Gnss風(fēng)場測量芯片及氣象探空儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種GNSS風(fēng)場測量芯片，包括：風(fēng)場解算模塊接收輸入數(shù)據(jù)，并輸出大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)；與所述風(fēng)場解算模塊數(shù)據(jù)連接的處理模塊，所述處理模塊接收大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)，并以輸出預(yù)定格式數(shù)據(jù)。同時本實用新型還公開了一種包含該GNSS風(fēng)場測量芯片氣象探空儀。采用本實用新型可可以實現(xiàn)對高空大氣風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)的探測。
【專利說明】GNSS風(fēng)場測量芯片及氣象探空儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于氣象探測、無線電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種雙頻GNSS風(fēng)場測量芯片。

【背景技術(shù)】
[0002]氣象探空儀是一種常用的、重要的氣象探測設(shè)備，其通常采用溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器等傳感器采集地面到30km高空的大氣溫度、濕度、氣壓等數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄，再利用地面雷達(dá)等設(shè)備或探空儀自帶的導(dǎo)航模塊對探空儀進(jìn)行空中定位，從而可探測從地面到30km高度的大氣溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，提供給氣象部門等相關(guān)部門參考。
[0003]目前，大氣溫度、濕度、氣壓可借助于各種傳感器實現(xiàn)對其的探測，對于風(fēng)向、風(fēng)速的探測，采用基于導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)高空探測系統(tǒng)已成為當(dāng)今世界無線電高空氣象探測的發(fā)展主流，它具有測風(fēng)精度高、地面系統(tǒng)簡單，操作簡便的優(yōu)點。GPS探空儀在國外已經(jīng)有比較成熟的產(chǎn)品，并且得到了廣泛的應(yīng)用。我國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展，使基于導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)高空探測系統(tǒng)有了更多的選擇。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，為克服上述至少一個缺點，并提供下述至少一種優(yōu)點。本實用新型公開了一種GNSS風(fēng)場測量芯片，同時本實用新型還提供了一種包含上述GNSS風(fēng)場測量芯片探空儀，可以實現(xiàn)對高空大氣風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)的探測。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種GNSS風(fēng)場測量芯片，包括:風(fēng)場解算模塊接收輸入數(shù)據(jù)，并輸出大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)；與所述風(fēng)場解算模塊數(shù)據(jù)連接的處理模塊，所述處理模塊接收大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)，并以輸出預(yù)定格式數(shù)據(jù)。
[0007]進(jìn)一步的，還包括:接收至少兩種GNSS數(shù)據(jù)的接口模塊，所述接口模塊與所述風(fēng)場解算模塊數(shù)據(jù)連接。
[0008]一種氣象探空儀，包括:接收至少兩種GNSS信號的GNSS模塊；
[0009]與所述GNSS模塊數(shù)據(jù)連接的風(fēng)場測量芯片。
[0010]進(jìn)一步的，還包括:與所述風(fēng)場測量芯片數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)連接的射頻天線模塊。
[0011]進(jìn)一步的，還包括:產(chǎn)生溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)的傳感器模塊。
[0012]通過采用上述技術(shù)方案，本實用新型的所達(dá)到的有益效果為:
[0013]本實用新型涉及的雙頻GNSS風(fēng)場測量專用芯片可處理北斗、GPS導(dǎo)航模塊輸出的原始觀測數(shù)據(jù)完成信號的處理，解算出高空大氣層的風(fēng)速、風(fēng)向。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對本實用新型實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本實用新型實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實用新型實施例GNSS風(fēng)場測量芯片示意圖。
[0016]圖2為本實用新型實施例氣象探空儀示意圖。

【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0018]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0019]圖1為本實用新型實施例GNSS風(fēng)場測量芯片示意圖。
[0020]參考圖1，在本實用新型實施例的GNSS風(fēng)場測量芯片包括風(fēng)場解算模塊和處理模塊。
[0021]風(fēng)場解算模塊以輸入的GNSS數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)該輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，并根據(jù)定位結(jié)果對大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)進(jìn)行解算。
[0022]具體的，在本實用新型實施例中，風(fēng)場解算模塊接收和處理導(dǎo)航衛(wèi)星的定位信息，包括衛(wèi)星的時間信息、衛(wèi)星位置信息、信號狀態(tài)等，實時確定探空儀飛行軌跡上單位時間間隔的三維速度信息和三維坐標(biāo)信息，并根據(jù)三維速度信息和三維坐標(biāo)信息計算出大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)。
