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山西人影火箭作业数据采集与指挥系统研究与设

发布时间:2016-12-28      文章来源:论文无忧网

摘  要
        随着全球气候变暖加剧、各类极端天气、气候事件的日益增多,也给人们带来的生命财产造成了巨大损失。我国经济和社会的快速发展的同时,各类气象灾害所造成的损失绝对值也呈逐年攀升之势。因此,开展人工影响天气作业,有效防御、降低各类气象灾害以我国的经济发展尤显重要。人工影响天气亦也被简称为“人影”,而人影操作系统已逐渐成为我国绝大部分省、市有效抗御各类气象灾害主要手段。
        目前,我国先后建立了不同的人影业务系统,并初具规模与特色。如河南省建立了全省空域申请系统,广东、陕西、山东等省也专门建立了不同的信息管理系统。陕西人影业务系统通过卫星云物理特征的反演预警,亦为该省人工增雨作业以及冰雹云的早期识别提供更多的参考。而在北京市,则在人影业务系统中通过雷达监测产品全面实现了连续6小时作业指挥功能,同时,还建立了人影历史资料库,完善了作业点、弹药、作业装备等基本管理功能;江西省人影业务系统则通过多普勒雷达回波跟踪,来进行预测、增雨、防雹等相关作业,同时,还建立了掌上移动技术来进一步全系统的操作。但是,我国虽然大力加强、完善人影作业系统的建设工作,与国外人影技术水平仍存在较大差距。
        为了全面提升我国人影作业系统的有效性、实用性与科学性,必须结合目前现有气象研究水平,通过开发、建设专门用于人影作业系统的综合集成软件系统,来全面提升我国人影业务系统的科学发展。本文通过对山西火箭作业数据采集与指挥系统进行了系统的研究与设计;全文共分为六部分:第一部分:绪论部分。从本文研究背景、意义以及文章主要研究内容、方法等几个方面着手,明确提出了本文主要解决的问题。第二部分:相关技术介绍。对通用分组无线业务、全球定位系统以及地理信息系统进行了相关阐述。第三部分:“人影”的理论基础。分别对云、降水形成物理原理、人工影响冰晶过程、人工影响碰并过程、人工影响云及其环境的动力过程进行阐述。第四部分:山西人影火箭指挥系统分析。对山西人影火箭指挥的系统特点、核心技术以及系统的模块化设计进行了分析。第五部分:山西人影火箭作业数据采集与指挥系统的实现。该节中详细阐述了山西人影火箭作业数据采集系统、作业数据采集内容、作业数据采集功能、山西人影火箭指挥系统、系统功能以及相关功能的实现。第六部分:结论与展望:归纳总结此次研究的主要成果,并予以总结;也就不足之处给予了回顾性分析;并阐明未来“人影”业务的研究方向。
关键词:山西;人影火箭;数据采集;指挥系统;设计
 
Shanxi silhouette rocket operations Command and Data Acquisition System Research and Design

Abstract

With the intensification of global warming, all kinds of extreme weather and climate events is increasing, but also to bring life and property caused huge losses. The rapid development of economy and society in our country, the loss caused by all kinds of weather disasters absolute value was gradually rising trend. Therefore, to artificial weather modification operations, effective defense, reducing all kinds of weather disasters in China's economic development is particularly important. Weather modification has also been referred to as "shadows" and the shadows of the operating system has gradually become the majority of provinces, municipalities and effective means to resist all kinds of major weather disasters.
At present, China has established a different silhouette business systems, and beginning to take shape and characteristics. Such as the establishment of the province of Henan airspace application system, Guangdong, Shaanxi, Shandong and other provinces have also established a special different information management systems. Shaanxi silhouette business systems via satellite cloud inversion of the physical characteristics of warning, also in the province as well as early identification of artificial rainfall operations hailstorm provide more information. In Beijing, the business systems in silhouette through the full realization of the radar monitoring products six hours of continuous operation command functions, while also establishing a silhouette history database, improve the operating point, ammunition, equipment and other basic operations management functions; Jiangxi Province silhouette business through Doppler radar echo tracking system to predict rainfall, hail and other related operations, while also establishing a handheld mobile technology to further the operation system-wide. However, even though China vigorously strengthen and improve the construction work silhouette operating system, along with foreign silhouette technical level there is a big gap.
In order to improve science of weather modification operations, effectiveness, must be in the current meteorological modernization, the development and construction of the building based on the outcome, specifically for silhouette work, especially a comprehensive integrated software system operations command, support weather modification scientific development. Based on the data acquisition and Shanxi rocket operations command system were studied and design of the system; thesis is divided into six parts: Part I: Introduction section. Several aspects of this study from the background, significance and main contents of the article, methods and other aspects, clearly stated that the main problem of this article. Part II: the relevant technical presentations. For general packet radio service, global positioning systems and geographic information systems for the relevant elaboration. Part III: "silhouette" theoretical basis. Respectively, clouds, precipitation formation of physical principles, artificial ice affect the process, and the process of artificial impact collision, artificial cloud dynamical processes affecting its environment elaborate. Part IV: Shanxi silhouette rocket command system analysis. Shanxi silhouette rocket command system characteristics, the core technology and modular design of the system is analyzed. Part V: Shanxi silhouette rockets job data acquisition and command system implementation. This section elaborates Shanxi silhouette rockets job data acquisition system, the job content data acquisition, data acquisition operations, Shanxi silhouette rocket command system, the system functions as well as the relevant functions. Part VI: Conclusions and Outlook: summarizes the main results of this study and to be summarized; inadequacies will give a retrospective analysis; and clarify future research direction "silhouette" business.
Keywords: Shanxi; figure rockets; data collection; command system; design

摘  要 i
Abstract ii
第一章 绪论 
1.1 选题依据、目的和意义 
1.1.1 选题依据 
1.1.2  研究目的及意义 
1.2  国内外人影科技的相关研究 
1.3 本人的主要工作 
1.4 研究内容 
1.5 研究思路与方法 
第二章 相关技术介绍 
2.1通用分组无线业务(GRPS) 
2.2全球定位系统(GPS) 
2.3地理信息系统(GIS) 
第三章 人工影响天气的理论基础 
3.1 云、降水形成物理原理 
3.2 人工影响冰晶过程 
3.3 人工影响碰并过程 
3.4 人工影响云及其环境的动力过程 
第四章 山西人影火箭指挥系统分析 
4.1 系统特点 
4.2 系统核心技术 
4.3 系统的模块化设计 
4.3.1电源模块 
4.3.2电子罗盘 
4.3.3 GPS模块 
4.3.4 天线 
4.4 自动记录仪的实现 
第五章 山西人影火箭作业数据采集与指挥系统的实现 
5.1山西人影火箭作业数据采集系统 
5.1.1 作业数据采集内容 
5.1.2 作业数据采集功能 
5.2山西人影火箭指挥系统 
5.2.1 系统功能 
5.2.2 功能实现 
第六章 总结与展望 
6.1研究总结 
6.2 研究不足与未来展望 
参考文献 


