具有辐射误差修正功能的自动气象站系统设计

发布时间：2017-12-16 04:13

  本文关键词：具有辐射误差修正功能的自动气象站系统设计

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【摘要】：气象要素的测量关系到人们的日常生活和生产,自动气象站是集各气象要素测量于一体的智能化设备。本文设计了一种具有辐射误差修正功能的自动气象站系统,包括温湿度采集、风速风向采集、气压采集、雨量采集、辐射强度采集、GPS授时、微控制处理器系统、通信系统以及上位机显示存储软件。该气象站的传感器选型具有精度较高,稳定性好等特点。微控制器选用的是外设较多、速度较快、FLASH容量较大的32位ARM处理器STM32f103VCT6。通过设计高精度AD采集电路,运用阵列式气压传感器测量和卡尔曼滤波器算法对测量值进行滤波等方法,提高了测量精度。太阳辐射引起的气象站温度测量误差可达0.8K以上,制约了气候变化监测和天气预报精度的提高。本文设计的自动气象站,利用高反射率温度传感器探头、辐射传感器、风速风向传感器、高精度信号调理电路以及嵌入式软件实现对辐射误差的修正。利用该气象站和强制通风温度传感器搭建了试验平台。以强制通风温度传感器作为参考,测量不同风速、不同辐射强度下的辐射误差值,利用Levenberg-Marquardt (L-M)算法拟合出用辐射强度和风速计算辐射误差的修正方程,可实现辐射误差的实时修正。实验结果表明,在一定的辐射强度和风速范围内,辐射误差平均值降低到0.02K,显著提高了气象站气温测量精度。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH765.72
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本文编号：1294640