè)量信號(hào)及其高標(biāo)、低標(biāo)等信號(hào)送到發(fā)射機(jī)。并按時(shí)分的方法依次向地面發(fā)射。對(duì)電場(chǎng)探空儀的跟蹤定位采用雷達(dá)或無(wú)線(xiàn)電經(jīng)緯儀。
(1)垂直位置傳感器是利用重力場(chǎng)和光電轉(zhuǎn)換原理設(shè)計(jì)的；(2)軸球連接機(jī)構(gòu)采用整體結(jié)構(gòu)；(3)電場(chǎng)信號(hào)由雙電刷引入到發(fā)射機(jī)；(4)兩球形導(dǎo)體傳感器采用可鍍塑料制作。
該專(zhuān)利解決了國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)尚無(wú)氣球電場(chǎng)儀的問(wèn)題，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，儀器的垂直位置傳感器利用重力場(chǎng)和光電轉(zhuǎn)換原理是較先進(jìn)的，保障航天器在雷雨期間安全升空起了重要作用。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，需要進(jìn)一步提高和改善，ZL962156434專(zhuān)利已于2002年放棄。
原電場(chǎng)探空儀是通過(guò)測(cè)量大氣壓獲得高度數(shù)據(jù)，采用雷達(dá)或無(wú)線(xiàn)電經(jīng)緯儀來(lái)跟蹤定位的。但由于(1)原使用美國(guó)的膜合氣壓傳感器已不生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)氣壓傳感器在10km以下誤差較大；雷達(dá)或無(wú)線(xiàn)電經(jīng)緯儀厐大而昂貴，因此雙球電場(chǎng)探空儀系統(tǒng)面臨更新?lián)Q代的選擇，尋求其他獲得高度的方法和改變地面的跟蹤定位系統(tǒng)。(2)原雙球電場(chǎng)儀信號(hào)處理電路中對(duì)處理信號(hào)比較關(guān)健的一些元器件(如有效檢測(cè)電路中的二極管和V/F變換器中大容量電容)溫度系數(shù)比較大；同時(shí)電機(jī)也易受溫度的影響，在環(huán)境溫度-70℃至+50℃下，盡管采取了保溫和溫度補(bǔ)償措施，仍難以獲得很滿(mǎn)意的結(jié)果。(3)原電場(chǎng)探測(cè)信號(hào)通過(guò)電刷傳輸?shù)桨l(fā)射機(jī)，調(diào)試麻煩，有時(shí)出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀，該探測(cè)儀采用GPS定位以替代厐大而昂貴的雷達(dá)或無(wú)線(xiàn)電經(jīng)緯儀，獲得風(fēng)速、風(fēng)向和高度及電場(chǎng)探空儀的瞬時(shí)位置，使裝置做得既輕便又便宜，節(jié)省經(jīng)費(fèi)，安裝簡(jiǎn)單，操作方便，便于機(jī)動(dòng)使用；同時(shí)避免了采用氣壓換算高度法需要定期(1年左右)校驗(yàn)氣壓計(jì)的麻煩和難以訂購(gòu)到合適氣壓計(jì)的后顧之憂(yōu)；將雙球電場(chǎng)儀探測(cè)線(xiàn)路數(shù)字化，易于與GPS的數(shù)據(jù)格式一致，同時(shí)便于在地面對(duì)數(shù)據(jù)的修正，減少環(huán)境溫度和轉(zhuǎn)速對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的影響；又將機(jī)械電刷改用光電耦合，使調(diào)試簡(jiǎn)便，提高信號(hào)傳輸質(zhì)量和精度及可靠性。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型提供的GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀，包括一對(duì)相隔放置在一水平旋轉(zhuǎn)軸桿2兩側(cè)的空心球形電場(chǎng)傳感器100和200；其上方設(shè)置有指向天空的GPS接收天線(xiàn)5；所述水平旋轉(zhuǎn)軸桿2的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3相連，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)3驅(qū)動(dòng)繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)；其特征在于，還包括一光電耦合器6，其組成包括一紅外波段的發(fā)光二極管和光電三極管，所述發(fā)光二極管固定在水平旋轉(zhuǎn)軸桿2端部的軸心位置處，并隨水平旋轉(zhuǎn)軸桿2而旋轉(zhuǎn)；所述光電三極管固定在水平旋轉(zhuǎn)軸2的軸承固定框架上，其輸出端通過(guò)一放大器與1680MHz發(fā)射機(jī)8中的副載波調(diào)制器13相連；所述光電三極管