Gnss風(fēng)場測量芯片及氣象探空儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣象探測、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(shí)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(diǎn)。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(gè)缺點(diǎn)，并提供下述至少一種優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明公開了一種GNSS風(fēng)場測量芯片，同時(shí)本發(fā)明還提供了一種包含上述GNSS風(fēng)場測量芯片探空儀，可以實(shí)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，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種GNSS風(fēng)場測量芯片，包括:
[0007]風(fēng)場解算模塊，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)對解算大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)；
[0008]處理模塊，將所述大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)按照預(yù)定數(shù)據(jù)格式輸出。
[0009]進(jìn)一步的，還包括:接口模塊，用于將接收到的至少兩種GNSS數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)輸出給所述風(fēng)場解算器，所述GNSS數(shù)據(jù)為原始觀測數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)。
[0010]一種氣象探空儀，包括:GNSS模塊，用于接收至少兩種GNSS信號，并產(chǎn)生GNSS數(shù)據(jù)；
[0011]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。
[0012]進(jìn)一步的，還包括:射頻天線模塊，用于將格式輸出的所述大氣層風(fēng)速參數(shù)和所述大氣層風(fēng)向參數(shù)以射頻形式發(fā)射。
[0013]進(jìn)一步的，還包括:傳感器模塊，用于獲取溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)中的至少一種傳感器數(shù)據(jù)。
[0014]進(jìn)一步的，所述GNSS數(shù)據(jù)為原始GNSS數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)。
[0015]通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的所達(dá)到的有益效果為:
[0016]本發(fā)明涉及的雙頻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。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實(shí)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發(fā)明的一些實(shí)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)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例GNSS風(fēng)場測量芯片示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例氣象探空儀TJK意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明解決的技術(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)合附圖對本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，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(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021 ] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例GNSS風(fēng)場測量芯片示意圖。
[0023]參考圖1，在本發(fā)明實(shí)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。
[0024]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。
[0025]具體的，在本發(fā)明實(shí)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(shí)間信息、衛(wèi)星位置信息、信號狀態(tài)等，實(shí)時(shí)確定探空儀飛行軌跡上單位時(shí)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(jì)算出大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)。
[0026]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。
[0027]進(jìn)一步，作為本發(fā)明實(shí)施例的一種擴(kuò)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。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，作為一個(gè)芯片的整體，在本發(fā)明實(shí)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(shí)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。
[0029]其中，數(shù)字外設(shè)模塊可包括SP1、UART、計(jì)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(shí)鐘模塊包含內(nèi)部時(shí)鐘單元、外部時(shí)鐘單元和RTC時(shí)鐘單元，該模塊為芯片的正常運(yùn)行提供參考時(shí)鐘；電源管理塊為芯片內(nèi)部各個(gè)模塊提供穩(wěn)定可靠的電源。
[0030]通過采用上述本發(fā)明實(shí)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。
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例氣象探空儀TJK意圖。
[0032]參考圖2、氣象探空儀包括GNSS導(dǎo)航模塊和風(fēng)場測量芯片。其中，GNSS導(dǎo)航模塊接收GNSS信號，并根據(jù)GNSS信號產(chǎn)生GNSS數(shù)據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例中為與GNSS導(dǎo)航模塊相配合，進(jìn)一步包括與GNSS導(dǎo)航模塊相連接以接收GNSS信號的GNSS導(dǎo)航天線。GNSS導(dǎo)航模塊通過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)。
[0033]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。
[0034]作為本發(fā)明實(shí)施例的擴(kuò)展，本實(shí)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。
[0035]進(jìn)一步，作為本發(fā)明實(shí)施例的擴(kuò)展，本實(shí)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(gè)。在本發(fā)明實(shí)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。
[0036]同時(shí)，作為本發(fā)明實(shí)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。
[0037]以上實(shí)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(shí)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(jì)算機(jī)中的硬盤、光盤或軟盤。
[0038]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)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發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
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，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)對解算大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)； 處理模塊，將所述大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)按照預(yù)定數(shù)據(jù)格式輸出。2.如權(quán)利要求1所述芯片，其特征在于，還包括:接口模塊，用于將接收到的至少兩種GNSS數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)輸出給所述風(fēng)場解算器，所述GNSS數(shù)據(jù)為原始觀測數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)。3.一種氣象探空儀，其特征在于，包括:GNSS模塊，用于接收至少兩種GNSS信號，并產(chǎn)生GNSS數(shù)據(jù)； 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。4.如權(quán)利要求3所述氣象探空儀，其特征在于，還包括:射頻天線模塊，用于將格式輸出的所述大氣層風(fēng)速參數(shù)和所述大氣層風(fēng)向參數(shù)以射頻形式發(fā)射。5.如權(quán)利要求3所述氣象探空儀，其特征在于，還包括:傳感器模塊，用于獲取溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)中的至少一種傳感器數(shù)據(jù)。6.如權(quán)利要求3所述氣象探空儀，其特征在于:所述GNSS數(shù)據(jù)為原始GNSS數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種GNSS風(fēng)場測量芯片,包括：風(fēng)場解算模塊，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)對解算大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)；處理模塊，將所述大氣層風(fēng)速參數(shù)和大氣層風(fēng)向參數(shù)按照預(yù)定數(shù)據(jù)格式輸出。同時(shí)本發(fā)明還公開了一種包含該GNSS風(fēng)場測量芯片氣象探空儀。采用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對高空大氣風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)的探測。
【IPC分類】G01W1/02, G01S19/14, G01W1/08
【公開號】CN105629336
【申請?zhí)枴緾N201410638620
【發(fā)明人】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
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月6日