第一章

选题依据、目的和意义

选题依据
        随着全球气候变暖加剧、各类极端天气、气候事件的日益增多,也给人们带来的生命财产造成了巨大损失。我国经济和社会的快速发展的同时,各类气象灾害所造成的损失绝对值也呈逐年攀升之势。因此,开展人工影响天气作业,有效防御、降低各类气象灾害以我国的经济发展尤显重要。人工影响天气亦也被简称为“人影”,而人影操作系统已逐渐成为我国绝大部分省、市有效抗御各类气象灾害主要手段。
        目前,我国先后建立了不同的人影业务系统,并初具规模与特色。如河南省建立了全省空域申请系统,广东、陕西、山东等省也专门建立了不同的信息管理系统。陕西人影业务系统通过卫星云物理特征的反演预警,亦为该省人工增雨作业以及冰雹云的早期识别提供更多的参考。而在北京市,则在人影业务系统中通过雷达监测产品全面实现了连续6小时作业指挥功能,同时,还建立了人影历史资料库,完善了作业点、弹药、作业装备等基本管理功能;江西省人影业务系统则通过多普勒雷达回波跟踪,来进行预测、增雨、防雹等相关作业,同时,还建立了掌上移动技术来进一步全系统的操作。但是,我国虽然大力加强、完善人影作业系统的建设工作,与国外人影技术水平仍存在较大差距。
        人影是通过现代科学技术进行防灾减灾、合理利用气候资源、保护人民生命财产安全、改善生态环境的一项重要手段。随着我国对人影业务的重视,人影工作取得了较理想的成绩;但在科技迅猛发展的今天,我国人影装备的设计、火箭发射架设计以及相应的研发、制造水平尚有较多不足之处,这也直接影响、制约到人影作业的研究与应用效果。为了全面提升我国人影作业系统的有效性、实用性与科学性,必须结合目前现有气象研究水平,通过开发、建设专门用于人影作业系统的综合集成软件系统,来全面提升我国人影业务系统的科学发展。
 目前,人工影响天气的理论研究不断深入,探测手段和处理模型也在不断地更新;同时,人影火箭作业数据采集与指挥系统的研究也日新月异,建设一套能够适应其发展的作业、指挥系统就显得迫在眉睫。随着人工影响天气理论已经深入到作业需求分析、作业预警、数值模拟、作业条件分析、不同云系的作业方案、实时气象条件探测、催化剂扩散模拟、作业效果评估等各个方面。另外,随着科学技术的发展, GPS 卫星定位系统、地理信息系统、远程无线视频传输系统为科学实施人工影响天气作业,提供了直观快捷的条件。但对人影火箭作业数据采集及指挥系统的相关研究尚不多见,因此,本文欲从人影火箭作业数据采集以及指挥系统研究入手,以作业信息采集与指挥系统为核心,整合现有资源,开发包括作业数据采集与指挥系统。该系统具有较强的作业功能,在全面监控各作业站点工作状态的同时,还可以及时汇总各类相关信息,进而有效提升人影作业的高效性。笔者欲通过本研究为提高我国人影作业效率以及技术水平提供更多的参考。
研究目的及意义
        本文欲从人影火箭作业数据采集以及指挥系统研究入手,以作业信息采集与指挥系统为核心,整合现有资源,开发包括作业数据采集与指挥系统。该系统具有较强的作业指导性和调度实时性,能全面地监控各作业站点的状态并汇总相关信息,以期为提高人工影响天气的作业效率和技术水平提供更多的参考。
        本课题完成后将在很大程度上提高现有人工影响天气火箭作业数据采集系统以及指挥系统水平、最大限度发挥出火箭作业的优点,改进现有作业方式、避免盲目作业,减少了过去由于数据采集不足、定位不准、地理信息不精确,而造成的人影火箭作业车无效奔波,丧失作业良机等弊病。大大加快了人影火箭作业数据采集与指挥监控中心信息传递所需的时间,同时也极大地提高了作业时效性及作业效益等均具有重要的指导意义。
        本系统应用模块化程序设计方式,立足界面友好、操作简单的基础之上,全面提长系统运行稳定性,以促进人影火箭在实际人工影响天气指挥作业中发挥出积极的作用;同时,该系统还具有极佳的实用性与可移植性,为当前国内人影火箭作业提供了一套完善的、客观的、科学的和实用的作业指挥平台;并对整体提高我国人影操作系统的科技水平具有积极的促进作用。

