【正文】 GPS 信息。遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信中，為確保高效而無差錯(cuò)地傳送數(shù)據(jù)，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)即差錯(cuò)控制。在任一字節(jié)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之后，在其 8 個(gè)位上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是固定的，因?yàn)槲恢荒苡?1 或 0 兩種狀態(tài)，假設(shè)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)用位標(biāo)示為 0、 0、 0、0、1，那么把每個(gè)位相加（1＋0＋1＋0＋0＋1＋0＋1＝5） ，結(jié)果是偶數(shù)，那么在校驗(yàn)位定義為 0，反之為1。參數(shù)項(xiàng)確定之后，將 X；時(shí)間觀測值代入經(jīng)驗(yàn)公式，得到溫度擬合數(shù)據(jù)‘p(Xi)，同時(shí)應(yīng)用最小二乘準(zhǔn)則，即 ??22110mnjiiiiaxy????????????計(jì)算各段擬合誤差。設(shè)由試驗(yàn)所得 n 個(gè)點(diǎn)的的坐標(biāo)是 。電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文22插值函數(shù)是在若干節(jié)點(diǎn)處與被插函數(shù)具有相同函數(shù)值，甚至導(dǎo)數(shù)值的簡單函數(shù)（主要是多項(xiàng)式或分段多項(xiàng)式） ，他是被插函數(shù)的一種近似式，用于近似計(jì)算函數(shù)值、積分值、方程的根、導(dǎo)數(shù)值、微分方程的解，是數(shù)值計(jì)算方法的基礎(chǔ)。若 nnMf??)(1?，則有誤差估計(jì)： )(Rn≤?jjnM)!。所以 )(12022xc??，則(000l，同理可得：電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文20)()(21011xxl??， )((1202xxl??這三個(gè)插值基函數(shù)是與插值結(jié)點(diǎn)有關(guān)的二次函數(shù)，同樣滿足： )()(210xlxl?≡1。通常，我們稱 0與 )(l為拉格朗日線性插值基函數(shù)。 [23] 數(shù)據(jù)處理原理我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程中，常常出現(xiàn)數(shù)值的野點(diǎn)或數(shù)據(jù)點(diǎn)的丟失現(xiàn)象，為了將數(shù)據(jù)能夠完整平滑的顯示出來，我們需要通過線性插值和最小二乘法來進(jìn)行處理。圓筒壁的運(yùn)動(dòng)由拾振線圈感應(yīng)，拾振線圈的信號(hào)經(jīng)放大并反饋到激勵(lì)線圖。為了消除溫度誤差，這種傳感器通常有內(nèi)置恒溫器。因?yàn)榫w元件本質(zhì)上是一個(gè)剛性薄片，整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)限制在很小的偏移量之內(nèi)，從而切實(shí)地消除了機(jī)械滯后。所有敏感組件都必須裝在一個(gè)鑄件盒子里，這個(gè)盒子必須用電子控制的加熱器保持恒溫。 [28] 壓力測量原理氣壓分析是氣象科學(xué)的基本需要。電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16 熱電偶熱電偶測量溫度的主要誤差來源是：（a）導(dǎo)線電阻隨溫度而變。連接線的電阻將引起溫度讀數(shù)誤差。而此數(shù)字輸出也能存儲(chǔ)或傳送而不失其準(zhǔn)確度，因此可供進(jìn)一步使用。 [21] 測量方法 電阻和熱敏電阻電阻和熱敏電阻溫度表可以聯(lián)接到各種電測線路中，其中很多是平衡的或不平衡的電橋線路。制作熱電偶就是將有關(guān)的金屬絲焊接（或熔接）在一起。 熱電偶1821 年，塞貝克（Seebeck）發(fā)現(xiàn)在兩種不同金屬材料的接觸點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生極小的接觸電動(dòng)勢。成形通常為小圓片狀、棒狀或球狀，并且常常外裹玻璃。