形图和短时特征 图。如本实施例中以6连发为例进行说明，相对于作业站点内绝大部分声级弱于80dB的环 境噪音，高射炮连发作业时声级短时突升非常显著，其峰值也可以达到130dB之上，以此可 以确定开始作业。高射炮6连发发射通过声级变化来识别非常容易，可以明显分辨出每发 作业的声级特征。此外，伴随高射炮连发作业，同样监测到存在一次前导噪声，可见，前导噪 声已是高射炮连发射击的一个明显标识。
[0111] 如图10所示，为本发明实施例二的多连发炮弹的前导噪声的波形图。高射炮6连 发作业，首先监测到前导噪声，出现时间在12 :10 :10. 55时之后，至12 :10 :10. 69时前导噪 声结尾，共持续0. 14s，声级稳定在85dB上下。这与单发作业前导噪声特征相似。前导噪声 一结束，对应连发的第1发作业，声级便迅速跃升，在0.01s内从12 :10 :10. 69时86. 6dB - 下跃升至12 :10 :10. 70时118. 6dB，增强32. OdB。再到12 :10 :10. 71时，声级已超过130dB， 达到134. ldB，峰值出现在12 :10 :10. 74时，强度135. 9dB并接近140dB。紧接着，强度开 始递减，至12:10:11. 06时减为126. 6dB。在连发第2发开始后，声级又再次突升。与此类 似，紧随其后其余各发作业声级变化特征相似（见图8)。从前导噪声出现到12 :10 :12. 51 时连发的第6发作业声级达到峰值，整个过程累计持续时间仅1. 96s。
[0112] 综上所述，本发明采用集成了声级计、作业工具识别单元、无线传输单元、峰值识 别单元、连发识别单元和控制单元的数据采集传输仪，对作业站点内的声波信号进行实时 采集，并通过对采集到的声波信号进行相应的处理分析，从而得到作业工具、连发情况、炮 弹数量、峰值等数据信息，并通过无线传输单元将测得的数据信息上传到监控端进行显示、 储存和分享，实现自动化的数据采集和管理；且本发明具有实时、安全有效且智能化的特 点。
[0113] 以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围 由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各 种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种人工影响天气作业数据的采集与识别系统，包括：至少一个作业站点、设置在 所述作业站点内的至少一个数据采集传输仪以及接收所述数据采集传输仪发送的数据并 进行处理的监控端；其特征在于：所述数据采集传输仪包括： 声级计，其配置为采集声波信号并将该声波信号转换为与其对应的声级，并将该声级 信息提供给控制单元，以使作业工具识别单元和无线传输单元进行相应的处理； 作业工具识别单元，其配置为根据所述控制单元所传输的声级信息判断作业站点的作 业工具类型，并将其的判断结果传送给所述控制单元； 无线传输单元，其分别与所述控制单元和所述监控端通信连接，以在所述数据采集传 输仪和所述监控端之间进行数据通信； 控制单元，其接收来自所述声级计的声级信息，并将该声级信息输出给所述作业工具 识别单元，以进行作业工具类型的判断；所述控制单元还将其从所述作业工具识别单元接 收的作业工具类型的判断结果和来自所述声级计的声级信息通过无线传输单元向所述监 控端发送，以使监控端对数据采集传输仪进行监控。2. 根据权利要求1所述的人工影响天气作业数据的采集与识别系统，其特征在于：所 述数据采集传输仪还包括： 连发识别单元，其接收来自所述控制单元的声级信息，根据所述声级信息判断用弹量， 并将其判断出的用弹量信息输出给所述控制单元，所述控制单元再通过无线传输单元传送 给所述监控端； 峰值识别单元，其接收来自所述控制单元的声级信息，根据所述声级信息判断声级的 峰值，并将其判断出的声级的峰值输出给所述控制单元，所述控制单元再通过无线传输单 元传送给所述监控端； 定位单元，其将所述数据传输仪的位置信息和移动路线输出至所述控制单元。