一种人工增雨飞机探测作业系统

1.一种人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述方法采用人工增雨飞机探测作业系统，所述系统包括：激光探测设备，其安装在单个机翼下方；机载作业播撒装置，其安装在飞机机舱外部；机载摄像头，其安装在飞机外部，两个所述机载摄像头对称安装在飞机左右两侧；作业控制台，其安装在飞机机舱内部前部；供配电设备，其安装在飞机机舱内部前部；其中，所述作业控制台通过多路RS485接口与所述激光探测设备通信连接，所述激光探测设备探测云层气象信息，并将这些探测到的气象信息实时传输至所述作业控制台；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载作业播撒装置双向通信连接，所述作业控制台根据采集到的气象数据下发播撒作业的控制指令给所述机载作业播撒装置，所述机载作业播撒装置接收控制指令后进行播撒作业，所述作业控制台获取所述机载作业播撒装置的实时作业信息，并同时对这些实时作业信息进行监控和显示；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载摄像头双向通信连接，所述机载摄像头实时采集所述机载作业播撒装置播撒作业的视频信息，并将视频信息传输至所述作业控制台，所述作业控制台对传输来的视频信息进行监控并存储；所述供配电设备与所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头分别通过电缆连接；所述供配电设备为所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头提供电源；所述方法包括以下步骤：步骤1，激光探测设备探测云层气象信息，包括云层中云粒子谱分布数据、云粒子浓度、云粒子直径、含水量、冰晶数、空气温度、气压、相对湿度，并将这些探测到的气象信息实时传输至作业控制台；步骤2，所述激光探测设备根据含水量和冰晶数判断是否具备作业条件，当探测到云层中含水量较高、冰晶数目较少时，则判断为可作业区域，具体包括：步骤201，根据所述激光探测设备探测的气象信息判断空气温度是否≤0℃，如果是则进行步骤202，反之继续进行步骤201；步骤202，计算云层的实际水汽压e是否大于等于冰面饱和水汽压Ei，即云层中过冷水含量是否为饱和或过饱和状态，如果是则该云层区域为作业区域，反之进行步骤201；步骤3，所述激光探测设备根据云层的空气温度，确定播撒作业信息，所述作业控制台下发播撒作业的控制指令给机载作业播撒装置，具体包括：当空气温度低于-6℃时，所述机载作业播撒装置播撒冷云催化剂，包括碘化银焰条或碘化银焰弹催化剂；当空气温度介于-6℃和0℃之间时，所述机载作业播撒装置播撒液态CO 2 播撒剂，包括液氨或干冰；当空气温度高于0℃时，所述机载作业播撒装置播撒暖云催化剂，包括雾焰条或雾焰弹催化剂；步骤4，焰条播撒装置根据控制指令对不同的作业区域选取不同种类、不同数量的焰条同时或分时进行播撒；焰弹播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同数量的焰弹依次进行播撒；液态CO 2 播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同的CO 2 气瓶依次进行播撒；步骤5，所述作业控制台与焰条播撒装置进行实时数据通讯，通过检测所述焰条播撒装置内的焰条内阻获取焰条的有无和种类信息，采用不同颜色实时显示所述焰条播撒装置内焰条的数量、种类和状态；所述作业控制台与焰弹播撒装置进行实时数据通讯，通过检测所述焰弹播撒装置内的焰弹内阻得到焰弹的有无信息，采用不同颜色实时显示所述焰弹播撒装置内焰弹的数量和状态；所述作业控制台与液态CO 2 播撒装置进行实时数据通讯，获取所述液态CO 2 播撒装置内CO 2 气瓶的数量、状态、CO 2 浓度和CO 2 压力信息，实时显示所述液态CO 2 播撒装置内CO 2 气瓶的数量、状态、CO 2 浓度和CO 2 压力；同时，机载摄像头实时采集所述焰条播撒装置、所述焰弹播撒装置、所述液态CO 2 播撒装置播撒作业的视频信息，并将视频信息传输至所述作业控制台，所述作业控制台对传输来的视频信息进行监控并存储。 2.根据权利要求1所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述机载作业播撒装置包括对称安装在两个飞机机翼下方的焰条播撒装置、对称安装在飞机机身外部两侧的焰弹播撒装置以及安装在飞机机舱内部后部的液态CO 2 播撒装置；所述作业控制台通过RS485接口与所述焰条播撒装置双向通信连接，所述焰条播撒装置根据控制指令对不同的作业区域选取不同种类、不同数量的焰条同时或分时进行播撒，同时，所述作业控制台通过检测所述焰条播撒装置内的焰条内阻得到焰条的有无和种类信息，实时显示所述焰条播撒装置内焰条的数量、种类和状态；所述作业控制台通过RS485接口与所述焰弹播撒装置双向通信连接，所述焰弹播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同数量的焰弹依次进行播撒，同时，所述作业控制台通过检测所述焰弹播撒装置内的焰弹内阻得到焰弹的有无信息，实时显示所述焰弹播撒装置内焰弹的数量和状态；所述作业控制台通过RS485接口与所述液态CO 2 播撒装置双向通信连接，所述液态CO 2 播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同的CO 2 气瓶依次进行播撒，同时，所述作业控制台获取所述液态CO 2 播撒装置内CO 2 气瓶的数量、状态、CO 2 浓度和CO 2 压力信息，实时显示所述液态CO 2 播撒装置内CO 2 气瓶的数量、状态、CO 2 浓度和CO 2 压力。 