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人工影响天气是防灾减灾的一种重要手段,其中增雨和消雹更是对人们的生产生活产生着巨大的影响。近50年来,我国各种人工影响天气作业指挥系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程。但它们存在如下问题:在确定作业指令方面,有较大的盲目性和随意性,自动化程度较低;在传输作业指令方面,传输时间长;在作业工具方面,没有远程自动化控制;在实际作业中,不能对作业过程和作业数据进行详细准确盼记录。这些问题直接影响了我国人工影响天气事业的发展,已经引起我国气象部门的高度重视。
为解决这些问题,在硕士学习期间,结合本单位的相关科研任务主要进行了以下四个方面的研究:
1.基于GIS/GPRS/GPS的通信指挥方案研究在阐述组件式地理信息系统、GPRS、GPS的概念和应用的基础上,提出了基于GIS/GPRS/GPS通信指挥方案,并分析了这一通信指挥方案适用开发人工影响天气作业指挥系统的特点。
2,研制地面人工影响天气作业指挥系统根据对地面增雨、防雹的高炮和火箭进行作业指挥的业务要求,基于GIS/GPRS/GPS通信指挥方案,设计实现了地面人工影响天气作业指挥系统的方案。按照方案设计,系统主要包括作业指挥平台、作业指令信息转发服务器和作业指令信息接收机三部分。
系统的作业指挥平台根据已经划定的作业区域以及作业点的分布,并参照高炮、火箭的性能参数,根据炮弹、火箭弹的扩散模式形成作业方案,自动确定作业仰角、方位角、用弹量等作业参数和作业指令,做到了作业参数形成的科学性。作业参数和作业指令通过GPRS网络快速地传递到各地作业点的作业指令信息接收机上,满足了申请空域到作业的时间要求,能够及时捕捉作业时机。指挥平台实现了同时对多个作业点的指挥,并在其界面上拥有专门的作业点指令收发情况监控区域。
该系统作为一个业务化的人工影响天气作业指挥系统列为2006年中国气象局气象新技术推广项目在全国范围内推广应用。
3.智能手机型作业指令接收机的开发采用智能手机作为作业信息接收终端形成新一代的作业信息接收机,是一个非常新的思路,它使得作业指挥系统极具实用价值和应用推广前景,本文充分考虑了Java语言的跨平台性和可移植性的特点,采用J2ME开发了智能手机作业信息接收终端。
4.研制远程控制人工影响天气火箭自动化作业系统针对人工影响天气火箭自动化作业的需求,提出了远程控制人工影响天气火箭自动化作业系统的整体设计方案。该系统设计由作业指挥平台、GPRS指令转发服务器、作业指令接收中转器、火箭发射控制器和火箭发射架五部分组成。
应用GIS、GPS、GPRS、PLC技术,以雷达为主要指挥手段、集雷达图像分析、作业预警、作业指挥、火箭状态、数据传递、火箭管理等项功能为一体,建立远程控制人工影响天气火箭自动化作业系统。较完整地汇总到一个工作平面内的可视化业务技术系统。系统通过雷达图像分析确定作业区,自动确定火箭作业参数,自动检测火箭状态,自动完成火箭弹发射,形成自动化火箭作业流程。装有GPRS数据终端的火箭作业信息中转器无线接收参照雷达图像形成的作业指令,然后经用有线方式驱动自动火箭发射系统,控制自动火箭架的转动和火箭弹的发射。
该系统的研制填补了我国研制人工影响气地面自动化作业工具的空白,已经被列为2007年中国气象局气象新技术推广项目在全国范围内推广应用。