系到人们的社会生产活动，所以研究大气边界层的特性和规律是十分重要的。大气边界层的研究主要有以下用途首先的个应用是天气预报，准确及时的天气预报有利于经济建设国防建设的趋利避害，在保障人民生命财产安全等方面有极大的社会和经济效益，是人们社会生产活动的重要参考。城市边界层研究空气污染预报已在我国各大城市普遍开展，但是尚处初级阶段，数值预报的科学基础亟待充实。在个短时期内，污染源排放是相对稳定的，因此城市大气边界层结构及其时空变化，就是直接影响污染物浓度分布的主要原因。要弄清污染扩散的规律就必须弄清楚大气边界层中风向场温度场和湍流场的规律。另外城市中绿地以及工业设施的布局也需要对当地的局部气候深入了解。风能利用在能源匮乏的今天，矿物资源减少以及污染问题越来越严重，人们开始加强对非矿物资源的开发和利用。风能作为种清洁廉价的资源越来越受到人们的重二〇〇八年六月十八日星期三视，所以对特定区域的风能资源分布的调查也成为了大气边界层研究的个重要方面，这就需要对边界层大气中风力场的分布和变化规律有充分的认识。用于建筑的风振及风压问题。风振是建筑物的结构对大气湍流的频率响应问题，风压是建筑物能够经受的风力大小问题。建筑工程结构的正确设计来源于对大气边界层中风和湍流规律的深刻了解，特别是大桥和摩天大楼的设计。测风技术的发展大气中各种物理过程和天气的变化都是在三维空间中进行的，不同层次大气的性质和物理过程各不相同，地面以上各高度上的气流情况就有很大的差异，因此必须进行高空观测以取得空中各高度上的气象要素值。大气在空间的运动基本上是水平的，气流在垂直方向的分量与水平方向的分量相比，般是很小的。测量近地面直至公里高空的风向风速，通常将飞升气球作为随气流移动的质点，用地面设备经纬仪或雷达跟踪气球的飞升轨迹，读取其各时间间隔的仰角方位角斜距，确定其空间位置的坐标值，求出气球所经过高度上的平均风向风速。以下是几种测风方法的不同分类风廓线测量法可分为两大类根据气流对测风仪器的动力作用压力的方向和大小来测定各高度上的风向风速。这类方法广泛用于测定近地面风。如铁塔，升空装置系留气球飞机等将测风仪风杯风标风压管等固定或带到各个高度上，但在观测高度观测时间上受到限制。根据随气流飘动的物体在空中运动的轨迹，从而测定出风向风速。这类方法称轨迹法，在高低空观测中广泛采用。用来测风的飘浮物体，要求其惯性很小，没有相对于空气的水平运动的对象才能作为气流水平方向运动轨迹的示踪物。测定出示踪物的运动轨迹即可计算出大气各层中的平均风向风速。需要指出的是，这样求出的风向风速是时段或气层厚度内气流方向和速度的平均值。二〇〇八年六月十八日星期三示踪物般是定速上升的气球，即测风气球。此外，天空中云团人工施放的烟团和铝箔也可作为示踪物。气球轨迹法测风概况气球轨迹法测风可以分为三类单点测风。基线测风，或称为双点经纬仪测风。导航测风。气象气球可分为三类探空气球作为各种大气探测仪器升空运载工具，分无线电探空气球系留气球等。平衡气球作为气流运动的示踪物。测云气球测定云层高度的云幕气球。气球的般性质膨胀型球皮由伸缩性较大的橡皮制成，充气后，球内外压力差很小，可随大气压的降低而自由膨胀，直到破裂为止，般用于大气的垂直探测，如探空仪。非膨胀型球皮由聚乙烯塑料薄膜聚酯薄膜制成，般在超压状态下工作，球皮几乎无伸缩性，用于水平探测，制作定高气球系留气球等。其他用途气球洛宾气球下投式垂直探空气球，非膨胀型。棘面气球用于雷达测风的气球，直径为米。根据追踪设备不同，又可分为光学经纬仪测风无线电经纬仪测风雷达测风和导航测风。光学经纬仪测风又称小球测风角坐标测量精度高，但受天气条件限制。二〇〇八年六月十八日星期三光学测风经纬仪主要观测气球仰角和方位角。施放气球后，借助于经纬仪上的光学望远镜，由人眼追踪气球，使其瞄准气球的位置，从刻度盘上直接读出仰角和方位角的度数精度般为度。光学经纬仪测风只适用于能见度好的少云天气，夜间必需配挂可见光源，阴雨天气只能在可见气球高度的范围内测风。无线电经纬仪二〇〇八年六月十八日星期三,二〇〇八年六月十八日星期三,二〇〇八年六月十八日星期三,延时函数,二〇〇八年六月十八日星期三,二〇〇八年六月十八日星期三致谢在内蒙古科技大学学习的年时间里，很感谢学校给我提供了这么好的学习环境，也很感谢给我授过课的老师们在学习上给予我的深切教导和关怀。在此，我谨向敬爱的老师们致以最诚挚的谢意和最深的敬意。老师们渊博的专业知识严谨的治学态度高尚的人格品质更令我终身难忘，并直潜移默化地影响着我，使我终身受益。在此特别要感谢喻大华老师在我毕业设计的整个学习过程中给予我很大的帮助和支持。他丰富的专业知识开阔的知识范围使我获益非浅。