一個(gè)好的金屬電阻溫度表，應(yīng)滿足下列第三章 GPS 高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法分析13要求：（a）在溫度測量范圍內(nèi)，它的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)保持不變；（b）在測量范圍內(nèi)，其電阻隨溫度的增加而穩(wěn)定增加且無任何不連續(xù)；（c）諸如濕度、腐蝕或物理變形等外界影響都不會(huì)明顯改變其電阻；（d）在兩年或兩年以上期間，其特性將保持穩(wěn)定；（e）它的電阻值和溫度系數(shù)應(yīng)大到足以在測量電路中使用。擬合后的結(jié)果將應(yīng)用于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氣壓層上氣象要素的計(jì)算。同時(shí)還要編寫用來響應(yīng)用戶操作這些控制的代碼。對(duì)于 Windows NT, API 被稱為 “Win32 API”，以區(qū)別于其用于 Windows 的 16 位 API。Windows 用戶界面有一些標(biāo)準(zhǔn)的控制，如按鈕、菜單、滾動(dòng)條和列表等，這對(duì)那些 Windows 用戶已經(jīng)是很熟悉了。同時(shí)，用 Visual C++編寫代碼也并不意味著一定要用 MFC，只要愿意，用 Visual C++來編寫 SDK 程序，或者使用 STL，ATL，一樣沒有限制。該層次 結(jié)構(gòu)包容了 Windows API 中的用戶界面部分，并能夠很容易地以面向?qū)ο蟮姆绞浇?Windows 應(yīng)用程序。雖然微軟公司推出了 Visual C++.NET(Visual C++)，但它的應(yīng)用的很大的局限性，只適用于 Windows 202Windows XP 和 Windows 。數(shù)據(jù)處理終端就要對(duì)接收到的 PTU 數(shù)據(jù)和 GPS 數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理了。 GPS 高空氣象探測系統(tǒng)設(shè)計(jì)GPS 探空系統(tǒng)主要由 GPS 高空氣象探測系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)接收設(shè)備、本地DGPS 接收處理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)終端等部分組成。在定位觀測時(shí)，若接收機(jī)相對(duì)于地球表面運(yùn)動(dòng)，則稱為動(dòng)態(tài)定位，如用于車船等概略導(dǎo)航定位的精度為 30 一 100 米的偽距單點(diǎn)定位，或用于城市車輛導(dǎo)航定位的米級(jí)精度的偽距差分定位，或用于測量放樣等的厘米級(jí) 的相位差分定位（RTK） ，實(shí)時(shí)差分定位需要數(shù)據(jù)鏈將 兩個(gè)或多個(gè)站的觀測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭黄鹩?jì)算。 GPS 接收機(jī)對(duì)收到的衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行解碼或采用其它技術(shù)，將調(diào)制在載波上的信息去掉后，就可以恢復(fù)載波。它具有全球性、全天候、連續(xù)的三維導(dǎo)航和定位能力，以及良好的抗干擾性和保密性。第四章 GPS 高空氣象探測系統(tǒng)地面軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。地面接收機(jī)將接收到的高空氣象探測系統(tǒng)調(diào)制在射頻信號(hào)上的 TPU 和 GPS 模塊的數(shù)第一章 緒論3字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)收集到這些信息和地面溫度、氣壓、濕度與風(fēng)資料，完成數(shù)據(jù)校驗(yàn)及對(duì)溫、壓、濕、測風(fēng)的處理結(jié)果。因此利用 GPS 技術(shù)進(jìn)行高空氣象探測實(shí)在 必行，經(jīng)濟(jì)利益也十分巨大。針對(duì)國外現(xiàn)狀的探空儀系統(tǒng)分析可以看到，盡管目前國內(nèi)的探空儀系統(tǒng)基本能滿足氣象業(yè)務(wù)的需要和環(huán)境的要求，但存在一定的不足和缺陷。到 19 世紀(jì)末，德國、法國、美國發(fā)明了探空氣象儀。 sensors calibration。