和發(fā)光二極管的頭部均為拋物面形，其拋物面形頂點(diǎn)相對(duì)放置，彼此之間相距1-2mm，以確保光電三極管能接收到所要求的光強(qiáng)而又不影響發(fā)光二極管的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述空心球形電場(chǎng)傳感器100的空心球體內(nèi)設(shè)置有依次電連接的I/V變換器10、電壓放大器11和A/D變換器12及其控制單片機(jī)16，所述A/D變換器12通過(guò)一光電二極管驅(qū)動(dòng)器與光電耦合器6中的發(fā)光二極管的正極管腳相連，以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光二極管的負(fù)極管腳接地；所述空心球形電場(chǎng)傳感器200的空心球體內(nèi)裝有用于驅(qū)動(dòng)所述空心球形電場(chǎng)傳感器100內(nèi)的所述各器件的電源電池；所述GPS接收機(jī)7接收來(lái)自GPS接收天線(xiàn)5的信號(hào)，并與1680MHz發(fā)射機(jī)8中的GPS副載波調(diào)制器15電連接；
所述1680MHz發(fā)射機(jī)8中的GPS副載波調(diào)制器15和電場(chǎng)信號(hào)副載波調(diào)制器13的輸出端分別與相加器14輸入端相連接；所述1680MHz發(fā)射機(jī)8的1680MHz發(fā)射天線(xiàn)9位于1680MHz發(fā)射機(jī)8的底部而指向地面，并與位于空心球形電場(chǎng)傳感器100和200上方的GPS接收天線(xiàn)5背對(duì)背放置，兩者相距3±0.2米；一單片機(jī)16與空心球形電場(chǎng)傳感器100中的A/D變換器12電連接，以控制A/D變換器的采樣速率、并串行變換、數(shù)據(jù)傳輸格式等。
使用時(shí)，將本實(shí)用新型的GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀由氣球吊飛入空中對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)，其信號(hào)流程是這樣的來(lái)自空心球形電場(chǎng)傳感器100和200的信號(hào)依次經(jīng)I/V變換器10、電壓放大器11、A/D變換器12、光電耦合器6和電場(chǎng)信號(hào)副載波調(diào)制器13，與來(lái)自于GPS接收天線(xiàn)5、經(jīng)GPS接收機(jī)7、GPS副載波調(diào)制器15的GPS信號(hào)，同時(shí)被送到相加器15、相加后調(diào)制到1680MHz載波上由1680MHz發(fā)射機(jī)8、經(jīng)1680MHz發(fā)射天線(xiàn)9發(fā)送到地面。
A/D變換器12是在單片機(jī)16控制下工作的，它將2-3Hz為準(zhǔn)正弦的電場(chǎng)信號(hào)變換成數(shù)字碼信號(hào)，單片機(jī)控制采樣速率、完成串行碼的變換、數(shù)據(jù)傳輸波特率、數(shù)據(jù)傳輸格式等。采用數(shù)字化后便于與GPS數(shù)字碼信號(hào)共同傳輸和事后對(duì)信號(hào)波形的恢復(fù)(D/A變換)。
副載波調(diào)制器分GPS副載波調(diào)制器15和電場(chǎng)信號(hào)副載波調(diào)制器13。采用頻分制遙測(cè)系統(tǒng)傳輸兩種以上的信號(hào)時(shí)，有一個(gè)先合后分的過(guò)程，即把每路信號(hào)調(diào)制在一副載波上，然后通過(guò)相加器14把各路信號(hào)疊加在一起再調(diào)制在一載波上發(fā)送到地面。在地面接收解調(diào)后再通過(guò)帶通濾波器把各路信號(hào)分離出來(lái)，進(jìn)行各自的副載波解調(diào)和進(jìn)行各自的處理。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下A、采用GPS獲得經(jīng)緯度和高度及時(shí)間數(shù)據(jù)，從中計(jì)算出電場(chǎng)探空儀所需要的瞬時(shí)位置數(shù)據(jù)、高度數(shù)據(jù)、風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)。避免了采用厐大而昂貴的雷達(dá)(第一期)或無(wú)線(xiàn)電經(jīng)緯儀，使系統(tǒng)做得既輕便，便于機(jī)動(dòng)使用。且經(jīng)費(fèi)可降低到為原系統(tǒng)的三分之一。安裝簡(jiǎn)單，操作方便。
B、用1680MHz載波頻率，比一般采用的400MHz載波頻率，天線(xiàn)可作得小巧玲瓏，同時(shí)仍可使用原電場(chǎng)探空儀系統(tǒng)中接收機(jī)及其接收天線(xiàn)，也可節(jié)省部分成本和工作量。