国内外人影科技的相关研究

(1)国外人影科技的相关研究
        1839年,美国Espy率先提出有科学根据的人工降雨概念;1946 年,美国着手从事了冷却水滴的冻结研究。随着云物理的深入研究、探测以及相关实验与理论支持的进一步完善,20世纪50~70年代初期,国外人工影响天气技术的科学试验以及相关理论研究发展均较迅速,并对各种气象现象发生的原理与控制方法均有着较深刻的了解。1946 年美国CurtisTalat 驾驶单翼机,对马萨诸塞州西部 Graylock 山上空的过冷层云上部播撤了3磅干冰,并形成雪幡降落。这也是人类首次对过冷云实施科学的催化试验。上世纪 50 年代中期,美国率先着手进行商业性人工增雨作业研究,并完成了多项人工增雨科学试验计划。而以色列则对人工增雨进行了大量的试验;而南非、墨西哥、泰国、巴西、阿根廷等发展中国家则通过与美国、俄罗斯等国合作进行人工、吸湿性焰弹积云催化、暖积云吸湿性催化、加速冰雹云降水链计划、积云动力催化等相关试验,并取得诸多成果。人工增雨应用方面,国外多采用飞机或地面作业等方式,且多对对流云、地形云、层积混合云通过技术手术进行人工催化降雨。据资料统计,目前全球近30多个国家均在开展人工增雨、防雹、消雾等研究活动;其中,中国、美国、俄罗斯和以色列等国在开展人工增雨作业的研究中取得了较突出的成绩;另外,开展人工防雹作业的国家有中国、俄罗斯等。客观而言,美、俄、以色列等国在人工影响天气的催化装备、探测手段、通信工具、监测仪器、作业设计以及概念模型等方面均处于世界领先水平。
        随着现代气象学研究的不断深入,20世纪80年代后期,美国则开始着手对GPS气象学的研究工作并即得了较理想的成果;随即,日、德、瑞典等国也开始对GPS气象学进行了广泛的研究,也均取得了较理想研究成果,并这些研究成果逐一应用于深入的大气研究和气象预报业务,均对本国的人工影响天气的研究发挥出了积极的促进作用。
        未来的人工影响天气的发展趋势为:试验和作业规模呈增加趋势,特别是一些严重缺水的中东、非洲和亚洲国家表现出浓厚的兴趣;人工影响天气在其它领域的应用研究呈现增加趋势,如军事、电力、环境和重大活动保障等;人工影响天气发达国家的技术或业务输出呈现增加趋势。一些新技术(如偏振雷达、GPS、微波、激光、数值模式等产品)开始应用到人影业务。
(2)国内人工影响天气科技的相关研究
        目前,世界上很多发达国家均将人工影响天气作为本国减灾、抗灾的重要措施而予以深入的研究和实践应用。目前,我国在人工影响天气的应用规模暂位居全球第一;但是,人工影响天气作业的实际科研水平、科技设备的研发上却落后于国际先进水平。我国有组织的现代人工影响天气活动开始于 1958 年,经过数十年的不断努力与发展,现已形成了以卫星、微波辐射计、风廓线仪、GPS 系统、气象雷达等高科技手段作为主要的实时探测以及指挥技术支撑,。进入 90 年代后,我国人工影响天气的研究与应用规模的发展更为迅猛;据统计,1995 年~ 2003 年间,全国有23个省、市分别开展了高炮、防雹作业、火箭增雨等,其作业区总面积高达300余万km2。目前,我国的人工增雨作业其规模达到了世界第一位;现阶段我国人影业务系统仍处于研究和实践应用试验相结合的阶段。
        自 1989 年黑龙江省建立了第一套综合技术系统以来,全国多个省、区、市全力发展人工影响天气作业,建立了各种设计、软硬件配置各不相同的综合技术系统,很多系统采用卫星、雷达、气象资料、云物理探测实时资料及计算机通信网络有机组合的方式,进行作业指挥,为提高作业的科学性创造了条件。新疆 XR-08 型人工影响天气信息终端是利用中国移动GSM/GPRS 网络、GPS 全球定位系统和 GIS 地理信息系统资源,通过技术集成和整合,使通信联络网的设备智能化、数字化、网络化,提高作业的科技含量,满足时代发展的需求,在技术和硬件上实现了一个质的飞跃。
        目前,我国采用的人工影响天气催化工具主要是高炮、飞机、火箭、地面燃烧器等。飞机作业方式,成本高;高炮和火箭作业成本相对低廉,是深受欢迎的作业方式。近年来,各省份地面作业系统中火箭作业系统占有相当比例,新一代火箭有取代高炮成为地面人工影响天气主要工具的趋势。移动式作业方式相对固定阵地式作业方式具有高效、准确、快速、机动、作业影响范围广等优点,由于可以随时调整作业位置,大大增加了作业机会,能把催化剂更准确地射入云体有效部位,从而达到更好的增雨效果。南方省区的对流云,尤其是海南岛的对流云的“生消”发展较快,从生成,发展到消亡,一般经历几十分钟到几小时,特别适合车载火箭作业。
        近几年,我国大部分省市,例如河北省、河南省、山东省、青海省、甘肃省、宁夏、沈阳市、银川市、新疆等都开发了针对当地实际情况的人工影响天气指挥系统,并进行了推广和交流,但由于北方省份地区人工影响天气作业云系与南方省份地区存在较大差异,地面作业系统中固定阵地式作业方式占较大比例,云雨的发展和生消规律与南方地区差别很大,因此对地理信息的要求不高,很多作业指标和预警方式在南方并不适用。另外,人影作业的对象是“生消”发展较快的对流云,为了最大限度地利用飞机飞行间隙的宝贵时间快速作业,必须实现增雨防雹指挥与场外作业人员信息的快速传递和交流;这也进一步提高了对人影火箭作业数据采集水平以及指挥系统水平的要求。

本人的主要工作

        本文基本人影火箭作业数据采集以及指挥系统研究入手,以作业信息采集与指挥系统为核心,整合现有资源,开发包括作业数据采集与指挥系统。本人的主要工作是深入了解、分析人影火箭作业数据采集记录模块的工作原理,并将其设计的更加合理化,并科学运用到本研究之中;另外,完成数据记录仪、电路、PCB整体设计,并对记录仪进行整体调试与性能测试工作。

研究内容

        本文通过对山西火箭作业数据采集与指挥系统进行了系统的研究与设计;全文共分为六部分:第一部分:绪论部分。从本文研究背景、意义以及文章主要研究内容、方法等几个方面着手,明确提出了本文主要解决的问题。第二部分:相关技术介绍。对通用分组无线业务、全球定位系统以及地理信息系统进行了相关阐述。第三部分:“人影”的理论基础。分别对云、降水形成物理原理、人工影响冰晶过程、人工影响碰并过程、人工影响云及其环境的动力过程进行阐述。第四部分:山西人影火箭指挥系统分析。对山西人影火箭指挥的系统特点、核心技术以及系统的模块化设计进行了分析。第五部分:山西人影火箭作业数据采集与指挥系统的实现。该节中详细阐述了山西人影火箭作业数据采集系统、作业数据采集内容、作业数据采集功能、山西人影火箭指挥系统、系统功能以及相关功能的实现。第六部分:结论与展望:归纳总结此次研究的主要成果,并予以总结;也就不足之处给予了回顾性分析;并阐明未来“人影”业务的研究方向。

研究思路与方法

(1)文献研究法
对国内外有人影火箭、人工影响天气等相关文献进行了归纳整理;全面了解国内外相关研究的进展与成果,并以此作为本文研究的参考与借鉴。
(2)系统分析法
本文通过运用系统观点、理论,结合国内人工影响天气技术的发展与成果,找出人影火箭数据采集、指挥系统的重要影响因素,并结合我国人工影响天气的特点对人影火箭数据采集技术与指挥系统进入系统分析与研究。
(3)实证分析法
通过国内外相关技术的借鉴,结合人影火箭工作的实际情况而设计、研发了山西人影火箭的最新数据采集与指挥系统,并在实践工作之中对不足之处再加深入探究。

第二章 相关技术介绍

通用分组无线业务

        通用分组无线业务(General Packet Radio Service),是利用目前GSM网络向3G过渡的新型分组数据承载业务。该业务是基于GSM之上新增了分组控制单元、网关支持节点以及服务支持节点,并对相关软件予以了深入开发与升级。GPRS业务更适于间断性的、少量的、突发性的、频繁性的数据传输业务。
        人工影响天气作业实施时,一部手机可直接连接服务器较长时间,而只需支付较少费用,使人工影响天气作业的运行成本大幅降低。

全球定位系统

        全球定位系统(Global Positioning System)可在全球范围内进行实时完成定位与导航任务。GPS系统原理是通过出已知位置卫星到用户接收机间距离之后,再结合多颗卫星的数据则可以计算出用户接收机的具体位置。GPS系统地面控制系统的构成主要有监测站(Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)、主控制站(Master Monitor Station)组成。用户设备即为GPS信号接收机,用户接收机捕获到跟踪卫星信号之后,测量计算出接收天线至卫星伪距离以及距离的变化率,并通过相关定位计算得到用户所在的地理位置(如经纬度、高度、速度等)。GPS具有以下几方面特点:全球全天候定位、定位精度高、观测时间短、可提供全球统一的三维地心标、仪器操作简便等。

地理信息系统(

        地理信息系统(Geographic Information System)是对海量地理相关数据进行采集、存储、分析、管理、显示以及应用的地理信息计算机系统。目前GIS已被广泛用于资源调查、环境评估、交通安全区域发展规划、公共设施管理等领域。GIS技术运用在人影作业时,首先,要利用GIS的投影方式(通常采用兰勃物投影),对工作范围进行参数设置;其次,再通过GIS的空间分析技术,来对作业点或航线等相关信息进行查询、空间量算、叠加分析等,来计算出作业点与航线之间的距离,分析指定航线多少距离内以进行人影作业点的数量,分析指定区域内作业次数、作业点数量等。

