一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法
【专利摘要】一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，通过气压高度传感器采集气压高度，通过导航卫星定位获得海拔高度，计算气压高度和海拔高度的差值；采用温湿度传感器采集温度；采用温湿度传感器采集湿度；对所采集数据进行比较，完成对天气的预报。本发明中的参数监测无需固定位置，并且不需要通信网络支持，能够有效克服传统天气预报依赖监测网络通信的缺点；本发明中的传感器可实时地对环境参数进行采集，能够及时地对未来短时间的天气进行预报；应用卫星定位技术，计算气压高度和海拔高度的差值，比仅使用气压参数作参考的方法更准确。本发明可获得本地短时间内较准确的降水概率，适合户外旅行、军队、科考等各类野外作业人群使用。
【专利说明】一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法
【技术领域】
[0001]本发明属于天气预报领域，尤其涉及一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法。
【背景技术】
[0002]传统的便携式天气预报装置(仪)，主要有三种形式:一是利用终端设备上的专用应用程序，通过互联网访问专业网站(服务器)，获取需要的天气预报信息；二是利用多个分散的终端设备，在网络上共享各设备收集到的温度、湿度、气压和风力等信息，由专门的一台设备利用模型进行预测并发布结果。三是温度湿度气压计三合一气象站(预报仪)，通过观测并记录上述三种参数的测量结果，主要根据气压变化趋势而判断是否会有雨雪天气。第一种方法的实质是获取现成的预报结果，其缺点是依靠互联网和专门的天气预报网站，不能做到实时更新；第二种方法不依赖专业网站，但是仍依赖通信网络，且成本相对较高，稳定性较差。第三种方法，尽管实现了独立预报天气，但仅凭气压的变化而判断天气，误差较大，且存在人工因素，预报所需时间长。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，其利用卫星定位能够获取短时间内较 准确的降水概率，适合军队、科考等各类野外作业人群使用。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0005](I)以T1为周期，通过气压高度传感器采集气压高度，通过导航卫星定位获得海拔高度，计算气压高度和海拔高度的差值Di ;其中，i = 1,2, -N；
[0006](2)采用温湿度传感器采集温度，并将采集的温度记为T ;采用温湿度传感器采集湿度，并将采集的湿度记为H;
[0007](3)比较若干次的Di值，若Di呈增加趋势，即DjSDi,其中，j>i，则有以下情况:
[0008]①若H≥Ha且T≥T。，则预报有雨；
[0009]②若H≥Ha且T〈T。，则预报有雪；
[0010]③若Ηα>Η≥Hb,则预报阴天或多云；
[0011 ] ④若Ηβ>Η,则预报晴天；
[0012]其中，Ttl为气象学上的雨雪分界地表温度；Ηα、Ηβ为两个湿度阀值常量，Ha为60~70%, Hb 为 40 ~50%。
[0013]所述1\为I~10分钟。
[0014]所述通过导航卫星定位获得海拔高度具体是:通过天线接收导航卫星信号后，再由与天线连接的卫星定位信息接收模块得到海拔高度。
[0015]所述天线为有源天线或无源天线。
[0016]所述若干次具体为20~200次。
[0017]所述Ttl 为 2-3 °C。[0018]与现有技术相比，本发明具有的有益效果:本发明通过气压高度传感器采集气压高度，通过卫星定位获得海拔高度，计算气压高度和海拔高度的差值，通过温湿度传感器采集温度和湿度来进行天气预报的。本发明中的参数监测无需固定位置，并且不需要通信网络支持，能够有效克服传统天气预报依赖监测网络通信的缺点；同时，本发明中的传感器可实时地对环境参数进行采集，能够及时地对未来短时间(6-8小时)的天气进行预报，克服了传统方法预报时间长的缺点；最后，应用卫星定位技术，计算气压高度和海拔高度的差值，比仅使用气压参数作参考的方法更准确。本发明可获得本地短时间内较准确的降水概率，适合户外旅行、军队、科考等各类野外作业人群使用。
【具体实施方式】
[0019]下面对本发明进一步详细描述。本发明中的短时天气预报的时限为6-8小时之内。