C、于氣壓計(jì)測(cè)量精度受環(huán)境影響和放置時(shí)間的影響。必需在一年內(nèi)標(biāo)定一次，存在修正和再標(biāo)定的麻煩。而用GPS代替氣壓計(jì)測(cè)高就避免了這些麻煩，增加了儀器的存放時(shí)間，縮短了發(fā)放準(zhǔn)備工作時(shí)間。
D、對(duì)儀器探測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，便于和GPS數(shù)據(jù)具有相同的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行傳輸，并避免了在電場(chǎng)信號(hào)電路中采用溫度系數(shù)較大的元件，減輕了環(huán)境溫度對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的影響；同時(shí)可獲得儀器轉(zhuǎn)速信息，便可對(duì)因轉(zhuǎn)速變化造成探測(cè)數(shù)據(jù)變化部分進(jìn)行修正，消除環(huán)境溫度變化引起儀器轉(zhuǎn)速變化對(duì)探測(cè)信號(hào)的影響，提高電場(chǎng)的測(cè)量精度。
E、將轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的信號(hào)傳輸?shù)届o態(tài)的發(fā)射機(jī)由機(jī)械電刷改用光電耦合，調(diào)試簡(jiǎn)便，可提高信號(hào)傳輸質(zhì)量，增加其可靠性。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電場(chǎng)探空儀的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；其中空心球形電場(chǎng)傳感器100、200 水平旋轉(zhuǎn)軸桿2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)3GPS接收天線(xiàn)5 光電耦合器6 GPS接收機(jī)71680MHz發(fā)射機(jī)81680MHz發(fā)射天線(xiàn)9I/V變換器10 電壓放大器11 A/D變換器12電場(chǎng)信號(hào)副載波調(diào)制器13 相加器14GPS副載波調(diào)制器15 單片機(jī)1具體實(shí)施方式
附圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；由圖可知，本實(shí)用新型提供的GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀，包括一對(duì)相隔放置在一水平旋轉(zhuǎn)軸桿2兩側(cè)的空心球形電場(chǎng)傳感器100和200；其上方設(shè)置有指向天空的GPS接收天線(xiàn)5；所述水平旋轉(zhuǎn)軸桿2的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3相連，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)3驅(qū)動(dòng)繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)；其特征在于，還包括一光電耦合器6，其組成包括一紅外波段的發(fā)光二極管和光電三極管，所述發(fā)光二極管固定在水平旋轉(zhuǎn)軸桿2端部的軸心位置處，并隨水平旋轉(zhuǎn)軸桿2而旋轉(zhuǎn)；所述光電三極管固定在水平旋轉(zhuǎn)軸2的軸承固定框架上，其輸出端通過(guò)一放大器與1680MHz發(fā)射機(jī)8中的副載波調(diào)制器13相連；所述光電三極管和發(fā)光二極管的頭部均為拋物面形，其拋物面形頂點(diǎn)相對(duì)放置，彼此之間相距1-2mm，以確保光電三極管能接收到所要求的光強(qiáng)而又不影響發(fā)光二極管的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述空心球形電場(chǎng)傳感器100的空心球體內(nèi)設(shè)置有依次電連接的I/V變換器10、電壓放大器11和A/D變換器12及單片機(jī)16，所述A/D變換器12通過(guò)一光電二極管驅(qū)動(dòng)器與光電耦合器6中的發(fā)光二極管的正極管腳相連，以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光二極管的負(fù)極管腳接地；所述空心球形電場(chǎng)傳感器200的空心球體內(nèi)裝有用于驅(qū)動(dòng)所述空心球形電場(chǎng)傳感器100內(nèi)的所述各器件的電源電池組；所述GPS接收機(jī)7接收來(lái)自GPS接收天線(xiàn)5的信號(hào)，并與1680MHz發(fā)射機(jī)8中的GPS副載波調(diào)制器15電連接；所述1680MHz發(fā)射機(jī)8中的GPS副載波調(diào)制器15和電場(chǎng)信號(hào)副載波調(diào)制器13的輸出端分別與相加器14輸入端相連接；所述1680MHz發(fā)射機(jī)8的1680MHz發(fā)射天線(xiàn)9位于1680MHz發(fā)射機(jī)8的底部而指向地面，并與位于空心球形電場(chǎng)傳感器100和200上方的GPS接收天線(xiàn)5背對(duì)背放置，兩者相距3±0.2米；一單片機(jī)16與空心球形電場(chǎng)傳感器100中的A/D變換器12電連接，以控制A/D變換器的采樣速率、并串行變換、數(shù)據(jù)傳輸格式等。