本論文正是研究地面接收機(jī)將接收到的探空儀調(diào)制在射頻信號(hào)上的 PTU 和GPS 模塊的數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)收集到這些信息和地面溫度、氣壓、濕度與風(fēng)資料，完成數(shù)據(jù)校驗(yàn)及對(duì)溫、壓、濕、測風(fēng)的處理結(jié)果。論文題目 基于 GPS 的高空氣象探測地面系統(tǒng) 的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)工 程 領(lǐng) 域 軟 件 工 程指 導(dǎo) 教 師 陳小平 高 工作 者 姓 名 章 勇學(xué) 號(hào) 202292504013 分類號(hào) 密級(jí) UDC 注 1 學(xué) 位 論 文基于 GPS 的高空氣象探測地面系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（題名和副題名）章 勇（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名 陳小平 高 工 電子科技大學(xué) 成 都 宋建琳 高 工 （職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址） 申請(qǐng)專業(yè)學(xué)位級(jí)別 碩士 專業(yè)學(xué)位類別 工 程 碩 士 工程領(lǐng)域名稱 軟 件 工 程提交論文日期 2022 論文答辯日期 2022 學(xué)位授予單位和日期 電 子 科 技 大 學(xué) 答辯委員會(huì)主席 評(píng)閱人 2022 年 月 日注 1：注明《國際十進(jìn)分類法 UDC》的類號(hào)3獨(dú) 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。GPS 探空測量高空中的 GPS、溫度、濕度、壓力等信息，地面接收處理系統(tǒng)接收該信息并完成解算。 finally, pleted the display software of the highaltitude meteorological observation system, so that the realtime data and curves of atmosphere could be displayed. To make the curves much smoother by the methods least squares, Dvalue and filtering. Key words: data acquisition。 高空氣象探測的發(fā)展趨勢各國進(jìn)行高空探測歷史早在 18 世紀(jì)中葉就開始了，人們先后用風(fēng)箏和氣球攜帶探測儀器進(jìn)行直接高空探測的試驗(yàn)。目前芬蘭的 GPS 探空儀處于全球領(lǐng)先水平。除了提供高精度的定位信息外，還具有系統(tǒng)設(shè)備簡單、故障低、自動(dòng)化程度高、功耗低、操作簡易等優(yōu)點(diǎn)。地面接收處理系統(tǒng)由 UHF 接收機(jī)處理器、GPS 接收機(jī)、PC 機(jī)組成。為討論數(shù)據(jù)處理結(jié)果提供預(yù)備知識(shí)。它是新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。對(duì) 0A 碼測得的偽距稱為 UA碼偽距，精度約為 20 米左右，對(duì) P 碼測得的偽距稱為 P 碼偽距，精度約為 2 米左右。在 GPS 觀測量中包含了衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差，在定位計(jì)算時(shí)還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響，在進(jìn)行相對(duì)定位時(shí)大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機(jī)可以根據(jù)兩個(gè)頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機(jī)間距離較遠(yuǎn)時(shí)（大氣有明顯差別） ，應(yīng)選用雙頻接收機(jī)。第二章 GPS 高空氣象探測系統(tǒng)軟件需求分析及概要設(shè)計(jì)7GPS 探測設(shè)備可用于陸地，也可用于活動(dòng)平臺(tái)( 如船艦、飛機(jī)及車輛等)，可以隨時(shí)隨地完成氣象保障任務(wù)。同時(shí)地面設(shè)備也需要計(jì)算出自身的 GPS 位置信息，我們通過差分 GPS 這項(xiàng)技術(shù)來提供了高精度的位置信息，這要對(duì)于我們進(jìn)行后期的位置處理是很有幫助的。