第三章  云、降水形成物理原理
    (1)核化
        云是悬浮于空气中的小水滴和(或)冰晶的一种气溶胶可见聚合体。但成云的元素即空气中在一定的温、湿度条件下由饱和水汽产生的液相水滴和(或)固相冰晶,其中作为初始新相胚胎,应是稳定存在的最小尺度新相元量,水的相态的一种转变过程,被称之为核化。核化分同质核化和异质核化两类;同质核化指单一相态中部分分子组成以聚集方式出现的纯新相胚胎,无其他物质参与;异质核化指有其他物质参与的核化过程,此时其他物质的存在有利于水的新相产生,并为新相形成提供基底;对于云元素核化来说,悬浮于大气中的某些气溶胶质粒可以作为这种基底,称为云凝结核或冰核。
        自然云的形成多为异质核化,包括异质核化凝结、凝华和冻结。自然云中的同质核化只出现在高空极端低温条件(-40℃左右)下,小水滴同质核化冻结形成的卷云、卷层云和卷积云。
(2)降水性云和非降水性云
        目前,国际上将云分为29 种云状,其中能产生到达地面的降水的云相对较少,被称为降水性云。降水性云多为有雨层云、积雨云、蔽光高层云,条件适宜下层云、浓积云、蔽光高积云也有可能会出现小的降水。当云元素核化生成后,若空气中的水汽含量维持一定程度的过饱和状态时,它们将通过分子扩散产生凝结或凝华增长。
        冰晶和水滴共存条件下,水面和同温度下的冰面的饱和水汽压的最大值出现在-12℃附近。但由于相变释放潜热的加热效应,尤其在高空的云中,空气密度小,加热升温效应比较明显,因此为使冰晶表面的实际温度仍维持在-12℃,必须使环境温度进一步降低,而且气压愈低,为维持最大饱和水气压差,降温应愈厉害,这一规律在人工催化增加雨雪的作业中考虑最佳催化温度时具有重要意义。受云的生命期限制,云滴尺度谱的凝结增长不易形成大云滴。但是由于云滴尺度不均匀,相互产生相对运动而促使暖云降水。当进入降水发展阶段时,大水滴则多由云中雨滴的碰撞破碎以及变形破碎两种方式的繁生机制来提供,它是降水质粒数浓度增长的主要机制。而暖云的降水机制则是由云滴碰并增长和雨滴破碎繁生相配合组成。

人工影响冰晶过程

        人工影响降水的物理方法按其影响降水过程的不同分为两类,一种是通过人工方法影响云中的微物理过程以提高降水效率,达到增加降水的目的,该物理方法可分为冷云催化(人工影响冰晶过程)和暖云催化(人工影响碰并过程);另一种则是通过人工方法影响云中的动力学过程以增大云中的上升气流,提高云中水分凝结率来增加降水的目的。由于冷云中的冰晶过程是发动降水的关键。云体过冷却部分是否缺乏冰晶,云中过冷含水量的多少,可作为云中降水转化过程强弱的主要指标。同时在选择作业对象时,还应考虑云中碰并过程在自然降水过程中不占优势,而且云中不具备冰晶繁生的条件。基于云的自然降水率不高,云水偏多,云冰偏少,两者不能维持平衡。此时若引入适当浓度的人工冰核或直接注入制冷剂以触发匀质核化生成冰晶,可望加速冰晶过程,使降水效率增加,改变云过程的时间进程或改变地面降水分布,但这类催化作用并不影响云及其与环境的动力作用,也不会改变云内外环流特征,故常称为静力催化。其中:直接影响催化力度的因素主要包括冰晶核化温度、最佳冰晶浓度、冰核扩散和冰晶增长过程。
    (1)最佳冰晶浓度
        当温度在 0℃以下并进一步降低温度时,大气中的某些气溶胶作为有效成冰核的数浓度,将随温度降低而逐渐增加。在自然云中,能产生活化成冰核的浓度在-12℃温度下,一般为 10-2/L,在-20℃时其典型值约为 1~5/L,在-28℃时可达 100/L。据模拟计算表明,当每升空气体积中有 10~100 个冰晶,且自然云中当温度高于-25℃时,产生冰晶的活化冰核浓度一般低于上述最有效地利用云中水分所要求的冰核浓度。1978年,美国学者Rokicki 和 Young曾采用气块模式,明确提出对于一定状态下的云而言,其出现最大降水对应于一个最佳冰核浓度,它可作为最佳碘化银或干冰播撒率的计算依据。
    (2)催化剂的扩散
        人工影响天气的催化剂其扩散机制和规律与一般气体和微粒的扩散类似,可进行理论计算并通过对示踪计跟踪测量进行验证。当高炮、火箭弹头在高空爆炸后会形成点源;而飞机播撒催化剂等则形成线源;而地面燃烟、喷射催化剂入云之后,则可能成为点源或形成面源。连续播云要求形成连续烟羽,这样可使其在云中均匀催化。
        点源扩散下催化剂的浓度随时间增加而逐步缩小,其扩散范围在初始阶段随时间增加而增大,其后随时间增长而减小,最终趋于零。催化剂烟团常呈球对称分布。线源扩散其烟团呈抛物线型,以播撒高度为界,扩散区总是上部小下部大,催化剂浓度的中心轴线向下倾斜。湍流系数愈大,扩散范围愈大,风速愈大,顺风向的水平输送和扩散范围愈大,但催化剂浓度衰减得愈快。1997年,美国学者Levin通过三维模型对催化剂扩散的数值试验表明:广泛播撒的静力催化方式对增雨作业来说效率甚低,要求在-10℃高度,冰核浓度大于 10~30/L,仅靠水平风和上升气流输送受到很大限制。实际的有效分散决定于播撒高度和云的发展阶段,只有当飞机在上升气流核下,播撒才能到达有效的成核高度,大量的核流失于下风区,甚至进入降水引起的下沉气流区,通过干沉降和湿沉降而丧失。改进的途径主要是改变播撒方法,使核直接进入发展的上升气流区。此时应运用雷达、飞机探测,采用火箭或焰弹有效地保障催化剂进入合适的区域并具有相应的浓度。

人工影响碰并过程

        当人工在暖云中进行吸湿性盐粒播撒后,通过凝结作用使之形成较大的云滴,在与较小云滴产生碰并后,可引起比凝结增长过程相对更快的碰并增长;在大云滴不断增大、碰撞截面不断扩大时,也会进一步促使碰并过程加速。当播撒的吸湿性盐粒增加,可促使降水连续增加,不存在最佳播撒率。因水滴增大后的碰撞破碎和变形破碎,限制了单个水滴的增长,但相应地产生附加增长,并把碰并作用传播至云体其他部位,只要云的生命期充分地长,相对小的催化,即可加速降水发展并传播至整个云体,常用的吸湿性盐粒有食盐、尿素等。