3. -种根据权利要求1-2中任意一项所述的人工影响天气作业数据的采集与识别系 统的数据采集与识别方法，其特征在于：包括以下步骤： 51 :设置在作业站点的一个或多个数据采集传输仪中的声级计以一采样频率对所述作 业站点的声波信号进行采样，并将采集到的声波信号转换成与该声波信号相对应的声级， 并将其传送给控制单元； 52 :所述控制单元接收来自所述声级计的声级，并根据所述声级的幅值判断该作业站 点是否开始作业； 53 :当所述控制单元判断出所述作业站点开始作业时，作业工具识别单元判断所述控 制单元在特定时间内接收到的声级的变化是否满足第一规律或第二规律，并将判断结果发 送至所述控制单元；其中，当其满足第一规律时判断作业工具为高射炮；当满足第二规律 时判断所述作业工具为火箭； 所述第一规律是：所述控制单元接收到的声级中存在80分贝至90分贝之间的前导噪 声； 所述第二规律是：不存在所述前导噪声，且在作业开始后的一个采样周期内的声波的 声级的变化值大于50分贝； 54 :所述控制单元将其在步骤S1-S3中任意一项中得到的数据通过无线传输单元发送 给监控端，所述监控端对该数据进行分析、存储和显示。4. 根据权利要求3所述的数据采集与识别的方法，其特征在于：在步骤S3中，当所述 工具类型判断单元判断出作业工具为高射炮时，所述控制单元通过与其电连接的连发识别 单元对其接收的声级进行分析，通过判断所述声级是否满足第三规律来判断是否为连发发 射，若满足所述第三规律，则判断为连发发射，若不满足所述第三规律，则判断为单发发射， 所述第三规律是：在所述声级大于120分贝的情况下，在一个采样周期内的声级的变 化值大于6分贝。5. 根据权利要求3所述的数据采集与识别的方法，其特征在于：在步骤Sl中，当所述 控制单元接收到的声级的幅值大于110分贝时或当所述控制单元接收到的声级的幅值在 一个采样周期内的变化值大于10分贝时，判断该作业站点开始作业。6. 根据权利要求3所述的数据采集与识别的方法，其特征在于：在步骤S3中，当所述 控制中心判断作业工具为高射炮时，在所述前导噪声后，没有出现大于110分贝的峰值，则 判断炮弹为哑炮。7. 根据权利要求3所述的数据采集与识别的方法，其特征在于：在步骤S3和步骤S4 之间还包括：所述控制单元通过与其电连接的峰值识别单元对其接收的声级的峰值进行识 另IJ，并判断峰值次数。8. 根据权利要求3所述的数据采集与识别的方法，其特征在于：步骤S4进一步包括： 所述控制单元将一编号与步骤S1-S3中任意一项中得到的数据一同发送给所述监控端，所 述监控端根据接收到的所述编号确定所述作业站点的站点名称、站点位置以及作业时间； 其中： 每个所述数据传输仪设有与所述作业站点的站点名称、站点位置相关联的唯一的所述 编号，且所述监控端中存储有所有数据传输仪的所述编号以及与其对应的站点名称和站点 位置。9. 根据权利要求3所述的数据采集与识别的方法，其特征在于：步骤S4之后还包括 步骤S51 :所述监控端根据设置在作业站点内的多个数据采集传输仪与作业工具的相对距 离，以及控制装置接收到声级的时间差，计算所述作业工具的发射仰角和方位角。10. 根据权利要求3所述的数据采集与识别的方法，其特征在于：步骤S4之后还包括 步骤S52 :所述监控端对其接收到的数据进行分析，并统计各作业站点的作业时间、每次作 业的作业类型、在一时间段内所用的炮弹总量。
【专利摘要】本发明公开厂一种人工影响天气作业数据的采集与识别系统及其方法，该系统包括：至少一个作业站点、设置在所述作业站点内的至少一个数据采集传输仪以及接收所述数据采集传输仪发送的数据并进行处理的监控端；所述数据采集传输仪包括：用于采集声波信号并将该声波信号转换为与其对应的声级的声级计、无线传输单元、作业工具识别单元和控制单元；所述控制单元分别与所述声级计、所述无线传输单元、所述作业工具识别单元相电连接，所述无线传输单元与所述监控端电连接；本发明能够实时上传数据并实现对各作业站点的智能监控。
【IPC分类】G01W1/00
【公开号】CN104932034
【申请号】CN201510334416
【发明人】李宏宇, 陶玥, 汪晓滨, 辛亮, 余长军
【申请人】中国气象科学研究院, 新晨科技股份有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月16日