[0023]處理模塊對風(fēng)場解算模塊產(chǎn)生的大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)按照預(yù)定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行打包，并將數(shù)據(jù)包進(jìn)行輸出。
[0024]進(jìn)一步，作為本實用新型實施例的一種擴展，該雙頻GNSS風(fēng)場測量芯片還包括接口模塊。接口模塊可將接收的GNSS數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)輸出到風(fēng)場解算模塊。該GNSS數(shù)據(jù)可以為通過GNSS信號解算出的原始觀測數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)，因此，上述風(fēng)場解算模塊可直接以原始觀測數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行解算。
[0025]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，作為一個芯片的整體，在本實用新型實施例的雙頻GNSS風(fēng)場測量芯片中還可以包括數(shù)字外設(shè)模塊、模擬外設(shè)模塊、ROM和/或RAM等存儲器、系統(tǒng)時鐘模塊、電源管理模塊等以輔助風(fēng)場解算模塊和處理模塊完成相應(yīng)的正常功能。
[0026]其中，數(shù)字外設(shè)模塊可包括SP1、UART、計數(shù)器、PCA/WDT、SMBus等數(shù)據(jù)接口，為外部設(shè)備提供合適的接口單元；模擬外設(shè)模塊包括ADC、AMUX等；存儲器模塊由ROM和RAM組成，完成程序和數(shù)據(jù)的存儲和讀取功能；系統(tǒng)時鐘模塊包含內(nèi)部時鐘單元、外部時鐘單元和RTC時鐘單元，該模塊為芯片的正常運行提供參考時鐘；電源管理塊為芯片內(nèi)部各個模塊提供穩(wěn)定可靠的電源。
[0027]通過采用上述本實用新型實施例的芯片可獲取高空大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)的解算，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0028]圖2為本實用新型實施例氣象探空儀示意圖。
[0029]參考圖2、氣象探空儀包括GNSS模塊和風(fēng)場測量芯片。其中，GNSS模塊接收GNSS信號，并根據(jù)GNSS信號產(chǎn)生GNSS數(shù)據(jù)。在本實用新型實施例中為與GNSS模塊相配合，進(jìn)一步包括與GNSS模塊相連接以接收GNSS信號的GNSS導(dǎo)航天線。GNSS模塊通過GNSS導(dǎo)航天線可接收至少兩種GNSS系統(tǒng)的信號，對接收到的信號進(jìn)行解算從而可產(chǎn)生原始GNSS數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)。
[0030]風(fēng)場測量芯片，用于根據(jù)所述GNSS數(shù)據(jù)確定位置信息，并根據(jù)所述位置信息確定大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)，并將所述大氣層風(fēng)速參數(shù)和所述大氣層風(fēng)向參數(shù)按照預(yù)定的格式輸出。
[0031]作為本實用新型實施例的擴展，本實施例的氣象探空儀還包括射頻天線模塊。射頻天線模塊可用于將風(fēng)場測量芯片產(chǎn)生的格式輸出的數(shù)據(jù)以射頻形式通過天線發(fā)射出去，從而可有相應(yīng)的地面接收站進(jìn)行接收。
[0032]進(jìn)一步，作為本實用新型實施例的擴展，本實施例的氣象探空儀還包括傳感器模塊，該傳感器模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器中的至少一個。在本實用新型實施例中，傳感器模塊共包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器的全部，且與傳感器模塊相配合還配置有傳感器調(diào)理電路。該溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器分別用于將感測到的溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)和氣壓數(shù)據(jù)通過傳感器調(diào)理電路輸出到風(fēng)場測量芯片。
[0033]同時，作為本實用新型實施例的一部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，該氣象探空儀還可包括電源模塊，通過電源模塊可向氣象探空儀的各組成模塊提供電源供應(yīng)，以使得各模塊完成各自的工作。
[0034]以上實施例提供的技術(shù)方案中的部分內(nèi)容可以通過軟件編程實現(xiàn)，其軟件程序存儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)例如:計算機中的硬盤、光盤或軟盤。
[0035]注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本實用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1.一種GNSS風(fēng)場測量芯片，其特征在于，包括: 風(fēng)場解算模塊接收輸入數(shù)據(jù)，并輸出大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)； 與所述風(fēng)場解算模塊數(shù)據(jù)連接的處理模塊，所述處理模塊接收大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)，并以輸出預(yù)定格式數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述GNSS風(fēng)場測量芯片，其特征在于，還包括:接收至少兩種GNSS數(shù)據(jù)的接口模塊，所述接口模塊與所述風(fēng)場解算模塊數(shù)據(jù)連接。
3.一種氣象探空儀，其特征在于，包括:接收至少兩種GNSS信號的GNSS模塊； 與所述GNSS模塊數(shù)據(jù)連接的風(fēng)場測量芯片。
4.如權(quán)利要求3所述氣象探空儀，其特征在于，還包括:與所述風(fēng)場測量芯片數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)連接的射頻天線模塊。
5.如權(quán)利要求3所述氣象探空儀，其特征在于，還包括:產(chǎn)生溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)的傳感器模塊。
【文檔編號】G01W1/08GK204256194SQ201420675769
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】鄒光南, 王艷峰, 穆峻, 譚星亮, 宋果林 申請人:航天恒星科技有限公司