[0020]本发明基于两个基本的大气原理:第一，温度不变时，气压持续变高，表明空气中水汽含量增多，即将降雨或降雪；第二，随着海拔高度的增加，空气密度逐渐减小，气压降低。为了进一步提高雨雪天气预测的准确度，本发明采用了海拔高度和气压高度的相对差值，作为气压变化的参考，同时将相对湿度作为另一个预测参数。通过气压高度传感器、温湿度传感器、卫星定位信息接收模块，可准确的对相应参数进行精确地测量。本发明具体包括以下步骤: [0021](I)以T1为周期，采用气压高度传感器采集气压高度，采用卫星定位获得海拔高度，具体是:通过有源天线或无源天线接收卫星信号后，与天线相连的卫星定位信息接收模块再按照指定的格式和频率输出定位信息，进而获得海拔高度，计算气压高度和海拔高度的差值Di (i = 1，2，…N)。其中，！\为I~10分钟。
[0022](2)采用温湿度传感器采集温度和湿度，分别记为T和H。
[0023](3)比较20~100次的Di值，若Di呈增加趋势，即DjSDi,其中，j>i，则有以下情况:
[0024]①若H≥Ha且T≥T。，则预报有雨；
[0025]②若H≥Ha且T〈T。，则预报有雪；
[0026]③若Ηα>Η≥Hb,则预报阴天或多云；
[0027]④若Ηβ>Η，则预报晴天。
[0028]其中，Ttl为气相学上的雨雪分界地表温度，一般为2_3°C。Ha，Hb是两个湿度阀值常量，将湿度划分为3个区间，分别对应雨雪天气、阴天(多云)和晴天；Ha为60%~70%，Hb为40~50% %，Ha、Hb可根据所在地进行适当调整。
[0029]本发明中的天线为有源天线或无源天线，在一般情况下，有源天线比无源天线的灵敏度要好。本发明中的卫星定位信息接收模块具有灵敏度高、体积小和功耗低等特点，支持北斗定位系统或GPS定位系统，也可是双模。本发明中的温湿度传感器和气压高度传感器，能够输出已校准数字信号，具有响应快、灵敏度高、抗干扰能力强、通信协议简单、功耗低等特点。气压精度范围要在2.5hPa之内，气压高度精度高达0.25m，海拔高度精度也小于
2.5m，湿度精度为4% RH，温度精度为0.4°C。
[0030]本发明主要应用于需要及时可靠地获取短时天气预报和地理位置信息的场合，辅助决策行动，可应用于个人户外旅行、野外勘探以及野外军事行动等军民领域。
【权利要求】
1.一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)以T1为周期，通过气压高度传感器采集气压高度，通过导航卫星定位获得海拔高度，计算气压高度和海拔高度的差值Di ;其中，i = 1,2, -N； (2)采用温湿度传感器采集温度，并将采集的温度记为T;采用温湿度传感器采集湿度，并将采集的湿度记为H; (3)比较若干次的Di值，若Di呈增加趋势，即DjSDi,其中，j>i，则有以下情况: ①若H≥Ha且T≥T。，则预报有雨； ②若H≥Ha且T〈TQ，则预报有雪； ③若Ha>H≥Hb,则预报阴天或多云； ④若hb>h,则预报晴天； 其中，Ttl为气象学上的雨雪分界地表温度；Ha、Hb为两个湿度阀值常量，Ha为60~70%，Hb 为 40 ~50%。
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，其特征在于，所述T1为I~10分钟。
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，其特征在于，所述通过导航卫星定位获得海拔高度具体是:通过天线接收导航卫星信号后，再由与天线相连接的卫星定位信息接收模块得到海拔高度。
4.根据权利要求3所述的一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，其特征在于，所述天线为有源天线或无源天线。
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，其特征在于，所述若干次具体为20~200次。
6.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位信息的短时天气预报方法，其特征在于，所述Ttl为2-3 °C。
【文档编号】G01W1/10GK104035143SQ201410189055
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】胡健生, 罗卫兵, 罗琦盛 申请人:罗卫兵