人工影响云及其环境的动力过程

    (1)积云的动力催化
        1967年,美国学者Simpson根据对积云动力学研究并建立一维积云发展动力学方程,对自然云和催化云做了大量观测和数值模拟后提出来的,经较为严格的试验设计和效果检验,获得了比较肯定的结论——积云动力催化。动力催化的一般对象为对流云,具有-5~-10℃的适量过冷区,考虑在-5℃高度以上播撒过量人工冰核,浓度达 102~104/L 量级,使过冷却水滴迅速冰晶化,其中可包含冰晶繁生过程。释放的冻结潜热使云体增温,其浮力作用促进云体上升速度增强的动力效应。云模拟计算的理论增温可达 2~3℃,而实际上只能增温 0.5~1℃。当云体处在不稳定性对流天气下,动力催化则可以进一步促使积云产生爆发性增长,进而产生明显的增雨。而且发现若动力催化试验针对相邻积云同时作业,还可促使两积云合并,发展成更大的云体,从而有望大大增加降水。
        虽然这种播云增雨方法的应用范围并没有明确的地理区域,但对近海的副热带地区可能最为适宜。这类地区的积云中经常有大量过冷液态水,并伴有许多大的过冷水滴。我国上海、浙江一带的积云探测表明一般也具备这些条件。传统的试验均过多地关注动力催化引起的云体的垂直发展高度,并把催化云顶比未催化云顶增长的高度差称为“可播度”,比较预报的和实测的可播度发现一致性甚好,并对降水增量与预报可播度建立拟合关系。在其后的证实性试验中,试图验证动力催化对较大范围积云复合体的增雨效应并未奏效,原因可能是过量播撒虽可促进催化单体发展,但对附近其他积云和云系的发展可能有阻碍作用,而且在大面积固定目标区实施动力催化,不易使大量催化剂进入活跃的积云塔群中。
积云的动力催化既有动力效应也存在微物理效应。动力效应主要表现在通过动力催化增强云体的垂直发展和水平扩展;前者反映在单体的垂直速度的增强,并使中层入流得以加强;后者表现为通过边界层的辐合出现新生单体的增加和增长,并在轻度至中等风切变环境中使单体和云团面积扩大,成雨体积增大、雨时延长,总降水量明显地增大。微物理效应表现在通过在发展的过冷云塔上升气流顶部的充分催化,使过冷水迅速转化为冰晶,并形成冻雨滴和霰,它们与水滴相比由于其单位质量的增长率较大而末速较小,增加的冰质量更多地保存于云中高层。雷达高反射率截面显示出高空反射率增强,为云塔进一步增长提供了附加时间,促使播云效应传播至云体其余部分,并出现更多的单体合并。
 

第四章

系统特点

        由于火箭作业点的条件有限,人工影响天气涉及面广,进行增雨防雹作业时效性强,技术难度大。从人影业务系统发出指令到作业点接收到作业指令的时间间隔比较长,不能及时将作业催化剂发送到最佳催化作业潜力区。该项目重点解决火箭作业自动记录仪的结构设计和模块集成,根据人工影响天气作业指令自动控制火箭发射架,自动校正火箭弹发射作业参数,降低火箭作业参数的误差。人影地面火箭作业指挥系统的效果在于:1、保证了所需数据的真实性;2、解决了火箭发射架所处的经纬度的定位精准的问题;3、解决了作业现场的实时参数记录与保存等功能的问题;4、解决了现场数据的发送与对指挥中心的通讯连接的问题;5、能准确的设定火箭发射架的发射仰射角。山西人影火箭指挥系统示意图及火箭发射装置;详见图4-1、图4-2。
 
图4-1 山西人影火箭指挥系统示意图
  
图4-2 山西人影火箭发射系统示意
 
 

系统核心技术

(1)控制箱机构设计
        人影作业参数自动控制仪的控制箱,是用来接收电子罗盘传回相关的经纬度、发射仰角等信息,并对火箭弹线路电阻、控制火箭弹的发射仰角及发射命令的检测。同时,要求控制箱体积相对要小、重量也相对要轻,另须配备GPS全球定位系统以利于为用户提供要有效的应用服务。
        通过安装在控制箱内的3G通讯系统,将所有作业参数的相关数据传至控制中心。并通过现代雷达控制器单片机技术来进一步提升控制箱的抗干扰性以及动态范围,进而提升其性能。控制线路板的组成:单片机处理器、GPS模块、点火控制模块、升压模块、电机驱动、电阻检测、按键等几部分共同组成。
(2)3G通讯方案设计
       设计原理:把摄像机采集到的图像传至3G路由器,再将模拟视频转换成为数字信号之后,按H6.264方式编码,上传至视频服务器;通过相应的视频处理软件来浏览、存储相关图像资料。与此同时,该技术还采用了先进的全球眼网络视频监控系统;并利中国移动公司提供的宽带网络建立统一的监控平台来完成相关各监控点的图像采集、管理、存储、传输、控制储等功能。
(3)屏锁的设计
       屏功能具有按键识别、重键处理、去抖,发送扫描码、接收键盘命令、自动重发、处理相关命令等。键盘则分为有编与非编码两种键盘;其中,编码键盘的硬件电路较为复杂,且程序设计简单,造价较高;非编码键盘则是通过相应的软件来实现识别键、编码的转换以及去抖等功能,其硬件电路相对简单,造价便宜。因此,现代微机系统中多为非编码键盘。屏到PC键盘接口的通信设计:若钟线与数据线均为高电平时,则默认为允许键盘发送相关数据,并收系统接收;若钟线被拉为低电平时,则系统默认为数据传输被禁止。
    (4)大容量语音存储记录设计
        该系统用于火箭记录仪的容量存储,基于IDE硬盘的大容量语音记录仪主要由单片机、D6571E、带有IDE接口笔记本硬盘、A 律编解码芯片、可编程逻辑器 件、键盘、时钟芯片、电话线接口以及电源等组成。单片机主要负责将相关的语音数据存储至硬盘,并将语言数据的相关的日期时间、主被叫电话号码、来去话标志、通话时长等索引内容加以标记,以便日后查询。远程调度电话线接口则用于实现远程监听与查询。

系统的模块化设计

4.3.1电源模块
       电源模块为可直接贴装于电路板上的电源供应器,为专用集成电路(ASIC)、存储器、数字信号处理器 (DSP)、微处理器等提供电源。一般来说,这类模块称为负载点 (POL) 电源供应系统或使用点电源供应系统 (PUPS)。模块电源具有良好的隔离作用,自带保护功能,且其抗干扰能力相对较强,也便于集成,因此被广泛用于航空航天、汽车电子等。
4.3.2电子罗盘
       电子罗盘是利用地磁场来定北极的一种方法;多由磁阻传感器和磁通门制作而成。由于GPS在导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用,但由于其信号常被地形、地物遮挡,导致精度大大降低,甚至不能使用。若在GPS信号不良的情况以及静止的情况下,GPS无法给出航向信息。而电子罗盘恰恰可弥补GPS的不足。电子罗盘通过对GPS信号进行有效补偿,来进一步确保导航定向信息的准确度;详见图4-3。

