全天空成像仪技术优势
适用范围:在航空航天、海洋、军人等领域均有重要应用价值，推广前景： ①市场需求大：初步估算我国目前有近5000个地基云观测点，世界范围内也只有少数国家实现了自动观测。 ②前景广阔：虽是专门使用的仪器，但打破了该领域的技术垄断。相较于近80万元的进口仪器，不足万元的成本可为我国气象探测节约大量开支，并解决后期维护问题。拓展应用空间：结合我们已完成的装有气象要素的遥控避障机器人，可用于危险场所环境探测和辅助决策等。
全天空成像仪设计
全天空成像仪SONA设计坚固，外壳完全由高度耐用的材料制成，其新的内部传感器适用于白天或夜间应用，可以在云观察和分析中达到准确的输出水平。
系统捕获整个天空的HDR图像。在获取之后，处理图像以及除了其他附加数据之外的云覆盖百分比，用于监测天气和云况变化。新的Web界面允许从内部网络或外部连接到系统。 基于文件夹的数据库，.csv / .json文件格式，链接到一张图片等...用于连接到仪表或外部网络以进行数据共享。
SONA可以根据其部署的应用类型进行定制，例如，机场的云报告，云预报，可以与光伏电站的卫星图像，光热电站和聚光光伏，天文观测，云观测等结合使用。
太阳能监测系统可以极大增强区域太阳能资源研究和预测的能力。受到云和气溶胶的阻挡的缘故，太阳辐射照射到地面强度显著衰减，因此全天空成像仪对天空的云量分布提供了定量数据，可以计算太阳的位置走向，分析潜在的遮光障碍物。
基于XGB算法及全天空成像仪图像的超短期DNI预测
吸热器是塔式太阳能热发电站的中心设备,但云层短时间的遮挡和离开会使吸热器接收的太阳直接辐射(DNI)发生随机波动,造成吸热器表面受热发生剧烈变化,会影响塔式太阳能热发电站的安全运行.本文提出了一种基于极值梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGB)算法及全天空成像仪图像的超短期DNI预测方法.通过使用基于太阳位置的全天空成像仪标定方法,完成全天空成像仪的姿态校正和畸变矫正;对晴空背景参数进行拟合并建立晴空库,为云层的检测提供基础;通过对太阳及其临近区域进行插值修复,使1 min内的DNI预测成为可能;根据云的运动矢量,利用外推法得到未来云层可能会遮挡太阳的图像点,并提取图像特征,用于基于XGB算法的超短期DNI预测模型的训练,利用训练后的模型完成超短期DNI预测.
晴空条件下全天空成像仪云量计算方法的改进
全天空成像仪可以实现白天全天空云量的持续自动监测,时空分辨率较高,得到的云量计算结果更正确.本文介绍了基本原理,并基于太湖地区TSI仪器的观测资料及无锡站地面观测资料,采用Photoshop及matlab等软件详细地分析了晴空条件下图像的成像特征及云量的计算误差.结果发现:TSI仪器容易高估太阳周边的云量,尤其在太阳高度角较小时,成像仪更容易误识别近地面区域的云量大小.这种现象来源于可见光对雾霾粒子的前向散射作用,使太阳周边的气溶胶粒子显得更白更亮,进而造成了误差,经统计:晴空时的云量计算误差在15%-20%.针对这种情况,文中采用Long提出的云量改进型方案,在时间和空间上进行统计分析,建立一套减小太阳周边以及近地平区域云量误差的计算方案,并将该方案应用于计算中.结果发现:使用该方案得到的云量计算结果更接近实际情况,经统计晴空及少云情况下的云量计算误差分别由17.388%和13.4%下降为6.478%和1.75%,有效地减小了晴空少云时的云量计算误差.
以上信息由专业从事可见光全自动天空成像仪asi的中科技达于2025/2/21 16:03:22发布
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