本實(shí)用新型采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS獲得的經(jīng)度、緯度、高度、航速、航向數(shù)據(jù)，由于載波頻率1680MHz與GPS接收、發(fā)送頻率1575MHz相近，有可能存在相互影響或干擾，尤其是發(fā)射信號(hào)對(duì)GPS的干擾。本實(shí)用新型采取了以下措施1、將GPS接收天線(xiàn)置于空心球形電場(chǎng)傳感器100、200的上方指向天空，而1680MHz發(fā)射機(jī)8的發(fā)射天線(xiàn)9在1680MHz發(fā)射機(jī)8的底部并向下指向地面，即兩天線(xiàn)背對(duì)背的安裝相距數(shù)米或更遠(yuǎn)(圖1)；2、將發(fā)射機(jī)8的發(fā)射信號(hào)頻譜控制在(1680±10)MHz范圍內(nèi)；3、在必要的情況下，還可在GPS接收機(jī)7的輸入端加帶通濾波器；另外4、還可采用時(shí)分方法，減少彼此之間的交叉干擾在滿(mǎn)足應(yīng)用要求的情況下，可選擇信息傳輸波特率為4800bit/s，利用GPS秒脈沖寬度可設(shè)置，將秒脈沖分成兩部分，傳輸GPS經(jīng)緯度、高度、航向、航速及時(shí)間信息占用時(shí)間小于1/2秒，其余的1/2秒傳輸電場(chǎng)探測(cè)信號(hào)。在地面接收系統(tǒng)中通過(guò)時(shí)分開(kāi)關(guān)將GPS信息和電場(chǎng)信號(hào)分開(kāi)，進(jìn)行分別處理獲得電場(chǎng)數(shù)據(jù)和經(jīng)緯度、高度、航速、航向數(shù)據(jù)，球載部分的時(shí)分開(kāi)關(guān)和地面部分的時(shí)分開(kāi)關(guān)均與GPS的秒脈沖同步。5、球載部分電場(chǎng)測(cè)量采用數(shù)字化后，采用波特率(bit/s)格式傳輸。這樣在地面接收解調(diào)后可直接送入計(jì)算機(jī)處理，并可根據(jù)儀器的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速對(duì)探測(cè)電場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，提高儀器的探測(cè)精度；6、采用光電耦合的方法，使傳輸可靠，調(diào)試簡(jiǎn)單。
儀器電路和電池組分別安裝在空心球形電場(chǎng)傳感器100、200的兩個(gè)球內(nèi)，兩個(gè)電場(chǎng)傳感器分別連接到電荷放大器的同相端和反相端，當(dāng)兩個(gè)球形電場(chǎng)傳感器繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，垂直于旋轉(zhuǎn)軸的電場(chǎng)分量分別在兩球上感應(yīng)出大小相等、極性相反的電荷，感應(yīng)電荷量Q與外界電場(chǎng)的強(qiáng)度E0成正比。在雙球坐標(biāo)下，若兩個(gè)導(dǎo)體球通過(guò)電荷放大器而保持在同一電位，根據(jù)Davis關(guān)于在均勻電場(chǎng)中兩球上感應(yīng)電荷的解，有
式中， 為空氣的介電常數(shù)，E0為大氣電場(chǎng)強(qiáng)度(kV/m)，Φ為E0的矢量與兩球心的夾角，a＝(D2-R2)1/2為雙球的尺度因子，而D為球心到兩球之間中心點(diǎn)的距離，R為球的半徑，μ＝ln(D+a/R)為球面的雙球的尺度坐標(biāo)，S1為一級(jí)數(shù)函數(shù)，其一般表示式為Si(ξ)＝∑N＝0∞(2n+1)ie(2N+1)ξ/[e(2N+1)(μ1+μ2)-1].(2)代入兩球的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可獲得在CGSE制中的感應(yīng)電荷量。電場(chǎng)儀的標(biāo)定在一套由兩塊相互平行的平板導(dǎo)電體組成的電容式模擬電場(chǎng)裝置和高壓直流可控電源構(gòu)成的電場(chǎng)標(biāo)定系統(tǒng)中進(jìn)行。在不同的模擬電場(chǎng)值下，測(cè)量出儀器的輸出值，在x、y坐標(biāo)下，繪出儀器的輸出值與模擬電場(chǎng)值的關(guān)系曲線(xiàn)，即儀器的標(biāo)定曲線(xiàn)，本儀器有很好的線(xiàn)性。
