基于相位法激光测距原理的雪深传感器研究与应用

从传感器测量原理、观测方法、数据处理算法等方面介绍了一种利用相位法激光测距原理测量积雪深度的雪深传感器,并参加了中国气象局于2010/2011年在黑龙江通河、新疆阿勒泰等台站开展的积雪深度对比观测试验,与超声波传感器和人工测量积雪深度进行了对比,比较了三者之间测量结果的差异。试验结果表明:这种激光雪深传感器能够适应冬季严寒和暴雪天气条件,可以连续、自动、准确的监测雪面变化过程;与超声波雪深传感器相比,激光雪深传感器测量结果更加稳定,更加接近人工观测结果;激光雪深传感器与人工测量雪深结果之间的平均误差约为,测量精度达到《地面气象观测规范》要求。

基于激光传感器的高铁雪深多点测量研究

降雪时轨道内的积雪会影响列车的正常运行,因此需精确测量出轨道内积雪的深度,控制列车的行进速度,以确保列车安全又快速地运行。针对原有激光单点雪深测量的不足,设计了一种由云台、激光传感器、倾角仪、加热单元等组成的雪深多点静态测量装置,并在某高铁工务段作了现场实验。试验表明该装置能够在严寒条件下正常工作,实现了多点雪深连续测量,测量结果稳定。与人工测量值相比误差在5 mm,测量精度高。

基于ARM的冰雪观测系统硬件设计

本文基于ARM Cortex M3的激光雪深传感器与激光雨滴谱传感器,设计了一套ARM Cortex M3冰雪观测采集器的冰雪观测系统,可实现野外长时间稳定运行,观测数据可信、可靠。该冰雪观测系统能准确获取降水状态、降水量、降雪深度等数据信息,为2022年北京冬奥会提供气象保障服务,并为实现我国北方地区以及高山高原地区的冰雪气象自动观测提供试点。