■攻克八大关键技术 ,实现三项发明专利、两项实用新型专利和一项软件著作权的自主创新 。
■可在大风情况下实现自动放球 。
■可填补无人地区高空大气探测的空白 。
本报讯 通讯员赵春生报道 日前 ,笔者从国家2007年度公益性行业 (气象)科研专项——“全自动探空装备的研制”项目组获悉 ,该项目组成功研制的全自动探空装备 ,是智能化高空气象观测系统 ,也是国内唯一可无人值守自动观测从地面至35千米高空、 200千米范围内的大气温度、湿度、压力、风速和风向等气象参数的遥测遥控气象站 。该装备的研发成功填补了偏远地区、山区、沙漠、湖海等无人地区高空大气探测的空白 。
该项目是由南京大桥机器有限公司承担的 。
据介绍 ,全自动探空装备应用了机械工程技术、自动控制技术、计算机技术、图形显示技术、物联网技术等 ,通过程序控制自动化设备 ,能在大风情况下(8级风以下)实现自动放球 ,自动激活探空仪电池;探空仪自动基测;对气球自动充气;探空仪自动施放;自动跟踪、接收探空数据和数据处理 ,自动将气象信息传输至外部网络 ,运行人员在远方监控中心就能对设备运行状况进行直观、实时监视和遥控 ,实现真正无人值守气象站的管理 。
该项目的八大创新技术主要体现在以下几个方面 。
一是探空仪存放和自动化加料转盘 。在全自动探空装备里 ,有24个探空仪安放在自动转盘上等待施放 。按照计算机控制指令 ,依次完成转盘转动、探空仪电池激活及检测、加料支撑臂加载探空仪、探空气球自动充气、探空气球及探空仪的自动释放等过程 。
二是探空气球自动充气和自动释放 。设计有一套特殊结构的气球充气装置 ,替代原人工充气、探空仪和气球人工捆扎的过程 ,达到气球人工充气、捆扎结果 。
三是放球筒及风向随动挡风屏装置 。探空气球充气是在放球筒内进行 ,因此 ,在8级风 (20米/秒)以下都能实现探空气球自动充气 。设计有风向标和双曲面顶盖挡风屏构成的风向随动系统 ,根据风向方位 ,使放球筒顶盖打开方向对着迎风方向 ,便于气球的升空 。
四是气动控制装置 。气动控制装置由弱电器件构成 ,在运转过程中不会产生放电火化、不会产生静电效应 ,系统控制电路也简单 ,有利于防止因氢气泄漏而导致的安全事故 。
五是远程监控及传输系统 。采用无线网桥构建视频监控、 IP宽带网络系统 ,可很好地满足使用要求 ,具有很强的灵活性和可扩充性 。高速无线网桥融合了网络通信和无线传输的最新技术与成果 ,实现了大流量数据和实时业务混传系统 ,最远传输距离可以达到50公里以上 ,并且不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制 。
六是气体储存及气体泄漏检测 。气体的储存采用两组可以切换的、每组15只气瓶并联的氢气瓶集装装置 , 30只气瓶可以保证进行至少24次探空任务 。每组集装装置能够单独置换 ,通过管道输送至放球筒 ,附带的氢气检测器可对氢气泄漏进行检测 。
七是中心站综合软件 。中心站综合软件主要包括系统管理软件、GPS探空接收及处理软件、远程控制软件三个软件模块 。监控中心站必须支撑数据传输与处理、远端站图像的监控显示、远端站设备的控制、远端传感器信号的采集处理以及话音通信等功能 ,因此 ,中心站综合软件的集成设计至关重要 。
八是高精度GPS探 空 系 统 。GPS技术应用到探空仪是探空仪体制的革新 。采用GPS技术实现气象探空是国际上探空仪发展的重要趋势 ,高空测风技术体制优先向GPS测风技术体制过渡 ,以利于提高测风精度和探空水平 。
据悉 ,全自动探空装备的研制成功 ,丰富了我国气象装备的技术手段及综合监测能力 ,适应了气象综合观测从人工、定性观测向自动化遥感遥测、定量观测转变的迫切需求 ,实现了高准确度、高时空分辨率、连续、自动、一体化定量观测的目标 。
全自动探空装备可广泛应用于气象、农业、水利、民航、江南JNSport体育、国防等领域 ,具有巨大的经济和社会效益 。