雪深自动观测规范

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1、雪深自动观测规范（试行）中国气象局综合观测司2012年9月前言《雪深自动观测规范》分为5章，包括：总则、结构与原理、安装与调试、观测与记录、维护与现场校准等。编写组依据《气象仪器和观测方法指南》（第六版）、《地面气象观测规范》（2003年）、《自动雪深观测仪功能需求书（试验版）》等相关技术文件，在总结自动雪深观测仪试验考核和京津冀地区固态降水试点观测工作经验基础上编写的本规范。本规范主要适用于以超声波测距或激光测距原理的观测设备开展的雪深自动观测业务，是对现行《地面气象观测规范》（2003年）的必要补充。本规范由中国气象局综合观测司组织编写，主要编写人员有：王柏林、关彦华、冯冬

2、霞、梁如意、王志敏、阳艳红。中国气象局综合观测司二〇一二年九月目录前言I第1章总则11.1目的和适用范围11.2仪器布设11.3时制和日界21.4传感器要求2第2章结构与原理32.1结构32.1.1测距探头32.1.2处理控制单元42.1.3安装支架42.1.4附件42.2测距原理42.3测量性能6第3章安装与调试73.1安装高度与朝向73.2基准面要求73.3电源要求73.4线路连接73.5防雷要求83.6基座要求83.7调试方法83.7.1激光测距探头倾角和基准高度测定83.7.2超声波测距探头基准高度测定83.7.3测量性能检查9第4章　观测与记录104.1观测104.2

3、记录10第5章维护与现场校准115.1维护115.2现场校准125.3注意事项12第1章总则雪深（积雪深度）观测是地面气象观测的主要项目之一，利用以超声波测距或激光测距为原理的观测设备开展雪深实时自动观测，能够提高雪深观测的时效性和准确性，为气象防灾减灾、气象预报预测、公共气象服务和气候变化研究提供重要的基础资料。同时，将充分发挥地面气象观测自动化的效益，有力推动综合气象观测系统的快速发展。1.1目的和适用范围制定雪深自动观测规范，有利于推进我国雪深观测的自动化进程，发挥地面气象观测系统的效益，满足气象业务和服务需求。本规范适用于利用以超声波测距或激光测距为原理的观测设备开展的

4、雪深实时自动观测业务。本规范是《地面气象观测规范》的必要补充，在观测工作中必须严格遵守。1.2仪器布设雪深传感器应布设在地面气象观测场内，安装位置应符合《地面气象观测规范》中观测场仪器布局的原则，布设在观测场西北角，具体位置参考图1。因受地形影响，在布局原则下，可根据实际情况适当调整。—13—图1雪深传感器布设位置参考图（注：此图为地面观测自动化后布局图，图中风向风速传感器位置因站类而变化）1.3时制和日界观测时制为北京时，以20时为日界。1.4传感器要求应具有国务院气象主管机构颁发的气象专用技术装备使用许可证。—13—第2章结构与原理2.1结构雪深传感器主要由测距探头、处理控

5、制单元和安装支架等3个部分组成。图2雪深传感器外观示意图2.1.1测距探头目前国内气象部门使用的雪深传感器所采用的测距原理为超声波测距或激光测距。⑴超声波测距超声波测距探头由1个收发超声波的探头和1个用于波速订正的温度传感器组成。—13—⑵激光测距激光测距探头由1个激光收发器和1个低温加热模块组成。2.1.2处理控制单元处理控制单元负责对测距探头的激发控制、计算测量波速发送和接收的时差（或相位差），并对采样样本进行数据质量控制、数据运算处理、记录存储和传输。2.1.3安装支架安装支架用于固定测距探头，包括设备支撑杆、探头安装连接件、预埋件定位板和预埋件等。支架高度可调，能满足探

6、头在指定高度范围内进行测量。2.1.4附件在雪深传感器停用期间，须使用防护罩保护测距探头。防护罩应具有防水、防尘、透气等特点。在雪深传感器现场校准过程中，须使用经计量检定的校准模块。校准模块使用铝合金材质制作，经氧化处理，表面平整光滑，不易磨损和变形。模块分为5cm和20cm高度两种规格，各2块。2.2测距原理测距探头是雪深传感器的关键组成部分，是利用发射的波束（光波、声波或电磁波）遇到障碍物反射回来的特性进行距离差测量。目前国内气象部门使用的雪深传感器，采用超声波测距探头或激光测距探头。—13—⑴超声波测距探头超声波探头由一个超声波激发电路、机械波发生器和一个超声波接收电路组

7、成，实现电信号到超声波能量的转换，同时可以接收超声波在目标物上的反射回波，并转换成电信号。采用时差法可计算出探头到目标的距离，由于超声波受周围环境影响较大，所以必须通过温度补偿、数字滤波等技术提高测量准确性达毫米级。超声波探头安装须保持水平，测量波束角（α）为22°~30°，距离盲区约为50cm。图3超声波测距探头工作原理⑵激光测距探头激光探头—13—由高稳定的激光发射器、接收器、前置控制器组成，采用相位法测距，用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