注:稿件出稿时经Ucheck查重检测合格,论文无忧网原创(lunwen5u.com)
图4-3 电子罗盘
4.3.3 GPS模块
        GPS模块是由RF射频芯片、核心CPU、基带芯片以及相关外围电路组成。其GPS芯片多采用SiRFIII系列为主。GPS模块属于被动定位,其主要特点是点位速度快,但是存在较大的误差。GPS模块所标称的相关定位参数是在完全开放的空域且卫星信号较为优良的前提下测得。但就客观而言,GPS模块很难达到定位精准和时间精确;详见图4-4。
图4-4 GPS 模块及外置天线
4.3.4 天线
        天线是将传输线上传播的导行波,转变在无界媒介中传播的电磁波(或予以相反的变换)。天线多用于无线电设备中,如无线电通信、雷达、导航、广播、电视、电子对抗、遥感等领域。由于天线具有可逆性,也被用作接收天线。因此,作为发射或接收的同一天红,其基本特性参数是相同的;详见图4-5、4-6。
 
图4-5 主机GSM 天线
 
图4-6 从机GSM 天线
 

4.4 自动记录仪的实现

        本课题将设计火箭作业参数自动记录仪的总体功能框架,确定仪器的硬件系统功能和软件系统功能架构,设计并实现火箭作业参数自动记录仪的硬件功能和软件功能,完成整个仪器的硬件、软件功能的整体测试以及相关性能的测试,进而实现人工影响天气火箭作业参数的自动校正、自动记录和自动保存。该系统可以全面提高火箭作业指挥的科学性,增强该指挥系统的自动化程度,进而加快作业指令的传递速度,忠实记录作业参数,提高作业安全性。山西火箭作业参数自动记录仪,详见图4-7。
 图4-7 山西火箭作业参数自动记录仪


第五章 山西人影火箭作业数据采集与指挥系统的实现
        随着全球气候变暖加剧、各类极端天气、气候事件的日益增多,也给人们带来的生命财产造成了巨大损失。我国经济和社会的快速发展的同时,各类气象灾害所造成的损失绝对值也呈逐年攀升之势。因此,开展人工影响天气作业,有效防御、降低各类气象灾害以我国的经济发展尤显重要。人工影响天气亦也被简称为“人影”,而人影操作系统已逐渐成为我国绝大部分省、市有效抗御各类气象灾害主要手段。
       目前,我国先后建立了不同的人影业务系统,并初具规模与特色。如河南省建立了全省空域申请系统,广东、陕西、山东等省也专门建立了不同的信息管理系统。陕西人影业务系统通过卫星云物理特征的反演预警,亦为该省人工增雨作业以及冰雹云的早期识别提供更多的参考。而在北京市,则在人影业务系统中通过雷达监测产品全面实现了连续6小时作业指挥功能,同时,还建立了人影历史资料库,完善了作业点、弹药、作业装备等基本管理功能;江西省人影业务系统则通过多普勒雷达回波跟踪,来进行预测、增雨、防雹等相关作业,同时,还建立了掌上移动技术来进一步全系统的操作。但是,我国虽然大力加强、完善人影作业系统的建设工作,与国外人影技术水平仍存在较大差距。因此,为进一步加强人影作业效果,高效的高炮、火箭作业参数自动控制仪也随之成为人影作业系统之中不可缺少的辅助设备。进而,对山西人影火箭作业数据采集与指挥系统提出了更高的要求。

山西人影火箭作业数据采集系统

       人影作业参数自动控制仪的控制箱,是用来接收电子罗盘传回相关的经纬度、发射仰角等信息,并对火箭弹线路电阻、控制火箭弹的发射仰角及发射命令的检测。同时,要求控制箱体积相对要小、重量也相对要轻,另须配备GPS全球定位系统以利于为用户提供要有效的应用服务。本研究依托用户现有的网络,基于三维GIS系统,应用Java语说文,采用C/S架构模式来实现山西人影火箭作业数据采集系统。山西人影火箭作业数据采集与指挥系统设计原理图见图5-1。
 
图5-1 山西人影火箭作业数据采集与指挥系统设计原理图

5.1.1 作业数据采集内容

        系统实现资料的自动采集处理,并可以按照每次天气过程固定格式存放到人工影响天气数据库中。实现自动采集处理资料包括: 常规地面气象要素资料、全省四部新一代多普勒雷达资料采集、卫星云图及反演产品、探空资料、全省自动站和加密雨量观测资料、闪电定位仪资料、机载探测资料、地面雨滴谱资料、GPS卫星定位资料等。同时可以实现对相关数据予以修改、删除、添加以及查询。
作业数据采集功能
       由于,安装了人影业务指挥系统的计算机位于气象局内部网络中,因此,该系统完全可通过网络中的雷达回波图以及实时卫星云图等相关资料;进而也极大了缩短系统的研发时间。本系统使用气象局内部共享资料来获取气象数据;并定时收集最新的气象数据。而用户只需在指挥中心系统设置选项之中输入相应的气象数据服务器IP地址及共享目录名,即可定时获取最新气象数据。
(1)作业指令生成方法
        系统准备进行作业时,需根据雷达图、卫星云图等气象资料来进一步确定相应的作业范围,并通过鼠标在地图上标明作业区域;此时,程序则根据附近各炮点的射程,来准确计算其是否可以参与此次作业任务。当系统生成相应的作业指令之后,必须及时通过手动设置作业性质、云系零度层高度、云系特征、风向、目标高度等相关参数。与此同时,由人影指挥人员依据相关数据的计算以及经验等来决定本次作业所需要的用弹量。其次,结合炮点与作业区域的相对位置,通过程度来计算炮点发射方位角范围等,详见图5-2。通常来讲,弹道的曲线数据往往由生产厂商予以提供,如有必要也可通过计算机模拟或实际测量得出。

图5-2 经纬度、发射仰角、炮弹数量等指令记录
(2)作业指令接收程序设计
        作业指令接收程序使用J2ME语言编写。程序主要包括参数设置、提示音播放、网络连接、指令处理等几个模块。当程序启动后,首先会判断上一次作业是否正常退出,若是正常退出,手机屏幕上则会显示出软件的主界面,用户通过按键操作进入相应的参数设置或是连接至服务器。当顺利连接到服务器之后,程序会自动启动一个接收线程,该线程则会从TCP流中读入指令包,并在屏幕上显示相应的提示信息,用户只需按照屏幕提示信息来完成人工影响天气作业;详见图5-3。
 
