北斗衛(wèi)星通信在自動氣象站數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

孟徐

摘 要：傳統(tǒng)的無線通信覆蓋面積比較小，尤其是在地理環(huán)境比較惡劣的山區(qū)，存在大面積的覆蓋盲區(qū)，而且還較容易受到自然災(zāi)害的影響。北斗衛(wèi)星通信的覆蓋面積廣，而且還具有全天候無盲區(qū)的功能。本文主要介紹了北斗衛(wèi)星通信在自動氣象站數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用，以及北斗衛(wèi)星通信的特點。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星通信；自動氣象站；數(shù)據(jù)傳輸

自動氣象站可以分為有線遙測自動站和無線遙測自動站兩類，有線適用于傳輸距離較近的環(huán)境，無線適用于無人區(qū)以及偏遠(yuǎn)山區(qū)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差的地區(qū)。氣象數(shù)據(jù)單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量雖然不大，但是其安全性能卻是特別好，而且還適用于通信環(huán)境差的地區(qū)。結(jié)合以上特點，我國北斗衛(wèi)星通信方式是最適合的。

1 北斗衛(wèi)星通信的特點

北斗衛(wèi)星通信的特點是覆蓋范圍廣，且安全性能好，沒有通信盲區(qū)。用戶終端機(jī)按其性能分可以分為指揮型用戶機(jī)和普通型用戶機(jī)，指揮型用戶機(jī)可以向任何下屬下達(dá)命令，而且還可以接受所有通信數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在其性能上，也有受到限制的地方，例如單次的通信信息容量有限，通信頻度受到控制，在數(shù)據(jù)發(fā)送后沒有通信回執(zhí)等[1]。

2 北斗衛(wèi)星通信在氣象數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中的優(yōu)勢

2.1 實時性

北斗衛(wèi)星通信的實時性特別強(qiáng)，可以保證每秒200個用戶同時發(fā)送通信請求，并且可以在幾秒鐘內(nèi)同時到達(dá)。由于該系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的，所以我國擁有該系統(tǒng)的完全自主權(quán)，在保證了我國用戶的利用不受影響的情況下，在國際上也迅速發(fā)展起來，北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)是可以長期發(fā)展下去的。

2.2 抗干擾性

用戶終端外形簡小易于安放，而且安裝簡便。耗電量小，還可在太陽光充足的情況下進(jìn)行太陽能充電。終端機(jī)的抗干擾能力比較強(qiáng)，即使在環(huán)境十分惡劣的情況下，也可以正常使用，而且對于通信覆蓋率的問題也能較好的解決。

3 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計在氣象站中的應(yīng)用

自動氣象站數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成，是由一個氣象監(jiān)控中心和由若干個無人觀測站組成的，采用“多點對一點”的觀測模式，也就是由無人觀測站向氣象監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)，傳輸方式分為主動自報式和交互查詢式兩種[2]。主動上報式的優(yōu)勢在于通信的成功率比較高，而交互查詢式的優(yōu)勢在于其通訊資源的豐富，并且費(fèi)用較低。根據(jù)北斗衛(wèi)星通訊的特點，應(yīng)采取主動上報式投入使用，交互查詢式以輔導(dǎo)作用，兩者相結(jié)合最終實現(xiàn)氣象傳輸系統(tǒng)的有效使用。

北斗衛(wèi)星在接收到采集的數(shù)據(jù)后將其發(fā)送到地面站，然后在根據(jù)地面站的分類發(fā)送到自動氣象站，同時在將所有數(shù)據(jù)發(fā)送到信息中心。衛(wèi)星地面站可以將所有數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程發(fā)送到相應(yīng)的用戶機(jī)，這樣一來可以提高數(shù)據(jù)采集的效率及準(zhǔn)確度。

氣象傳輸?shù)脑O(shè)計應(yīng)主要考慮通信與北斗衛(wèi)星之間的關(guān)系。氣象設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會因為氣象要素的增大而增大，因為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的兩個重要指標(biāo)包括單包數(shù)據(jù)量和通信頻率。一般情況下，單包數(shù)據(jù)量是北斗衛(wèi)星通信量的4倍，對于傳輸頻率的要求相對來說就沒有那么高了。傳輸頻率一般都是以整點為標(biāo)準(zhǔn)或是每十分鐘一上報。綜合所有因素考慮，北斗衛(wèi)星通信的自動氣象站數(shù)據(jù)傳輸采用的分針傳輸技術(shù)還是不錯的。北斗衛(wèi)星的民用通用協(xié)議中還是存在重發(fā)機(jī)制的，并且在數(shù)據(jù)丟失后，其系統(tǒng)沒有回執(zhí)消息。對于這點，我們在設(shè)計系統(tǒng)傳輸?shù)倪^程中，還要增加數(shù)據(jù)驗證的功能，用來確保數(shù)據(jù)的可靠性，以至于實現(xiàn)北斗衛(wèi)星在自動氣象站的應(yīng)用。

4 在自動氣象站數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用效果

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對于氣象問題的認(rèn)識度越來越高，對因為氣象問題而頻繁發(fā)生的自然災(zāi)害也越發(fā)的無奈，所以在這種情況下，更加要了解氣象的特征，做好事前防護(hù)措施[3]。掌握本地氣象規(guī)律是當(dāng)前防范自然災(zāi)害的主要方法。近幾年來我國由于氣象問題造成的事后損失十分巨大，無論是人力還是財力都損耗的十分嚴(yán)重。氣象災(zāi)害每年都會發(fā)生，導(dǎo)致這種災(zāi)害發(fā)生的主要原因還是人們在日常生活中對環(huán)境保護(hù)工作的不重視。面對這些問題我國采用的通信方式是超短波，但是使用超短波必須在惡劣環(huán)境中增加中繼站，中繼站的建立會花費(fèi)大量的費(fèi)用，與此同時降低了其可靠性?，F(xiàn)階段隨著北斗衛(wèi)星通信的廣泛應(yīng)用，可以借助這個應(yīng)用平臺，利用北斗衛(wèi)星雙向短信傳遞功能解決氣象數(shù)據(jù)的通信問題。

自動氣象站是一個可以自動觀測數(shù)據(jù)的一個設(shè)備，主要由傳感器、電源、通信接口等組成。傳感器主要是將氣象情況轉(zhuǎn)換成數(shù)字的的一種信號的輸入輸出，由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。電源是用于給通信設(shè)備提供可持續(xù)工作電量用的。通訊接口主要用于連接后續(xù)通訊標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一種接口。

結(jié)束語：在建設(shè)氣象設(shè)備的過程中，可以發(fā)現(xiàn)通信技術(shù)是通過不斷完善不斷改進(jìn)才得以進(jìn)步的。但是自動氣象站對通信技術(shù)的依賴是十分強(qiáng)的，并且為了氣象設(shè)備可以更好地發(fā)展，應(yīng)該在建設(shè)過程中多參照數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，以保障可以為其提供充足的數(shù)據(jù)，北斗衛(wèi)星通信可以更好地發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1]田勇.北斗衛(wèi)星通信在水文測報數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，12（08）：162-163.

[2]伍光勝，李建勇，劉艷中，雷衛(wèi)延.浪涌氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].南京信息工程大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，04（04）：336-345.

[3]汪波.用于地面氣象觀測的北斗衛(wèi)星通信傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué)，2012.