地基微波辐射计的定标和显控软件的设计与实现

摘要

地基微波辐射计系统是一种用于大气探测的设备，作为大气探测的一种新兴技术的形式存在。目前常规探测的资料相对不够充分，并且常规大气探测的应用方式存在一定的局限性，因此使用这种设备进行大气探测能够进行弥补。由于其具有对地表-对流层大气温湿度廓线长期连续探测、不发射探测电磁波、体积小巧便于野外活动作业、便于组网等优点，具有逐步取代价格昂贵的无线电探空气球的趋势，在天气预报中发挥出重要作用。
　　本文从国内外地基微波辐射计设备以及有关的辐射计理论、技术的发展状况出发，阐述了近年来地基微波辐射计设备的研究进展以及发展趋势，重点对辐射计系统定标原理进行了介绍。对于地基微波辐射计系统来说能否保持长期稳定工作是辐射计性能的重要指标，所以辐射计定标显得由为重要，而确定定标的方法的前提定就是辐射计体制。本论文介绍了目前主流的两种体制：全功率辐射计体制和Dick型辐射计，决定使用改进型的全功率辐射计体制，在该体制下论述了辐射计定标的主要两种方法：tip定标法和高低温两点源定标法，其中使用高低温两点源定标法作为本系统的定标方法，因为经分析认为在该定标法下定标有较高的有效性和准确性，主要原因是有准确的高温源和低温源做为参考源。
　　在地基微波辐射计系统中对设备的控制是由终端显控软件实现的，本论文中系统的显控软件在PC机上使用Visual C++6.0编译环境，界面设计使用MFC编程框架完成程序编写。PC机使用RS-232串行端口完成和系统设备的信息交互。显控软件除完成对辐射计定标流程和探空观测流程的控制外，更重要的还需要将气象数据以实时二维图像和实时三维图像显示在显控软件的界面中。
　　具有良好的程序调度关系和实时图像显示算法是程序能够达到项目需求的重要因素。本论文针对程序的不同功能需求，开发了6个功能模块，其中辐射计定标功能模块和探空观测功能模块在辐射计工程实现中具有一定的探索性。在图像显示功能模块中，开发了数字图像低通滤波算法，该算法的实现是在现有的数字图像处理算法上为适应实时性需求改进得到。
　　在北京经过外场功能试验，证明系统工作流程和气象数据的图像显示具备一定的可靠性和实用性，达到了设计要求，并得到有关专家的好评。

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第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 国内外现状

1.3 研究内容和主要工作

1.4 本论文的结构安排

第二章 辐射计定标

2.1 系统基本原理介绍

2.2 辐射计体制

2.3 辐射计定标方法

2.4 本章小结

第三章 软件开发环境

3.1开发环境

3.2 MFC开发技术

3.3 本章小结

第四章 显控软件设计与实现

4.1 系统组成和功能

4.2 显控软件概要设计

4.3 软件详细设计

4.4 本章小结

第五章 显控软件功能性测试方法及结果

5.1系统联合测试

5.2 外场功能测试

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果