大气探测学_D第十一章自动气象观测系统.ppt

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1、大气探测学课程教学参考书电子版（第四版）专业基础课第十一章自动气象观测系统自动气象观测系统一概述三硬件五采样与算法二结构及工作原理四软件六自动气象站网复习思考题§1自动气象站——概述自动气象观测系统，从狭义上说是指自动气象站，从广义上说是指自动气象站网。自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备。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。自动气象站网由一个中心站和若干自动气象站通过有线和无线通信电路和组网软件组成。自动气象观测系统是怎么定义的？自动气象站自动气象站的分类：按提供数据的时效性实时自动气象站

2、非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根据对自动气象站人工干预情况有人自动站无人自动站§1自动气象站——概述§1自动气象站——概述自动气象站既可以人工输入资料，也可以对还不能全部自动化观测的目测和人工观测项目进行编辑。使用自动气象站的目的是为了提高观测站点的密度，提高观测时间的密度，提高观测资料的可靠性，保证观测站点的均一性，满足新的观测需要和要求，减少人为误差，降低观测业务费用。§2自动气象站——结构及工作原理系统结构自动气象站由硬件和系统软件组成,硬件

3、包括传感器,采集器,通信接口,电源,计算机等,系统软件有采集软件和业务应用软件。还应配置远程监控软件，将自动气象站与中心站连接形成自动气象站网。自动气象站结构框图§2自动气象站——结构及工作原理工作原理随着气象要素值的变化，自动气象站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，

4、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。§2自动气象站——结构及工作原理主要功能⑴自动采集气压、温度、湿度、风向、风速、雨量、蒸发量、日照、辐射、地温等全部或部分气象要素⑵按业务需求通过计算机输入人工观测数据⑶按照海平面气压计算公式自动计算海平面气压；按照湿度参量的计算公式计算水汽压、相对湿度、露点温度以及所需的各种统计量⑷编发各类气象报告⑸形成观测数据文件⑹编制各类气象报表⑺实现通讯组网和运行状态的远程监控§3自动气象站——硬件传感器能感受被测气象要素的变化并按一定的

5、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。常用的传感器有：§3自动气象站——硬件自动气象站用的传感器与通常使用的传感器差别不大。根据输出信号的特点，传感器可以分为模拟、数字和智能传感器三类。模拟传感器：输出的是电压、电流、电荷、电阻、电容，通过信号整形，再转换为电压信号。数字传感器：带有并行数字信号输出的传感器，输出由二进制位或由二进制位组组成的信息，以及输出脉冲和频率信号的传感器。智能传感器：一种带有微处理器的传感器，具有基本的数据采集和处理功能，可以输出并行或串行信号。§3自动气象站——硬件气压——振筒式气压传感器、膜

6、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CASW600风速传感器●原理三个轻质锥形风杯；附着在中心不锈钢轴上的截光盘随轴旋转；每转动一圈，切割红外光束14次，从而由光电晶体中产生出一个脉冲链，输出的脉冲速率与风速成正比。测量范围0~60m/s分辨率0.05m/s起动风速不大于0.3m/s精度±0.3m/s（S<10m/s）±3m/s（S

7、>10m/s）抗风强度75m/s传感器输出0~1221Hz方波工作电源12V工作温度-40oC~+60oC(带加热)●技术指标测风杆风向传感器风标转轴带动的6至8位格雷码光码盘6至8个同心圆轨道，0、2、22、23、24、25、(26、27)等分相邻每份作透光与不透光处理码盘两侧同一半径上的6至8对光电耦合器件输出相应的6至8位格雷码，每一个格雷码代表一个风向。测量范围0~360°响应灵敏度0.3m/s（30度偏角）工作电源10~14VDC分辨率3°输出电压0~2.5VDC抗风强度75m/s工作环境-40℃~60℃、0~100%RH原理技术

8、指标风向、风速传感器测量距地10米处的地面风的速度及方向值，并转换为电信号，此信号可以直接传送到显示仪器或记录设备进行处理。温、湿度传感器来自芬兰VI