地面自動氣象觀測設備運行狀態(tài)信息檢測技術

摘 要：通過地面自動氣象觀測設施運轉狀態(tài)信息檢測技術，分析了檢測點的設計，比如設施劃分級別；檢測信息設計的詳細分類。接著對檢測信息的編碼設計進行了闡述，如結構單元編碼，針對狀態(tài)結構中的每個子組成的單元編碼。最后對狀態(tài)文件設計進行了簡單的概述，如文件的名稱和內容。

關鍵詞：地面自動氣象觀測；設備運行狀態(tài)；信息檢測技術

一、關于檢測點的設計分析

1.設施劃分級別

設施劃分級別是開展儀器設備運行狀態(tài)監(jiān)管的基本工作，經過細化儀器設施的結構，方便開展基本零部件或者重要零部件的運營狀態(tài)檢測點設計，給往后進行遠程監(jiān)測提供一個可靠的信息。根據兩代站作為代表性的地面自動氣象觀測設施可以劃分成觀測、收集、外圍設施以及軟件設備，而觀測一般由氣壓觀測、濕度觀測、云能天、雨量觀測、地溫觀測、蒸發(fā)觀測、輻射等觀測模塊組成。收集一般由多個分采集器以及主要的采集器組成，外圍設施一般有通訊傳輸、終端業(yè)務、軟件設施、附屬設施、供電體系等。軟件設施通常包含了兩個部分：一則是嵌入式軟件設施，二則是業(yè)務軟件設施。觀測模塊一般是連接到采集系統之上、具備可以插拔式的設計，而且具備一定狀態(tài)自檢性能的集合體，其是由有關電子鏈路、設施運轉微型診斷體系、顯示體系等組合而成的。

2.針對檢測信息設計的具體分析

一般而言，檢測信息設計就是在設施劃分級別的基礎上把監(jiān)控點進行劃分，然后對每一個可以監(jiān)控的點開始進行詳細且具體的狀態(tài)規(guī)定設計。第一，關于主要的采集器。根據主板溫度、電源以及交流供電等與方便攜帶的CF卡、全世界定位系統、CAN總線、數字轉化器等檢測點開始進行設計。第二，關于分采集器。其是由氣候分采集器、地溫分采集機器、濕度采集器這幾部分組合而成。根據主板溫度等物理參數和電路板、通訊電纜、接口等檢測點開展設計工作。第三、關于溫濕度觀測模式，其傳感器狀態(tài)監(jiān)測參數一般是由工作的電壓、電流、信號線、電壓等等組合成的。另外，但濕敏電容發(fā)生問題或者長時間在高溫或者高濕度的情況下，濕度值一直顯示100%并且一直保持不變，造成觀測沒有效果，而且還需要對濕敏電容狀態(tài)開展檢測工作。第四，關于氣壓觀測，當前自動氣象通常都使用功能的是氣壓傳感器，其是由芬蘭某公司生產的PTB220智能全補償數字氣壓傳感器，這種類型的傳感器供電電壓時在20到30伏，電流平均值一般比20mA還要小，經過檢測供電電流和電壓等能夠充分了解到傳感器的工作狀態(tài)。第五，關于風觀測，一般是根據型號電壓和電流等顯示傳感器的工作狀態(tài)。第六，關于雨量觀測，當前的自動氣象雨量傳感器通常是采用雙翻斗雨量筒。當降雨量達到0.1毫米的時候，經過計算翻斗翻動，磁鋼對干簧管進行掃描，讓干簧接點由于磁化然后閉合一次，輸出一個電路導通脈沖，就等于0.1毫米的雨量，而雨量的脈沖信號經過濾波以及整形以后被計算器計數，那么CPU每到1分就會讀取這個計數器的內容來獲取降雨量的值。第七，關于地溫觀測，地溫通常由地表的溫度、草面的溫度、深淺層地溫、雪面地溫等組合而成的。第八關于能見度感測，當今兩代站能見度使用前向散射儀器，一般是根據采集器和外圍設施等組合而成的。第九，供電體系，通常是根據防雷、蓄電池模塊、充電器等組合而成的。第十，關于軟件，一般是由業(yè)務軟件以及嵌入式軟件構成的。