3.根据权利要求1所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述激光探测设备包括安装在单个机翼下方的机载激光云粒子谱仪、激光云粒子成像仪以及激光降水粒子成像仪，所述机载激光云粒子谱仪、所述激光云粒子成像仪以及所述激光降水粒子成像仪均内置独立探头；所述作业控制台通过三路RS485接口分别与所述机载激光云粒子谱仪、所述激光云粒子成像仪以及所述激光降水粒子成像仪通信连接，探测云层中云粒子谱分布数据、云粒子浓度、云粒子直径、含水量、空气温度、气压、相对湿度。 4.根据权利要求1所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述作业控制台包括作业控制壳体，所述作业控制壳体上设有液晶显示屏、手动控制器和综合控制面板，所述作业控制壳体内设有工控机和播撒装置控制电路板；其中，所述播撒装置控制电路板上设有右烟弹执行控制器、左烟弹执行控制器、焰条执行控制器和液态CO 2 执行控制器，所述手动控制器上设有多个信号指示灯和多个操作按键，所述综合控制面板上设有用于显示所述右烟弹执行控制器、所述左烟弹执行控制器、所述焰条执行控制器的三个灯组组成的LED点阵屏、用于显示所述液态CO 2 执行控制器状态的四个灯条组成的LED条状屏、多个指示灯和多个操作按键；所述液晶显示屏与所述工控机通信连接，所述手动控制器与所述播撒装置控制电路板双向通信连接，所述播撒装置控制电路板通过四路RS485接口与所述工控机双向通信连接，所述播撒装置控制电路板通过四路RS485接口与信号转换盒双向通信连接，所述播撒装置控制电路板与所述综合控制面板通信连接；所述工控机下发控制指令并通过四路RS485信号发出或所述手动控制器下发控制指令并通过五路击发信号发出，所述播撒装置控制电路板接收到控制指令后，通过四路RS485信号发出至所述信号转换盒，所述信号转换盒将收到的控制指令发送至所述播撒装置控制电路板上的右烟弹执行控制器、左烟弹执行控制器、焰条执行控制器和液态CO 2 执行控制器，所述播撒装置控制电路板接收到控制指令后进行响应，并将响应信息反馈至所述信号转换盒，所述转换盒将响应信号发送至所述综合控制面板，所述综合控制面板根据响应信号，分别显示所述右烟弹执行控制器、所述左烟弹执行控制器、所述焰条执行控制器和所述液态CO 2 执行控制器的状态。 5.根据权利要求4所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述右烟弹执行控制器或所述左烟弹执行控制器包括DC-DC变换器模块、电源板、DC-DC变换模块、110点LED点阵屏、点阵屏驱动模块、MCU中心处理器、第一串口适配器、第二串口适配器、485隔离器、状态指示及查询驱动模块；所述DC-DC变换器模块与所述电源板电连接，所述电源板与所述DC-DC变换模块和所述110点LED点阵屏电连接；所述DC-DC变换模块与所述点阵屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块电连接；所述手动控制器与通过五路RS485接口与所述MCU中心处理器通信连接；所述工控机与所述第一串口适配器双向通信连接，所述第一串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述信号转换盒通过所述485隔离器与所述第二串口适配器双向通信连接，所述第二串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述MCU中心处理器与所述点阵屏驱动模块通信连接，所述点阵屏驱动模块与所述110点LED点阵屏通信连接；所述MCU中心处理器与所述状态指示及查询驱动模块通信连接，所述状态指示及查询驱动模块与所述综合控制面板通信连接；所述供配电设备提供的电源进入所述DC-DC变换器模块变换后进入所述电源板，所述电源板为所述DC-DC变换模块和所述110点LED点阵屏提供电源，所述DC-DC变换模块变换后的电源为所述点阵屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块提供电源；手动击发器的指令通过I/O信号输入到所述MCU中心处理器中进行处理；所述工控机通过所述第一串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述信号转换盒通过所述第二串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述MCU中心处理器驱动所述点阵屏驱动模块后驱动所述110点LED点阵屏点亮；所述MCU中心处理器驱动所述状态指示及查询驱动模块后驱动指示灯和操作按键。 6.