人工影响天气地面作业信息采集与控制系统研究与实现

发布时间：2021-08-11 00:09

　　随着天气状况的恶化,人工影响天气作业可能会越来越广泛。由于缺乏有效的信息化手段,使得人工影响天气作业参数的检测、上报等技术相对落后,造成作业参数精度相对较差,作业实时性不强,还有很大的提升空间。提高人工影响天气作业参数的自动检测水平以及开发可视化的指挥平台、数据实时传输技术有利于提高人工影响天气作业的效率。因此,研究相关检测技术开发相关的地面作业信息采集与控制系统具有一定的现实意义。本论文所研究的人工影响天气作业信息采集与控制系统,核心的芯片是采用意法半导体公司生产的STM32F103单片机以及HMC5883L地磁传感器和MPU-6050加速度、陀螺仪传感器。本文以人工降雨作业为例,对以往人工降雨作业系统的优缺点、作业原理、作业装备以及作业参数的采集以及姿态角度解算的理论知识进行了分析,介绍了姿态角度的解算方法以及卡尔曼滤波器的设计。其次,完成了系统的功能需求分析,设计了信息采集与控制系统的总体结构和工作原理框架,选择了适合本系统的STM32单片机以及实现系统功能所需的别的相关芯片。然后采用模块化的结构思想,分别对姿态采集模块及其相关电路、主控模块及其相关电路进行电路设计研究。介绍了系... 

【文章来源】：安徽农业大学安徽省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

人工降雨地面火箭作业原理图

因此，我们要想法通过本系统的触摸显示屏显示相关的信息，提示作业人员哪些区域可以作业，哪些区域禁止作业，哪些区域是弹药的可能落地点等。我们采用72×10格点法来对作业区域进行表示，其原理图如图2-2所示。在进行点格法设计的时候，我们遵循以下原则：1) 以作业中心点向外扩散，每 n 公里为一圈，扩散到 10 圈。最外圈半径为火箭弹从中心点往外圈发射的最大落点距离（哑弹的情况下）。2) 以正北方向为 0 度，起始角度，顺时针方向旋转计数。3) 每 5 度为一个扇区，360 度共划分 72 个扇区。4) 410 圈与 72 个扇区，分割出 10×72 的格点数据。

固联在火箭架上面，它与地理坐标系共原点，但是这两个坐标系并不是重合的，两者之间的角位置关系就是火箭架的姿态角。地理坐标系通过三次旋转顺序变换到火箭架坐标系，坐标旋转如图3-1所示下：图 3- 1 坐标旋转关系图Fig 3-3 Coordinate rotation diagram两个坐标轴之间的旋转关系如下式：（3-1）其中，α、β、γ这三个角恰好可以分别表示火箭发射架的方位角、俯仰角和滚转角。这样，由地理坐标系到火箭架坐标系的坐标变换可以表示为：cos 0 -sin 1 0 0 cos sin 00 1 0 0 cos sin -sin cos 0sin 0 cos 0 -sin cos 0 0 1b tb tb tX XY YZ Z γ γ α αβ β α αγ γ β β（3-2）tttcos cos -sin sin sin sin sin +cos sin sin -cos sin-sin cos cos cos sincos sin +sin sin cos sin sin -cos sin cos cos cosXYZ α γ α β γ α γ α β γ β γα β α β βα γ α β γ α γ α β γ β γ（3-3）


本文编号：3335043