专利名称：高空气象探测gps测风单元及其测风方法
技术领域：
本发明涉及一种高空气象探测仪器及其测量方法。
背景技术：
现有的GPS高空气象探测仪器，即探空仪，它由气球携带升空，采用完整的GPS接收机，还包括GPS信号接收天线、信号放大电路、相关器和计算机，计算机包括RAM、ROM和CPU。在空中要完成GPS信号接收、放大、变频解扩处理、采集测量数据、进行定位计算处理、对外通信等任务。该仪器价格较昂贵，每次探测费用较高，业务探测难以承受，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种高空气象探测GPS测风单元及测风方法，解决现有高空气象测风仪器结构复杂、成本过高的问题。
本发明的技术方案高空气象探测GPS测风单元，由气球携带升空，其特征在于它由GPS信号接收天线、信号放大器、相关器和单片机顺序电连接，通过无线通讯线路向地面计算机传送测量数据。
上述信号放大器由低噪声放大器和射频放大器串联或由晶体管放大电路为基础的集成放大器。
上述信号放大器还与滤波器、声表面滤波器和温度补偿晶体振荡器连接。
上述相关器是GP2021相关器或其它相关器。
上述单片机是Intel8797JF单片机或其他单片机。
这种高空气象探测GPS测风方法，将上述的高空气象探测GPS测风单元由气球携带升空，其特征在于，高空气象探测GPS测风单元进行以下探测步骤(1)、高空气象探测GPS测风单元由GPS信号接收天线接收GPS卫星信号，并将该信号输入信号放大器；(2)、信号放大器将GPS卫星信号放大，后送给相关器，相关器获取GPS卫星发射的信号从GPS卫星到GPS测风单元的延迟时间，送入单片机，相关器与单片机之间由数据总线、地址总线和控制总线电连接，相关器也向信号放大器输送取样时钟信号；(3)、单片机对相关器进行初始化，并采集相关器输入的测量数据(4)、将采集的测量数据通过相关器的串行通信口或其它串行通信口输出，并通过无线通讯线路传至地面计算机，地面计算机结合基站GPS信息进行定位处理，得到GPS测风单元在空间的位置和风速。
有益效果本发明的高空气象探测GPS测风单元结构简单，造价低，稳定可靠。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
实施例参见图1，高空气象探测GPS测风单元由气球携带升空，它由GPS信号接收天线、信号放大器、相关器和单片机顺序电连接，由GPS相关器的串行通讯口向地面计算机输出测量数据。
上述信号放大器由低噪声放大器LNA和射频放大器GP2015串联而成，也可以采用其它由晶体管放大电路为基础的集成放大器。为提高放大效果，上述信号放大器还与175Mhz的LC滤波器、35MHz的声表面滤波器和10MHz的TCXO温度补偿晶体振荡器连接。
相关器可选择GP2021相关器或类似的相关器。
单片机可选择Intel8797JF单片机或类似的单片机。
这种高空气象探测GPS测风方法，将上述的高空气象探测GPS测风单元由气球携带升空，有以下探测步骤(1)、高空气象探测GPS测风单元由GPS信号接收天线接收GPS卫星信号，并将该信号输入信号放大器；(2)、信号放大器将GPS卫星信号放大，后送给相关器，相关器获取GPS卫星发射的信号从GPS卫星到GPS测风单元的延迟时间，送入单片机，相关器与单片机之间由数据总线、地址总线和控制总线电连接，相关器也向信号放大器输送取样时钟信号；(3)、单片机对相关器进行初始化，并采集相关器输入的测量数据(4)、将采集的测量数据通过相关器的串行通信口或其它串行通信口输出，并通过无线通讯线路传至地面计算机，地面计算机结合基站GPS信息进行定位处理，得到GPS测风单元在空间的位置和风速。
权利要求
1.一种高空气象探测GPS测风单元，由气球携带升空，其特征在于它由GPS信号接收天线、信号放大器、相关器和单片机顺序电连接，通过无线通讯方式向地面计算机传送测量数据。
2.根据权利要求1所述的高空气象探测GPS测风单元，其特征在于所述信号放大器由低噪声放大器和射频放大器串联或由晶体管放大电路为基础的集成放大器。
3.根据权利要求1或2所述的高空气象探测GPS测风单元，其特征在于所述信号放大器还与滤波器、声表面滤波器和温度补偿晶体振荡器连接。
4.根据权利要求1或2所述的高空气象探测GPS测风单元，其特征在于所述相关器是GP2021相关器或其它相关器。
5.根据权利要求1所述的高空气象探测GPS测风单元，其特征在于所述单片机是Inte18797JF单片机或其它单片机。
6.一种高空气象探测GPS测风方法，将上述的高空气象探测GPS测风单元由气球携带升空，其特征在于，高空气象探测GPS测风单元进行以下探测步骤(1)、高空气象探测GPS测风单元由GPS信号接收天线接收GPS卫星信号，并将该信号输入信号放大器；(2)、信号放大器将GPS卫星信号放大，后送给相关器，相关器获取GPS卫星发射的信号从GPS卫星到GPS测风单元的延迟时间，送入单片机，相关器与单片机之间由数据总线、地址总线和控制总线电连接，相关器也向信号放大器输送取样时钟信号；(3)、单片机对相关器进行初始化，并采集相关器输入的测量数据(4)、将采集的测量数据通过相关器的串行通信口或其它串行通信口输出，并通过无线通讯线路传至地面计算机，地面计算机结合基站GPS信息进行定位处理，得到GPS测风单元在空间的位置和风速。
全文摘要
一种高空气象探测GPS测风单元及其测风方法，高空气象探测GPS测风单元由GPS信号接收天线接收GPS卫星信号，并将该信号输入信号放大器；信号放大器将GPS卫星信号放大，后送给相关器，获取GPS卫星发射的信号从GPS卫星到GPS测风单元的延迟时间，送入单片机，相关器与单片机之间由数据总线、地址总线和控制总线电连接，相关器也向信号放大器输送取样时钟信号；单片机对相关器进行初始化，并采集相关器输入的测量数据；将测量数据通过相关器的串行通信口或其它串行通信口由无线通讯方式传至地面计算机，地面计算机结合基站GPS信息进行定位处理，得到GPS测风单元在空间的位置和风速。本发明结构简单，造价低，稳定可靠。
文档编号G01W1/08GK1564027SQ20041002993
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月6日 优先权日2004年4月6日
发明者马舒庆, 潘毅, 李强, 汪改 申请人:北京市气象局观象台