探空仪由氦气球或氢气球搭载以5～6 m/s上升速度进入高空,探空仪携带温度传感器、气压传感器、湿度传感器、GPS定位模块、无线通信模块等测量不同高度上的温度、气压、湿度等大气物理参数,并通过内置无线传输单元将测量到的数据传输至地面工作站,为天气预报、气候分析、气象研究等领域提供基本的大气状态信息。GPS全球导航卫星定位系统被美国军方掌握,如果把我国高空气象探测业务建立在美国的GPS定位系统上,国家安全就会令人忧心。探空温度传感器在测量温度时,容易受到太阳辐射的影响而产生太阳辐射误差,太阳辐射误差值有时甚至超过3℃,严重制约了探空温度测温精度的提高。本文提出并设计了一款基于国产北斗芯片的北斗探空仪,既可打破GPS在该领域的垄断地位,保证国家安全,又可节省引进该类设备所需的庞大开支。针对太阳辐射影响探空温度传感器测量精度的问题,设计了一种基于24位∑-ΔADC高精度温度测量的电路。搭建了太阳辐射模拟实验平台并在高低温低气压实验箱中进行实验,提出一种利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法拟合出太阳辐射误差修正方程的方法。实验结果表明,该探空温度传感器及其算法将温度传感器的均方根误差从0.88 ℃降低至0.28 ℃,提高了探空温度传感器的测量精度,在高空气象探测领域具有一定的应用潜力。