他那认真负责的教学态度更是让我感激万分。在本论文的编写过程中，我还得到了许多老师和同学的热心帮助，尤其是室友们在各个方面都给予了我很大的帮助和支持，在此我向她们表示我最衷心的谢意。二〇〇八年六月十八日星期三毕业设计论文基于无线传输的智能双经纬仪小球测风系统经纬仪数据收发板设计二〇〇八年六月十八日星期三摘要目前对于局部区域测风经常采用的方法是双经纬仪小球测风。在高空风测量中使用的普通测风经纬仪需手工记录观测数据手工录入数据计算，同步性和实时性难以保证，会造成较大的误差和人力损耗。本文提出了种解决上述问题的方法并设计了种新的智能化应用范围广的数字化小球测风系统。在测量过程中只需人工跟踪测风气球，系统能够自动采集测风数据并且自动计算测风结果。整个系统可以由电子测风经纬仪无线数据收发模块数据采集板和移动终端设备笔记本计算机组成。本文着重研究经纬仪数据收发板的设计，具体分析设计了无线数据收发模块。本文所设计的无线数据收发模块主要由公司生产的种微控制器芯片和公司生产的种无线芯片组成。这部分的设计包括原理图设计，设计和的应用程序设计。本文先从整体上介绍了该课题的设计思想和层次结构，然后详细介绍了无线数据收发模块的设计过程，并给出了程序流程图。本设计实现了通过无线数据收发模块把从经纬仪那接收来的数据传送给主机处的数据采集板，并且可以通过主机来控制系统状态的功能。关键词无线传输测风系统二〇〇八年六月十八日星期三二〇〇八年六月十八日星期三目录摘要第章绪论课题背景测风技术的发展课题意义第二章系统的硬件设计系统的整体设计方案系统数据处理及其误差分析系统中无线数据传输部分设计无线传输的选择无线收发芯片的选择单片机的选择无线收发芯片与单片机的结构配置无线通信距离分析及天线设计系统电源设计系统复位设计系统晶振与时钟配置串口通信设计系统固件调试电路设计第三章板设计二〇〇八年六月十八日星期三第四章系统的软件设计系统软件设计的组成部分串口通信子程序数据收发子程序频率变换子程序系统软件调试第五章结论参考文献附录无线数传模块原理图附录无线数传模块图附录无线数传模块程序设计致谢二〇〇八年六月十八日星期三第章绪论课题背景靠近地球表面受地面摩擦阻力影响的部分大气层被称为大气边界层。就整个地球大气而言，该层只不过是紧贴地球表面的很薄的层大气。从地表向上，大气边界层的厚度随地面粗糙度和风速的增大或大气不稳定度的增强而增加，不同的时间和地点厚度不同，其变化的范围在三四百米到两千米之间，平均而言厚度约为。在大气边界层内，风速温度和湿度有明显的日变化，这种日变化随着高度的增大而减少大气电光和其他物理特性也明显随高度而变化。地面和自由大气之间的热量水汽等物理量的交换，都是通过大气边界层进行的。大气边界层是人类生活和生产活动的主要空间，天气变化以及大气污染主要是发生在这里。大气边界层中气象物理场的变化直接关系到人们的社会生产活动，所以研究大气边界层的特性和规律是十分重要的。大气边界层的研究主要有以下用途首先的个应用是天气预报，准确及时的天气预报有利于经济建设国防建设的趋利避害，在保障人民生命财产安全等方面有极大的社会和经济效益，是人们社会生产活动的重要参考。城市边界层研究空气污染预报已在我国各大城市普遍开展，但是尚处初级阶段，数值预报的科学基础亟待充实。在个短时期内，污染源排放是相对稳定的，因此城市大气边界层结构及其时空变化，就是直接影响污染物浓度分布的主要原因。要弄清污染扩散的规律就必须弄清楚大气边界层中风向场温度场和湍流场的规律。另外城市中绿地以及工业设施的布局也需要对当地的局部气候深入了解。风能利用在能源匮乏的今天，矿物资源减少以及污染问题越来越严重，人们开始加强对非矿物资源的开发和利用。风能作为种清洁廉价的资源越来越受到人们的重二〇〇八年六月十八日星期三视，所以对特定区域的风能资源分布的调查也成为了大气边界层研究的个重要方面，这就需要对边界层大气中风力场的分布和变化规律有充分的认识。用于建筑的风振及风压问题。风振是建筑物的结构对大气湍流的频率响应问题，风压是建筑物能够经受的风力大小问题。建筑工程结构的正确设计来源于对大气边界层中风和湍流规律的深刻了解，特别是大桥和摩天大楼的设计。测风技术的发展大气中各种物理过程和天气的变化都是在三维空间中进行的，不同层次大气的性质和物理过程各不相同，地面以上各高度上的气流情况就有很大的差异，因此必须进行高空观测以取得空中各高度上的气象要素值。大气在空间的运动基本上是水平的，气流在垂直方向的分量与水平方向的分量相比，般是很小的。测量近地面直至公里高空的风向风速，通常将飞升气球作为随气流移动的质点，用地面设备经纬仪或雷达跟踪气球的飞升轨迹，读取其各时间间隔的仰角方位角斜距，确定其空