自 1993 年 Microsoft 公司推出 Visual C++ 后，隨著其新版本的不斷問世，Visual C++已成為專業(yè)程序員進(jìn)行軟件開發(fā)的首選工具。掌握了 C++，必須掌握 Microsoft 基本類庫 (MFC) 的層次結(jié)構(gòu)。這一點(diǎn)請(qǐng)切記！ 第二、MFC,從理論上來講， MFC 也不是專用于 Visual C++，Borland C++， C++Builder 和 Symantec C++同樣可以處理 MFC。首先，要決定什么樣的用戶能使用該程序并根據(jù)需要來設(shè)置相應(yīng)的用戶界面對(duì)象。該界面是由幾百個(gè) C 函數(shù)所組成，這些函數(shù)在 Windows API 參考手冊(cè)中都有介紹。當(dāng)是使用 MFC 時(shí)，編寫的代碼是用來建立必要的用戶界面控制并定制其外觀。另外關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容是對(duì)于探測所獲取的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行曲線擬合。以 0℃作為參考溫度，公式（）變?yōu)椋? （）??01TRt??溫度變化較大時(shí)，對(duì)于某些合金，公式表示的關(guān)系式較為準(zhǔn)確： （）????2022TaT??????以 0℃作為參考溫度，公式變?yōu)椋? ? （）201TRt??這些公式給出了真實(shí)溫度表的電阻隨溫度成比例的變化，根據(jù)對(duì)有關(guān)溫度表的校準(zhǔn)，可以得出系數(shù) a 與 β 的數(shù)值。金屬燒結(jié)氧化物的混合體，適合于制作實(shí)用熱敏電阻。在40℃到+40℃溫度范圍內(nèi)，典型的熱敏電阻的阻值有 100 或 200 倍的變化。對(duì)于氣象用途來說，可能常常將 b 忽略，因?yàn)榕c a 相比它總是很小。銅康銅或鐵 康銅組合適用于氣象工作，因?yàn)樗鼈兠繑z氏度產(chǎn)生的電動(dòng)勢高于高溫測量用的稀有金屬和貴金屬的熱電偶。數(shù)字電壓表可以用一恒流電源聯(lián)接，以測量溫度表元件兩端隨溫度而變的電壓降；其輸出可直接以溫度來標(biāo)度。自身加熱的發(fā)生是因?yàn)殡娮柙须娏魍ㄟ^而產(chǎn)生熱量，這樣，溫度表元件的溫度比周圍介質(zhì)溫度要高。除非定期進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)檢查，否則可能不易覺察。當(dāng)要求的準(zhǔn)確度非常高時(shí)，誤差（a）和（f）使電位測量法的優(yōu)勢顯得更加突出。已在使用的這類轉(zhuǎn)換器有很多種，包括電容式位移探測器、電位器式探測器、安裝在傳感器關(guān)鍵點(diǎn)上的應(yīng)變片和能保持傳感器的大小不隨壓力變化的力平衡伺服系統(tǒng)。經(jīng)柔性傳壓管加到輸入口上的壓力引起軸向力，形成施加在石英晶體元件上的壓縮力。這種工作模式的原理是，大氣壓作用在敏感元件所覆蓋的抽空的小盒上，通過小盒使電阻受到壓縮或拉伸應(yīng)力的作用，由壓電效應(yīng)，電阻值的變化與大氣壓成正比。輸入壓力引起機(jī)械振蕩系統(tǒng)自振頻率的變化。然而，在校準(zhǔn)時(shí)確定的這種關(guān)系還會(huì)受到溫度和氣體密度的影響，所以需要溫度補(bǔ)償和推薦采用干空氣。在這一表達(dá)式中， )(1是兩個(gè)函數(shù)值0y和 1的線性組合，組合系數(shù)是兩個(gè)線性函數(shù)：)(xl??， 011)(xl??，并且 )(10??xl。以 (0xl為例，由公式（3）可知，插值結(jié)點(diǎn) 1x與 2為)(0l的兩個(gè)零點(diǎn)，故應(yīng)有 )()21xc??，而在 0處， )(l的值為 1。 其中???nkknx01(?， ),(ba?且依賴于 x。 但對(duì)絕大多數(shù)函數(shù)而言，插值余項(xiàng)會(huì)隨插值結(jié)點(diǎn)的增加而減小，因而可以用增加插值結(jié)點(diǎn)的方法來提高插值的精度。最小二乘法的基本思想是對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)確定的擬合曲線與各坐標(biāo)點(diǎn)的偏差的平方和最小。與其他方法相比，奇異值分解善于診斷和解決病態(tài)矩陣，對(duì)于最小二乘法是一個(gè)比較有效的方法。而奇偶校驗(yàn)就是在每一字節(jié)之后增加了一位作為錯(cuò)誤檢測位。在接收端則根據(jù) CRC 碼和信息碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行校驗(yàn)，以確定傳送中是否發(fā)生錯(cuò)