大气探测学课程报告

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1、常州信息职业技术学院滨江学院大气探测学课程报告姓名郭浩兵学号20112334904专业班级11通信3指导老师分数-0-881.自动气象站概述 自动气象站（AWS）是一种能自动探测和存储气象观测数据的电子设备,主要由系统电源、采集器、通讯接口、传感器等组成。为了实现组网和远程监控及维护，还须配置远程监控软件，将野外自动气象站与中心站联接，形成自动气象观测网络系统。如果需要，可直接或在中心站编发气象报告，也可以按业务需求编制各类气象报表。 自动气象站有不同的分类方法：(1)按提供数据的时效性，通常分成实时自动气

2、象站和非实时自动气象站两类。实时自动气象站：能按规定的时间实时提供气象观测数据的自动气象站。非实时自动气象站：只能定时记录和存储观测数据，但不能实时提供气象观测数据的自动气象站。(2)根据对自动气象站人工干预情况也可将自动气象站分为有人自动站和无人自动站2．自动气象站基本原理  自动气象站工作时，随着气象要素值的变化，各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在

3、采集器中。在配有计算机的自动气象站，实时将气象要素值显示在计算机屏幕上，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上。在定时观测时刻，还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。根据业务需要实现各种气象报告的编发，形成各种气象记录报表和气象数据文件。通过对自动站运行状态数据的分析,实现自动站的远程监控。自动气象站基本原理如图1所示。1.2自动气象站硬件组成自动气象站由硬件和系统软件组成，硬件包括传感器、采集器、通讯接口、系统电源、计算机等，系统软件有采集软件和地面测报业务软件。为了实现组网和远程监控，还须配置远程监控

4、软件，将自动气象站与中心站联接形成自动气象观测系统。 自动气象站有多种类型，其结构基本相同，主要由传感器、采集器、系统电源、通信接口及外围设备（计算机、打印机）等组成。1.2.1传感器 8传感器是能够感受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换器组成。自动气象站常用的传感器有：气压——振筒式气压传感器、膜盒式电容气压传感器气温——铂电阻温度传感器湿度——湿敏电容湿度传感器风向——单翼风向传感器风速——风杯风速传感器雨量——翻斗式雨量传感器蒸发——超声测距蒸发量传感

5、器辐射——热电堆式辐射传感器地温——铂电阻地温传感器日照——直接辐射表、双金属片日照传感器1.2.2数据采集器 数据采集器是自动气象站的核心，其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输。其主要技术性能为：采集器的电源能保证采集器至少7天正常工作，数据存储器至少能存储3天的每分钟气压、气温、相对湿度、风向、风速、降水量和下表列各项目的每小时正点观测数据，能在计算机中形成规定的数据文件。时钟误差不超过30秒/月。81.2.3 系统电源自动气象站需要具备高稳定性、无干扰的系统电源。在有市电的地方，使用市电

6、，并对备用电池充电，以备市电出现故障时使用。若使用计算机，则还配备不间断电源（UPS）和后备电池。在无市电的地区，自动气象站可用电池供电，这时，可用辅助电源对电池充电。可作辅助电源的有：柴油或汽油发电机、风力发电机、太阳能电池板等。 1.2.4 通信接口 联接采集器与计算机、计算机与中心站、采集器与中心站等的通信联接设备。1.2.5 外围设备 根据不同的需要，配置的外围设备有：计算机、打印机、显示器等。1.3自动气象站软件组成 自动气象站的系统软件包括采集软件和业务软件。为了实现组网和远程监控，还须配置远程

7、监控软件。1.3.1采集软件 采集软件由厂家提供，写在采集器中。必须遵守地面气象观测规范及其它气象技术规定。其主要功能有：⑴接受和响应业务软件对参数的设置和系统时钟的调整（时钟也可在采集器上直接调整，但必须保证采集器和计算机时钟一致）；⑵实时和定时采集各传感器的输出信号，经计算、处理形成各气象要素值；8⑶存储、显示和传输各气象要素值； ⑷大风报警；⑸运行状态监控。1.3.2业务软件业务软件根据地面气象业务的需要编制，由国务院气象主管机构颁发。其主要功能包括：参数设置、实时数据显示、定时数据存储、编发气象报告

8、、数据维护、数据审核、报表编制，形成统一的数据文件等。1.4采样和算法 1.4.1 采样 自动站的数据采样在采集器中完成，采样顺序：气温、湿度、降水量、风向、风速、气压、地温、辐射、日照、蒸发。 气温、湿度、气压、地温、辐射的采样速率为每分钟6次，去掉一个最大值和一个最小值，余下的4次采样值求算术平均。1分钟平均值为瞬时值。 风向、风速的采样速率为每秒钟1次，求3秒钟、2分钟、10分钟的滑动平均值。3秒钟的平均值