一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法
【專利摘要】一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，通過(guò)氣壓高度傳感器采集氣壓高度，通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星定位獲得海拔高度，計(jì)算氣壓高度和海拔高度的差值；采用溫濕度傳感器采集溫度；采用溫濕度傳感器采集濕度；對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，完成對(duì)天氣的預(yù)報(bào)。本發(fā)明中的參數(shù)監(jiān)測(cè)無(wú)需固定位置，并且不需要通信網(wǎng)絡(luò)支持，能夠有效克服傳統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)依賴監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)通信的缺點(diǎn)；本發(fā)明中的傳感器可實(shí)時(shí)地對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集，能夠及時(shí)地對(duì)未來(lái)短時(shí)間的天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)；應(yīng)用衛(wèi)星定位技術(shù)，計(jì)算氣壓高度和海拔高度的差值，比僅使用氣壓參數(shù)作參考的方法更準(zhǔn)確。本發(fā)明可獲得本地短時(shí)間內(nèi)較準(zhǔn)確的降水概率，適合戶外旅行、軍隊(duì)、科考等各類野外作業(yè)人群使用。
【專利說(shuō)明】一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天氣預(yù)報(bào)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的便攜式天氣預(yù)報(bào)裝置(儀)，主要有三種形式:一是利用終端設(shè)備上的專用應(yīng)用程序，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)專業(yè)網(wǎng)站(服務(wù)器)，獲取需要的天氣預(yù)報(bào)信息；二是利用多個(gè)分散的終端設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)上共享各設(shè)備收集到的溫度、濕度、氣壓和風(fēng)力等信息，由專門(mén)的一臺(tái)設(shè)備利用模型進(jìn)行預(yù)測(cè)并發(fā)布結(jié)果。三是溫度濕度氣壓計(jì)三合一氣象站(預(yù)報(bào)儀)，通過(guò)觀測(cè)并記錄上述三種參數(shù)的測(cè)量結(jié)果，主要根據(jù)氣壓變化趨勢(shì)而判斷是否會(huì)有雨雪天氣。第一種方法的實(shí)質(zhì)是獲取現(xiàn)成的預(yù)報(bào)結(jié)果，其缺點(diǎn)是依靠互聯(lián)網(wǎng)和專門(mén)的天氣預(yù)報(bào)網(wǎng)站，不能做到實(shí)時(shí)更新；第二種方法不依賴專業(yè)網(wǎng)站，但是仍依賴通信網(wǎng)絡(luò)，且成本相對(duì)較高，穩(wěn)定性較差。第三種方法，盡管實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立預(yù)報(bào)天氣，但僅憑氣壓的變化而判斷天氣，誤差較大，且存在人工因素，預(yù)報(bào)所需時(shí)間長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，其利用衛(wèi)星定位能夠獲取短時(shí)間內(nèi)較 準(zhǔn)確的降水概率，適合軍隊(duì)、科考等各類野外作業(yè)人群使用。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0005](I)以T1為周期，通過(guò)氣壓高度傳感器采集氣壓高度，通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星定位獲得海拔高度，計(jì)算氣壓高度和海拔高度的差值Di ;其中，i = 1,2, -N；
[0006](2)采用溫濕度傳感器采集溫度，并將采集的溫度記為T(mén) ;采用溫濕度傳感器采集濕度，并將采集的濕度記為H;
[0007](3)比較若干次的Di值，若Di呈增加趨勢(shì)，即DjSDi,其中，j>i，則有以下情況:
[0008]①若H≥Ha且T≥T。，則預(yù)報(bào)有雨；
[0009]②若H≥Ha且T〈T。，則預(yù)報(bào)有雪；
[0010]③若Ηα>Η≥Hb,則預(yù)報(bào)陰天或多云；
[0011 ] ④若Ηβ>Η,則預(yù)報(bào)晴天；
[0012]其中，Ttl為氣象學(xué)上的雨雪分界地表溫度；Ηα、Ηβ為兩個(gè)濕度閥值常量，Ha為60~70%, Hb 為 40 ~50%。
[0013]所述1\為I~10分鐘。
[0014]所述通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星定位獲得海拔高度具體是:通過(guò)天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)后，再由與天線連接的衛(wèi)星定位信息接收模塊得到海拔高度。
[0015]所述天線為有源天線或無(wú)源天線。
[0016]所述若干次具體為20~200次。
[0017]所述Ttl 為 2-3 °C。[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果:本發(fā)明通過(guò)氣壓高度傳感器采集氣壓高度，通過(guò)衛(wèi)星定位獲得海拔高度，計(jì)算氣壓高度和海拔高度的差值，通過(guò)溫濕度傳感器采集溫度和濕度來(lái)進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)的。本發(fā)明中的參數(shù)監(jiān)測(cè)無(wú)需固定位置，并且不需要通信網(wǎng)絡(luò)支持，能夠有效克服傳統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)依賴監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)通信的缺點(diǎn)；同時(shí)，本發(fā)明中的傳感器可實(shí)時(shí)地對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集，能夠及時(shí)地對(duì)未來(lái)短時(shí)間(6-8小時(shí))的天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)，克服了傳統(tǒng)方法預(yù)報(bào)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)；最后，應(yīng)用衛(wèi)星定位技術(shù)，計(jì)算氣壓高度和海拔高度的差值，比僅使用氣壓參數(shù)作參考的方法更準(zhǔn)確。本發(fā)明可獲得本地短時(shí)間內(nèi)較準(zhǔn)確的降水概率，適合戶外旅行、軍隊(duì)、科考等各類野外作業(yè)人群使用。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明中的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)的時(shí)限為6-8小時(shí)之內(nèi)。
