本文關(guān)鍵詞：具有輻射誤差修正功能的自動(dòng)氣象站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：氣象要素的測(cè)量關(guān)系到人們的日常生活和生產(chǎn),自動(dòng)氣象站是集各氣象要素測(cè)量于一體的智能化設(shè)備。本文設(shè)計(jì)了一種具有輻射誤差修正功能的自動(dòng)氣象站系統(tǒng),包括溫濕度采集、風(fēng)速風(fēng)向采集、氣壓采集、雨量采集、輻射強(qiáng)度采集、GPS授時(shí)、微控制處理器系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及上位機(jī)顯示存儲(chǔ)軟件。該氣象站的傳感器選型具有精度較高,穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。微控制器選用的是外設(shè)較多、速度較快、FLASH容量較大的32位ARM處理器STM32f103VCT6。通過(guò)設(shè)計(jì)高精度AD采集電路,運(yùn)用陣列式氣壓傳感器測(cè)量和卡爾曼濾波器算法對(duì)測(cè)量值進(jìn)行濾波等方法,提高了測(cè)量精度。太陽(yáng)輻射引起的氣象站溫度測(cè)量誤差可達(dá)0.8K以上,制約了氣候變化監(jiān)測(cè)和天氣預(yù)報(bào)精度的提高。本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)氣象站,利用高反射率溫度傳感器探頭、輻射傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、高精度信號(hào)調(diào)理電路以及嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射誤差的修正。利用該氣象站和強(qiáng)制通風(fēng)溫度傳感器搭建了試驗(yàn)平臺(tái)。以強(qiáng)制通風(fēng)溫度傳感器作為參考,測(cè)量不同風(fēng)速、不同輻射強(qiáng)度下的輻射誤差值,利用Levenberg-Marquardt (L-M)算法擬合出用輻射強(qiáng)度和風(fēng)速計(jì)算輻射誤差的修正方程,可實(shí)現(xiàn)輻射誤差的實(shí)時(shí)修正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在一定的輻射強(qiáng)度和風(fēng)速范圍內(nèi),輻射誤差平均值降低到0.02K,顯著提高了氣象站氣溫測(cè)量精度。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH765.72
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本文編號(hào)：1294640