根据权利要求4所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述焰条执行控制器包括DC-DC变换器模块、电源板、DC-DC变换模块、40点LED点阵屏、点阵屏驱动模块、MCU中心处理器、第一串口适配器、第二串口适配器、485隔离器、状态指示及查询驱动模块；所述DC-DC变换器模块与所述电源板电连接，所述电源板与所述DC-DC变换模块和所述40点LED点阵屏电连接；所述DC-DC变换模块与所述点阵屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块电连接；所述手动控制器与通过RS485接口与所述MCU中心处理器通信连接；所述工控机与所述第一串口适配器双向通信连接，所述第一串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述信号转换盒通过所述485隔离器与所述第二串口适配器双向通信连接，所述第二串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述MCU中心处理器与所述点阵屏驱动模块通信连接，所述点阵屏驱动模块与110点LED点阵屏通信连接；所述MCU中心处理器与所述状态指示及查询驱动模块通信连接，所述状态指示及查询驱动模块与所述综合控制面板通信连接；所述供配电设备提供的电源进入所述DC-DC变换器模块变换后进入所述电源板，所述电源板为所述DC-DC变换模块和所述40点LED点阵屏提供电源，所述DC-DC变换模块变换后的电源为所述点阵屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块提供电源；手动击发器的指令通过I/O信号输入到所述MCU中心处理器中进行处理；所述工控机通过所述第一串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述信号转换盒通过所述第二串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述MCU中心处理器驱动所述点阵屏驱动模块后驱动所述40点LED点阵屏点亮；所述MCU中心处理器驱动所述状态指示及查询驱动模块后驱动指示灯和操作按键。 7.根据权利要求4所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述液态CO 2 执行控制器包括DC-DC变换器模块、电源板、LED条状屏、条状屏驱动模块、MCU中心处理器、第一串口适配器、第二串口适配器、485隔离器、状态指示及查询驱动模块；所述DC-DC变换器模块与所述电源板电连接，所述电源板与所述LED条状屏、所述条状屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块电连接；所述工控机与所述第一串口适配器双向通信连接，所述第一串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述信号转换盒通过所述485隔离器与所述第二串口适配器双向通信连接，所述第二串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述MCU中心处理器与所述条状屏驱动模块通信连接，所述条状屏驱动模块与所述LED条状屏通信连接；所述MCU中心处理器与所述状态指示及查询驱动模块通信连接，所述状态指示及查询驱动模块与所述综合控制面板通信连接；所述供配电设备提供的电源进入所述DC-DC变换器模块变换后进入所述电源板，所述电源板为所述LED条状屏、所述条状屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块提供电源；所述工控机通过所述第一串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述信号转换盒通过所述第二串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述MCU中心处理器驱动所述条状屏驱动模块后驱动所述LED条状屏点亮；所述MCU中心处理器驱动所述状态指示及查询驱动模块后驱动指示灯和操作按键。 8.根据权利要求1-7中任意一项所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，所述人工增雨飞机探测作业系统还包括地面的远程控制中心、微波辐射计、多普勒雷达，所述微波辐射计和所述多普勒雷达安装在所述远程控制中心外，所述微波辐射计和所述多普勒雷达与所述远程控制中心通信连接，同时，所述远程控制中心与所述作业控制台通过卫星信号双向通信连接；所述多普勒雷达获取作业区域的经纬度信息，并将该经纬度信息传输至所述远程控制中心；所述微波辐射计获取作业区域的高度信息，并将该高度信息传输至所述远程控制中心；所述远程控制中心接收来自所述多普勒雷达的经纬度信息、来自所述微波辐射计的高度信息和来自所述作业控制台的云层气象信息，确定最佳的作业区域及播撒作业信息。 9.根据权利要求1所述的人工增雨飞机探测作业方法，其特征在于，步骤2还包括：多普勒雷达获取作业区域的经纬度信息，并将该经纬度信息传输至远程控制中心；微波辐射计获取作业区域的高度信息，并将该高度信息传输至所述远程控制中心；所述远程控制中心接收来自所述多普勒雷达的经纬度信息、来自所述微波辐射计的高度信息和来自所述作业控制台的云层气象信息，确定作业区域。