[0020]本發(fā)明基于兩個(gè)基本的大氣原理:第一，溫度不變時(shí)，氣壓持續(xù)變高，表明空氣中水汽含量增多，即將降雨或降雪；第二，隨著海拔高度的增加，空氣密度逐漸減小，氣壓降低。為了進(jìn)一步提高雨雪天氣預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，本發(fā)明采用了海拔高度和氣壓高度的相對(duì)差值，作為氣壓變化的參考，同時(shí)將相對(duì)濕度作為另一個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)。通過(guò)氣壓高度傳感器、溫濕度傳感器、衛(wèi)星定位信息接收模塊，可準(zhǔn)確的對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行精確地測(cè)量。本發(fā)明具體包括以下步驟: [0021](I)以T1為周期，采用氣壓高度傳感器采集氣壓高度，采用衛(wèi)星定位獲得海拔高度，具體是:通過(guò)有源天線或無(wú)源天線接收衛(wèi)星信號(hào)后，與天線相連的衛(wèi)星定位信息接收模塊再按照指定的格式和頻率輸出定位信息，進(jìn)而獲得海拔高度，計(jì)算氣壓高度和海拔高度的差值Di (i = 1，2，…N)。其中，！\為I~10分鐘。
[0022](2)采用溫濕度傳感器采集溫度和濕度，分別記為T(mén)和H。
[0023](3)比較20~100次的Di值，若Di呈增加趨勢(shì)，即DjSDi,其中，j>i，則有以下情況:
[0024]①若H≥Ha且T≥T。，則預(yù)報(bào)有雨；
[0025]②若H≥Ha且T〈T。，則預(yù)報(bào)有雪；
[0026]③若Ηα>Η≥Hb,則預(yù)報(bào)陰天或多云；
[0027]④若Ηβ>Η，則預(yù)報(bào)晴天。
[0028]其中，Ttl為氣相學(xué)上的雨雪分界地表溫度，一般為2_3°C。Ha，Hb是兩個(gè)濕度閥值常量，將濕度劃分為3個(gè)區(qū)間，分別對(duì)應(yīng)雨雪天氣、陰天(多云)和晴天；Ha為60%~70%，Hb為40~50% %，Ha、Hb可根據(jù)所在地進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
[0029]本發(fā)明中的天線為有源天線或無(wú)源天線，在一般情況下，有源天線比無(wú)源天線的靈敏度要好。本發(fā)明中的衛(wèi)星定位信息接收模塊具有靈敏度高、體積小和功耗低等特點(diǎn)，支持北斗定位系統(tǒng)或GPS定位系統(tǒng)，也可是雙模。本發(fā)明中的溫濕度傳感器和氣壓高度傳感器，能夠輸出已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，具有響應(yīng)快、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、通信協(xié)議簡(jiǎn)單、功耗低等特點(diǎn)。氣壓精度范圍要在2.5hPa之內(nèi)，氣壓高度精度高達(dá)0.25m，海拔高度精度也小于
2.5m，濕度精度為4% RH，溫度精度為0.4°C。
[0030]本發(fā)明主要應(yīng)用于需要及時(shí)可靠地獲取短時(shí)天氣預(yù)報(bào)和地理位置信息的場(chǎng)合，輔助決策行動(dòng)，可應(yīng)用于個(gè)人戶外旅行、野外勘探以及野外軍事行動(dòng)等軍民領(lǐng)域。
【權(quán)利要求】
1.一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)以T1為周期，通過(guò)氣壓高度傳感器采集氣壓高度，通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星定位獲得海拔高度，計(jì)算氣壓高度和海拔高度的差值Di ;其中，i = 1,2, -N； (2)采用溫濕度傳感器采集溫度，并將采集的溫度記為T(mén);采用溫濕度傳感器采集濕度，并將采集的濕度記為H; (3)比較若干次的Di值，若Di呈增加趨勢(shì)，即DjSDi,其中，j>i，則有以下情況: ①若H≥Ha且T≥T。，則預(yù)報(bào)有雨； ②若H≥Ha且T〈TQ，則預(yù)報(bào)有雪； ③若Ha>H≥Hb,則預(yù)報(bào)陰天或多云； ④若hb>h,則預(yù)報(bào)晴天； 其中，Ttl為氣象學(xué)上的雨雪分界地表溫度；Ha、Hb為兩個(gè)濕度閥值常量，Ha為60~70%，Hb 為 40 ~50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述T1為I~10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星定位獲得海拔高度具體是:通過(guò)天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)后，再由與天線相連接的衛(wèi)星定位信息接收模塊得到海拔高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述天線為有源天線或無(wú)源天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述若干次具體為20~200次。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于衛(wèi)星定位信息的短時(shí)天氣預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述Ttl為2-3 °C。
【文檔編號(hào)】G01W1/10GK104035143SQ201410189055
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】胡健生, 羅衛(wèi)兵, 羅琦盛 申請(qǐng)人:羅衛(wèi)兵