基于智能气球群的云监测系统和人工降水系统、控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人工降雨技术领域，具体涉及一种基于智能气球群的云监测系统和人工降水系统、控制方法。
【背景技术】
[0002]人工降水的原理是通过播撒催化剂(碘化银、干冰等)，影响云的微物理过程，使在一定条件下本来不能自然降水的云受激发而产生降水，或使本来能自然降水的云提高降水效率。能够用催化剂增雨的云需具备一定条件，称为潜在降水云体。目前人工降水催化作业方式主要有:地面布置碘化银燃烧炉、地面发射高炮或火箭播撒催化剂、飞机播撒催化剂、气球携带催化剂等。
[0003]地面布置燃烧炉的作业方式通过点燃催化剂焰条或溶液产生大量烟剂，依靠上升气流输送入云。这种方式要求有自然形成的持续上升气流，主要适用于易形成地形云且迎风面提供上升气流的山区，具有明显的地域局限性。另外，这种方式难以定点播撒催化剂，也难以确定催化剂入云的剂量，催化效率较低。
[0004]以高炮和火箭为载体的播撒方式相对更为有效。炮弹在云中爆炸，把携带的碘化银燃成烟剂撒在云中。火箭则在到达云中高度以后燃烧碘化银剂，随飞行过程沿途拉烟播撒。这种方式要求配备车载炮弹或火箭发射装备，属于火工装备，使用时受安保级别限制，难以在一般级别的人工降水任务或科学研究实验中使用，而且设备和材料成本较高，作业过程噪声大，火箭坠落时若未能及时开启降落伞可能影响地面生命财产安全，只能布置极少的作业地点，难以保证增雨雪效果与及时性。
[0005]飞机播撒催化剂是由搭载播撒设备的飞机直接将催化剂播撒到潜在降水云层。这种方式固定资产投入大，运行成本高，一次飞行的花费通常需要几十万到上百万元，而且为确保飞行安全，无法在强对流的天气下应用。
[0006]气球携带催化剂是一种轻巧、灵活的作业方式，它将碘化银焰条固定在浮力气球上，在气球上升过程中不断燃烧播撒烟剂，具有不受地域限制、成本低、催雨效率高等优点。但是，目前这种方式的应用程度不高，通常只作为非飞机作业期间的辅助或补充增雨手段，主要原因是:气球上升路径受气流影响，不确定性大，不能保证进入云体适当部位，投放点选择困难;气球投放后完全不受监测，作业人员无法核验本次投放是否有效;气球投放前就需要点燃催化剂烟剂或开始播撒，在气球尚未到达云体期间大量浪费催化剂。
【发明内容】
[0007]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0008]为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于智能气球群的云监测系统。
[0009]本发明的第二个目的在于提出一种基于智能气球群的人工降雨系统。
[0010]本发明的第三个目的在于提出一种基于智能气球群的人工降水系统的控制方法。
[0011]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于智能气球群的云监测系统，包括:多个智能气球和地面工作站，每个所述智能气球包括:气球主体;定位模块;大气监测模块，用于检测所述智能气球周围的第一环境参数;升降控制装置，用于根据主控装置发送升降控制指令控制所述智能气球的升降;无线通信模块，用于将所述智能气球的位置信息、所述智能气球周围的第一环境参数、所述催化剂散播装置的散播状态信息发送给所述地面工作站;主控模块，用于向所述升降控制装置发送所述升降控制指令;所述地面工作站，用于接收多个所述智能气分别发送的位置信息、大气环境参数、催化剂散播装置的散播状态信息得到预定大气区域的第一环境参数信息。
[0012]根据本发明实施例的基于智能气球群的云监测系统，通过多个智能气球可以采集预定大气区域的环境参数，为后续是否进行人工降雨提供有用信息。
[0013]另外，根据本发明上述实施例的基于智能气球群的云监测系统，还可以具有如下附加的技术特征:
[0014]进一步地，多个所述智能气球之间通过所述无线通信模块可相互通信。
[0015]进一步地，所述第一环境参数包括空气温度、湿度、气压和微粒浓度中的一种或多种。
[0016]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于智能气球群的人工降雨系统，包括上述的基于智能气球群的云监测系统，所述人工降雨系统还包括:催化剂散播装置，设置在所述智能气球上，用于根据主控模块的散播指令进行催化剂的散播;其中，所述主控模块用于发送所述散播指令，所述地面工作站还用于根据所述预定大气区域的第一环境参数信息调整多个所述智能气球的投放点和多个所述智能气球散播所述催化剂的位置进行人工降雨。
[0017]根据本发明实施例的基于智能气球群的人工降雨系统，通过多个智能气球可以采集预定大气区域的环境参数，根据预定大气区域的环境参数调整智能气球的投放点和散播催化剂的位置从而实现人工降雨。
[0018]另外，根据本发明上述实施例的基于智能气球群的人工降雨系统，还可以具有如下附加的技术特征:
[0019]进一步地，所述催化剂散播装置包括催化剂容器，所述催化剂容器内设置有粉末状催化剂，通过打开所述催化剂容器的开口散播所述催化剂进行降雨。
[0020]进一步地，所述催化剂散播装置包括点火装置，通过点燃所述催化剂进行降雨。
[0021]进一步地，所述地面工作站进一步用于根据多个所述智能气球的运动轨迹得到所述预定大气区域的风场信息，并根据所述预定大气区域的第一环境参数和所述风场信息预测进行人工降雨时的多个所述智能气球的设置点和散播所述催化剂的位置。
[0022]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于智能气球群的人工降水系统的控制方法，包括上述的智能气球群的人工降水系统，所述方法包括以下步骤:S1:在不同投放点总共投放第一预设数量的所述智能气球分别探测所述智能气球运动轨迹上的所述第一环境参数;S2:根据所述第一预设数量的所述智能气球的分别采集的所述智能气球运动轨迹上的所述第一环境参数得到所述预定大气区域的第一环境参数;S3:根据所述预定大区区域的第一环境参数调整智能气球的投放点总共投放第二预设数量的所述智能气球进行人工降雨。
[0023]根据本发明实施例的基于智能气球群的人工降雨系统的控制方法，通过多个智能气球可以采集预定大气区域的环境参数，根据预定大气区域的环境参数调整智能气球的投放点和散播催化剂的位置从而实现人工降雨。
[0024]另外，根据本发明上述实施例的基于智能气球群的人工降雨系统的控制方法，还可以具有如下附加的技术特征:
[0025]进一步地，在步骤S2后还包括以下步骤:S3’:根据所述第一预设数量的所述智能气球的运动轨迹得到所述预定大气区域的风场信息;S4’:根据所述预定大区区域的第一环境参数和所述风场信息预测进行人工降雨时的多个所述智能气球的设置点和散播所述催化剂的位置。
[0026]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0027]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0028]图1是本发明一个实施例的智能气球的结构示意图；
[0029]图2是本发明一个实施例的基于智能气球群的人工降水系统的控制方法的流程图；
[0030]图3是本发明的一个实施例的人工降水作业过程的示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0032]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以