二、關于檢測信息的編碼設計分析

1.每組成結構單元編碼分析

通常來說，狀態(tài)結構的編碼使用的是ZXX表示的，這個Z是指狀態(tài)變量；XX是指各個狀態(tài)結構類的名稱，就像ZMC，這是表示的采集器。因為地面氣象要素傳輸的數據文件格式中針對溫度、濕度等因素數據段分別設置了標識符，地面自動氣象觀測設施結構類的編碼首要和已有業(yè)務地面數據文件格式里面對應的字段標識符一致，就像溫濕觀測編碼是ZTH一樣。而狀態(tài)結構類的編碼一般不會高于三位英文字母。

2.針對狀態(tài)結構中每個子組成的單元編碼分析

這種類型的狀態(tài)名稱使用功能的英文字母是大寫加上數字來顯示的。其中大寫的英文字母代表的是各個狀態(tài)名的名稱，且不同的狀態(tài)結構類的同樣類型的狀態(tài)名使用的是一樣的英文字母表示。舉個例子，主要采集器的供電電壓與天氣分采集器的供電電壓都是使用的PV，而數字除去標識狀態(tài)名之外，還是用與區(qū)分很多個傳感器的各個狀態(tài)名，就像地溫傳感器總共是10個。此外，如果狀態(tài)名代表的是自動站各個組成單元的綜合性狀態(tài)的時候，那么編碼一般使用S為后綴。當狀態(tài)名的編碼為2位的時候，可以使用功能空格補齊位數。

三、關于狀態(tài)文件設計分析

1.關于文件的名稱

由于地面自動氣象觀測設施每一次定時所形成的上傳文件，所以使用的是定長的文件等級方法通過ASCII字符輸入每一個記錄，登記末尾使用回車換行來完結。每一個要素的值高位不能夠填補空格的時候，則文件的名稱就可以定義為：Z-SURF1IIyyyyMMddhhmmssREQUFTM.XT。在這個文件成名的定義里面，Z代表的文件是交換資料，而SURF代表的是地面觀測，I代表的是其后字段代碼是側站區(qū)域的站號，IIiii是表示測站區(qū)域的站號，yyyyMMddhhmmss則表示的是文件生成的時間，R表示的是文件是狀態(tài)信息，EQU代表的是設施種類標識，FTM代表的是定時觀測信息資料，TXT則代表的是文本文件。

2.文件的內容概述

地面自動觀測設施運轉的狀態(tài)文件編排根據研究當中的設施運轉狀態(tài)監(jiān)測信息以及編碼規(guī)則，與此同時，應當把長Z文件格式當做參照物，其具體的設計是：文件劃分成3行，以供是16段。這3行信息是：基礎參數行，有感測海拔高度、設施種類、臺站區(qū)域的站號、經緯度總共五組，每一個組采用一個半角空格開分割。自動站各個設施狀態(tài)監(jiān)測標識行，有主要的采集器、天氣分采集器、溫濕度、風觀測、雨量觀測、地溫觀測等13種組合而成的狀態(tài)檢測標識。

四、結語

開展地面自動氣象觀測設施研制的時候，進行狀態(tài)檢測點設計以此來提供參照物。同時這種工作可以給別的氣象觀測設施運轉狀態(tài)檢測性能設計以及狀態(tài)文件編排提取基本的模板?？墒遣还苁窃O施劃分界別的標準、檢測的規(guī)定，還是狀態(tài)文件格式，在詳細規(guī)定之中和實際業(yè)務運用過程中依然有很多可以改善的地方，因而還需要隨業(yè)務的改進而不斷進行調節(jié)。

參考文獻：

[1]李雁，周青，李峰.地面自動氣象觀測設備運行狀態(tài)信息檢測技術[J].氣象科技，2015，06：1030-1039.

[2]景亞來.地面氣象觀測設備運行狀態(tài)檢測技術[J].現代農業(yè)科技，2016，15：235+238.

作者簡介：袁玥 （1986-5-24） ，女，漢族， 吉林省樺甸市人 ，本科 ，助理工程師，從事氣象綜合業(yè)務工作。