图5-3 作业指令接收程序主流程图
 
    (3)作业采集记录关键程序设计
    山西人影火箭记录仪关键程序设计如下:
Added Component: Designator=8550(NPN-8550)
Added Component: Designator=C1(B)
Added Component: Designator=C2(RAD-0.3)
Added Component: Designator=C3(B)
Added Component: Designator=C4(RAD-0.3)
Added Component: Designator=C5(B)
Added Component: Designator=C6(RAD-0.3)
Added Component: Designator=C7(B)
Added Component: Designator=C8(RAD-0.3)
Added Component: Designator=C9(B)
Added Component: Designator=C10(0805)
Added Component: Designator=C11(0805)
Added Component: Designator=C12(0805)
Added Component: Designator=C13(RAD-0.3)
Added Component: Designator=C14(0805)
Added Component: Designator=C15(0805)
Added Component: Designator=C16(0805)
……
……
Added Pin To Net: NetName=VCC Pin=U10-16
Added Pin To Net: NetName=VCC Pin=U13-1
Added Pin To Net: NetName=VCC Pin=U16-16
Added Pin To Net: NetName=VCC Pin=U17-1
Added Net: Name=VCC
Added Class: Name=Sheet1
Added Room: Name=Sheet1
 

山西人影火箭指挥系统

系统功能
       系统设计需要综合考虑各部门现有的通信条件,GPS 定位、GSM、GIS 技术和雷达技术等,主要考虑作业空域的安全性和时效性。作业信息流在指挥监控中心与航空管制部门,指挥监控中心与车载终端之间信息的传送和控制;多个市县作业点同时申报作业空域时,作业点的识别;申请优先权的控制和申报与回复的顺序等。主要用以实现以下几方面功能:(1)实时气象信息获取:常规气象资料、气象多要素自动站实况资料、风廓线资料、气象卫星资料、天气雷达探测资料、数值预报产品及区域非常规气象信息、特种观测资料(湿度、雨滴谱等)。(2)气象信息预处理:能对各种气象资料进行质量控制和标准化处理。(3)作业分析预警。(4)作业指挥调度。(5)信息综合管理:实现作业信息管理;弹药物品的联网管理;装备物质管理;作业人员信息管理等功能。(6)作业信息上报。实现火箭作业信息、作业效果以及各种灾情上报功能。
功能实现
一、指挥系统设计
       指挥系统使用Visual C++6.0加ESRI公司的MapObjects控件开发,数据库系统使用SQL Server 2000,在Windows 2000 Server操作系统上运行。其中最重要的工作任务主要是以下几方面:首先,全面可实现屏幕上绘制各种作业区域地图。其次,下载最新气象资料之后,自动叠加于操作地图上供指挥人员使用,并辅助指挥人员及时做出正确决策。第三,生成各种作业参数功能。第四,实现与作业点进行实时通信。第五,实现作业信息和系统信息存储至数据库。
    1、GIS程序设计
       本系统采用MapObjects控件来实现地图显示以及相关气象资料的叠加功能。通过在指挥系统程序主界面加入MapObjeets控件之后,载入气象局提供的相关地图数据。为了能够可以在地图上叠加雷达图等气象资料,本程序在设计时还加入了几个图像图层;另外,程序中还通过一个单独的数据读取线程来完成新图像资料的载入工作;同时向程序主线程发出刷新消息,通知主线程刷新图形显示。另外,刷新界面时程序遍历作业点列表,将其以地图符号的形式绘制到地图的对应位置以利于系统的操作。
(2)气象资料获取方式
       由于,安装了人影业务指挥系统的计算机位于气象局内部网络中,因此,该系统完全可通过网络中的雷达回波图以及实时卫星云图等相关资料;进而也极大了缩短系统的研发时间。本系统使用气象局内部共享资料来获取气象数据;并定时收集最新的气象数据。而用户只需在指挥中心系统设置选项之中输入相应的气象数据服务器IP地址及共享目录名,即可定时获取最新气象数据;详见图5-3。
 
图5-3 气象资料文件读取流程图
    (3)作业指令生成方法
        系统准备进行作业时,需根据雷达图、卫星云图等气象资料来进一步确定相应的作业范围,并通过鼠标在地图上标明作业区域;此时,程序则根据附近各炮点的射程,来准确计算其是否可以参与此次作业任务。当系统生成相应的作业指令之后,必须及时通过手动设置作业性质、云系零度层高度、云系特征、风向、目标高度等相关参数。与此同时,由人影指挥人员依据相关数据的计算以及经验等来决定本次作业所需要的用弹量。其次,结合炮点与作业区域的相对位置,通过程度来计算炮点发射方位角范围等,详见图5-2。通常来讲,弹道的曲线数据往往由生产厂商予以提供,如有必要也可通过计算机模拟或实际测量得出。方位角计算方法详见图5-4;山西人影火箭弹道曲线示意图;详见5-5。
 
图5-4 火箭炮点方位角计算方法示意图
  
图5-5山西人影火箭弹道曲线示意图
    (4)数据库设计  
       本文指挥系统采用SQL Server 2000存储数据,主要用于记录、存储作业点信息、作业记录以及相关的系统消息日志等。作业点信息表用于存储各个作业点的ID号、作业类型与地理位置等。系统消息日志表则记录本系统在运行过程之中的一些常规信息,如作业点与指挥中心登录记录、操作指令的收发记录等。而作业记录表主要记录人影作业的具体信息,如作业的起止时间、作业区域、空域时间及各作业点的相关作业参数等。
    (5)指令通讯协议
欲将作业指令发送至指令中转服务器中,指挥系统就必须为此定义一套科学的通讯协议。
A、指挥中心登录中转服务器
      本系统采用类似CHAP协议来处理指挥中心登录服务器的过程。首先,当指挥中心连接至中转服务器时,中转服务器则会立即向指挥中心发送8字节的随机数挑战码。其次,指挥中心则会依据彼此间约定的算法算出8字节的响应码,然后将响应码回复至中转服务器。第三,中转服务器对该响应码进行验证,验证通过后,方可让指挥中心成功登录。第四,响应码出现错误时,则会强行断开TCP的连接。
    B、指挥中心与作业点通信
      指挥中心向远程作业点发送的所有指令均通过中转服务器转发,实际上仍然是在和中转服务器通信。其中包括:作业人员点名、作业预警、时钟校准、发布作业参数及作业回执、终止作业。
二、指令中转服务器设计内容
(1)中转服务器总体结构
       本系统的指令中转服务器采用Visual C++6.0开发,通过具有独立公网IP地址的Windows2000服务器上运行。中转服务器由对话界面、手机连接模块、指挥中心连接模块组成。当程序启动后,首先,进行初始化操作。其次,对指挥中心的连接端口以及手机的连接端口进行监听。若出现连接请求,则会为此连接新建一个Socket之后,再将其加入指挥中心在线列表,并予以身份验证。第三,由新建Socket负责处理指挥中心的相关数据的收发任务。
(2)指令处理流程
      本系统使用MFC中的异步Socket类(CAsyncSocket)实现Socket通信功能。首先,服务器启动时会立即创建一个CConsoleListenSock的实例之后,开始对指挥中心登录端口进行监听。其次,当指挥中心程序连接至服务器时,则会立即触发监听Socket的OnAccept事件。并由监听Socket立即创建一个CConsoleSock的实例来接收此连接,再将其加入到在线指挥机列表中。第三,在生成一个随机数发送到对方。当对方返回正确的应答码后,则允许登录;若应答码错误,断开连接。
(3)数据包处理方法
      指令中转服务器接收来自指挥中心和作业点手机两个方向的数据,程序需要从网络中取出报文段并对其进行处理。在读取报文时要注意的问题有三个:数据包分解问题、数据包重组问题和字节序问题。实践操作中发现,数据包常常会出现分解问题;如指挥中心系统向多个作业点发送指令时,会偶尔出现粘包情况,出现这种情况的主要原因:因TCP是一个面向字节的协议,它会将高层交下来的长报文当作是由字节组成的数据流。两个应用程序建立起一个TCP连接后,便可以数据互传,进程通过套接字向对方发送的数据则会被存放在该连接的发送缓存中,而TCP则会不时的从发送缓存中取出一段数据发送出去。