權(quán)利要求1.一種GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀，包括一對(duì)相隔放置在一水平旋轉(zhuǎn)軸桿(2)兩側(cè)的空心球形電場(chǎng)傳感器(100)和(200)；其上方設(shè)置有指向天空的GPS接收天線(xiàn)(5)；所述水平旋轉(zhuǎn)軸桿(2)的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)相連，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)；其特征在于，還包括一光電耦合器(6)，其組成包括一紅外波段的發(fā)光二極管和光電三極管，所述發(fā)光二極管固定在水平旋轉(zhuǎn)軸桿(2)端部的軸心位置處，并隨水平旋轉(zhuǎn)軸桿(2)而旋轉(zhuǎn)；所述光電三極管固定在水平旋轉(zhuǎn)軸(2)的軸承固定框架上，其輸出端通過(guò)一放大器與1680MHz發(fā)射機(jī)(8)中的副載波調(diào)制器(13)相連；所述光電三極管和發(fā)光二極管的頭部均為拋物面形，其拋物面形頂點(diǎn)相對(duì)放置，彼此之間相距1-2mm，以確保光電三極管能接收到所要求的光強(qiáng)而又不影響發(fā)光二極管的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述空心球形電場(chǎng)傳感器(100)的空心球體內(nèi)設(shè)置有依次電連接的I/V變換器(10)、電壓放大器(11)和A/D變換器(12)及其單片機(jī)(16)，所述A/D變換器(12)通過(guò)一光電二極管驅(qū)動(dòng)器與光電耦合器(6)中的發(fā)光二極管的正極管腳相連，以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光二極管的負(fù)極管腳接地；所述空心球形電場(chǎng)傳感器(200)的空心球體內(nèi)裝有用于驅(qū)動(dòng)所述空心球形電場(chǎng)傳感器(100)內(nèi)的所述各器件的電源電池組；所述GPS接收機(jī)(7)接收來(lái)自GPS接收天線(xiàn)(5)的信號(hào)，并與1680MHz發(fā)射機(jī)(8)中的GPS副載波調(diào)制器(15)電連接；所述1680MHz發(fā)射機(jī)(8)中的GPS副載波調(diào)制器(15)和電場(chǎng)信號(hào)副載波調(diào)制器(13)的輸出端分別與相加器(14)輸入端相連接；所述1680MHz發(fā)射機(jī)(8)的1680MHz發(fā)射天線(xiàn)(9)位于1680MHz發(fā)射機(jī)(8)的底部而指向地面，并與位于空心球形電場(chǎng)傳感器(100)和(200)上方的GPS接收天線(xiàn)(5)背對(duì)背放置，兩者相距3±0.2米；一單片機(jī)(16)與空心球形電場(chǎng)傳感器(100)中的A/D變換器(12)電連接，以控制A/D變換器的采樣速率、并串行變換、數(shù)據(jù)傳輸格式。
2.按權(quán)利要求1所述的GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀，其特征在于，所述GPS接收機(jī)(7)的輸入端加帶通濾波器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的用于航天器升空安全保障GPS數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)儀包括置于水平旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的空心球形電場(chǎng)傳感器；其上方設(shè)指向天空的GPS接收天線(xiàn)；旋轉(zhuǎn)軸兩端分別連使其旋轉(zhuǎn)的電機(jī)和軸承；光電耦合器包括發(fā)光二極管和光電三極管分別固定在旋轉(zhuǎn)軸端部軸心和軸承的固定架上，兩管頭部均為拋物面形并面對(duì)面放置；一傳感器球內(nèi)裝有探測(cè)電路包括I/V變換器、電壓放大器、單片機(jī)和A/D變換器、發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)器，二極管的正極接信號(hào)、負(fù)極接地；另一傳感器球內(nèi)裝電池組；GPS接收機(jī)的信號(hào)和電場(chǎng)信號(hào)分別經(jīng)各自的副載波調(diào)制器與相加器相連后；再與1680MHz發(fā)射機(jī)連接；發(fā)射機(jī)天線(xiàn)在其底部并指地。用GPS獲得高度和對(duì)探空儀跟蹤定位，成本低，易操作，運(yùn)行可靠。
文檔編號(hào)G01S13/00GK2760565SQ200420087930
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者羅福山, 劉一鳴, 何渝暉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心