全天空扫描仪

全天空扫描仪是一种用于自动观测和记录整个天空状态的光学遥感设备。

操作步骤

  1.安装部署

  安装于开阔无遮挡平台(屋顶、气象塔,确保180°视野无遮挡。

  水平校准(使用内置水平泡或电子调平。

  连接电源(常配太阳能+蓄电池与网络(4G/WiFi/有线。

  2.系统初始化

  设置地理位置(经纬度、海拔、时区、UTC同步。

  配置采样频率(通常每1–10分钟一张图。

  启用遮光装置(防止太阳直射损坏传感器。

  3.数据采集与处理

  自动拍摄鱼眼图像。

  内置软件或云端平台进行图像分割、云检测、参数提取。

  数据上传至服务器或本地存储。

  4.结果输出

  实时显示云图与云量。

  生成CSV/JSON格式数据文件。

  支持API对接光伏预测系统或气象平台。

工作原理

  全天空扫描仪通常采用鱼眼镜头+高动态范围(HDR图像传感器(如CMOS/CCD,配合特定波段滤光片(可见光、近红外或紫外,实现对180°视场角(即整个半球天空的实时成像。通过分析图像中云的分布、亮度、纹理等特征,可自动识别:

  云量(总云量、低云量

  云高(结合辅助数据或立体视觉

  云类型(卷云、积云、层云等

  日照时数

  太阳位置(即使被云遮挡也可估算

维护保养

  1.镜头清洁:每周~每月(视环境用镜头纸+无水乙醇轻擦鱼眼镜头,避免划伤镀膜

  2.遮光装置检查:每月确保太阳跟踪遮光帽正常转动,无卡滞

  3.防水密封检查:每季度检查外壳密封圈是否老化、进水

  4.时间与GPS同步:每次重启后确保UTC时间准确,影响太阳位置计算

  5.固件/软件更新:按厂商通知提升算法精度或修复漏洞

  6.防雷防浪涌:安装时即配置,尤其在雷暴多发区,需接地良好

应用场景

  1.气象与气候:自动化云观测,替代人工目测;长期气候数据积累

  2.光伏发电:实时监测云团移动,预测短时辐照变化,优化电站调度

  3.航空与交通:机场能见度、云底高监测,辅助起降决策

  4.环境监测:气溶胶光学厚度反演、大气浑浊度评估

  5.科研实验:天空亮度分布研究、辐射传输模型验证

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