第六章 总结与展望

研究总结

      随着全球气候变暖加剧、各类极端天气、气候事件的日益增多,也给人们带来的生命财产造成了巨大损失。我国经济和社会的快速发展的同时,各类气象灾害所造成的损失绝对值也呈逐年攀升之势。因此,开展人工影响天气作业,有效防御、降低各类气象灾害以我国的经济发展尤显重要。人工影响天气亦也被简称为“人影”,而人影操作系统已逐渐成为我国绝大部分省、市有效抗御各类气象灾害主要手段。目前,我国先后建立了不同的人影业务系统,并初具规模与特色。如河南省建立了全省空域申请系统,广东、陕西、山东等省也专门建立了不同的信息管理系统。陕西人影业务系统通过卫星云物理特征的反演预警,亦为该省人工增雨作业以及冰雹云的早期识别提供更多的参考。但是,我国虽然大力加强、完善人影作业系统的建设工作,与国外人影技术水平仍存在较大差距。
      为了提高人工影响天气作业的科学性、有效性,必须在当前气象现代化建设进程中,开发和建设基于建设成果,专门用于人影工作、尤其是作业指挥的综合集成软件系统,支撑人工影响天气的科学发展。本文通过对山西火箭作业数据采集与指挥系统进行了系统的研究与设计。并通过对通用分组无线业务、全球定位系统以及地理信息系统进行了相关阐述以及人工影响天气的理论基础之上,对山西人影火箭指挥系统进行了分析;并对山西人影火箭指挥的系统特点、核心技术以及系统的模块化设计进行了分析,进而完成了对山西人影火箭作业数据采集系统、作业数据采集内容、作业数据采集功能、山西人影火箭指挥系统、系统功能的设计以及相关功能的实现。

研究不足与未来展望

       受本人研究能力、知识所限,本研究尚存多处不足;如计算机编程方面尚有不足之处;这也进一步影响到信息采集以及指挥系统的后期完善工作。另外,如何结合火箭自身结构特点来设置完善自动反馈作业数据等,也是未来深入研究的方向,以期我国人工影天气的深入研究作出更多的贡献。
 

参考文献

[1] 荆海亮.人工影响天气R-05型火箭发射架模具设计[J].  现代农业科技, 2011年 17期  
[2] 罗武.WR-1型増雨火箭发射控制器疑难故障维修一例[J].    贵州气象, 2011年 05期 
[3] 李宝刚, 关肖月.人工影响天气地面发射系统的故障分析判断与排除[J].  农技服务 , 2011年 07期  
[4] 张国钧  .增雨气象火箭弹结构设计及试验研究 [J].中北大学学报(自然科学版) , 2011年 04期 
[5] 喻箭,晏军, 任燕彬, 魏旭辉.火箭作业技术在防雹作业中的应用[J]. 沙漠与绿洲气象, 2009年 S1期
[6] 王以琳,张新华,贾斌,王化玲,于金源.地面人影作业决策指挥系统建设的技术问题探讨  [J].气象科技 , 2011年 04期
[7] 丁小山.人工影响天气作业中的安全作业问题浅谈 [J].科技资讯 2010年 07期  
[8]吴宏鑫, 余四祥. 智能控制的理论与方法[J]. 百科知识 , 1994,(12)
[9] 魏旭辉, 张清, 彭成海, 喻箭.增雨防雹火箭弹的构造原理 [J].沙漠与绿洲气象 , 2009年 S1期  
[10] 魏旭辉,张清,陆卫冬,晏军.增雨防雹火箭弹的工作原理和技术参数  [J].沙漠与绿洲气象 , 2009年 S1期
[11] 张蔷,何晖,刘建忠,李宏宇, 黄梦宇,马新成.北京2008年奥运会开幕式人工消减雨作业  [J].气象 , 2009年 08期  
[12] 刘丰.北京奥运会开幕式火箭作业延迟降水时间浅析  [J].气象 , 2008年 S1期  
[13] 李定才,袁献国,郑宏伟,黄献刚,丁建芳.高炮、火箭人影催化作业云层高度的确定[J]. 气象与环境科学  2008年 S1期
[14] 董斌.人工增雨火箭发控系统的实际操作和维护[J]. 现代农业科技 2008年 16期  
[15] 肖卉, 白卡娃, 王可法, 沈瑱.江苏省火箭人工增雨作业指标研究  [J].气象科学 2008年 04期
 
注:出稿时经Ucheck查重检测合格,出自论文无忧网(lunwen5u.com)
 
致谢
        衷心感谢恩师**教授对我**年来的谆谆教诲及亲人般的关怀,在我读**的期间,恩师在生活、学习上给予了我无尽的帮助与关心,引领着我走向更深层次的学习、研究之路。师从**载,令我收获甚丰,尤其是恩师严谨治学之风、宽厚待人之德、前沿精髓的学术造诣皆令我永生难忘、学而不疲。恩师对我的学习的指导与品行的影响均难言尽,在此谨向恩师致以学生对您最为崇高的敬意与由衷的感谢!感谢您在百忙之中仍给予大量的时间来帮助我选题、安排结构,指点我如何对资料进行收集以及论文撰写;并在论文撰写过程中,给我提出意见、帮助我修改论文。在此,学生***再次向您致以诚挚的谢意与崇高的敬意。我也希望导师在我今后的学习与工作之中继续给予我教诲与支持。
        本论文的顺利完成,还得益于**学院的***老师的无私指导与帮助。在你们的关心之下,使我顺利走完了在**学校的**年学习时光。教师们严谨的科研作风和教学态度,让我深深感受到了农业事业的崇高,并再一次坚定了我从事农业事业的决心与信心!
另外,还要感谢曾经给我关心和帮助的***、***等各位老师。在学习期间,他们认真地给我提出了宝贵的意见,让我在论文写作过程中少走弯路。 在这几年的学习生活中,老师们的启迪和帮助让我受益匪浅,正是他们给了我力量,才让我在学习和积累的过程中完成论文的写作。在此,我还要感谢各位答辩委员的专家、学者们对我拙文的批评和指正。
        最后,要感谢周围亲爱的同学们及家人,感谢你们一如既往地支持着我,当我遇到困难时安慰我,当我取得小小的成绩时和我一起分享。我也在你们的陪伴、帮助和支持下,得到了不断进步、更有信心。相信在今后,我会在未来的天空中飞得更稳、更高!
 
 注:出稿时经Ucheck查重检测合格,出自论文无忧网(lunwen5u.com)
 
 
 
 
 
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