新型自动气象站技术保障部分
气象技术装备保障工作思考
气象技术装备保障工作思考发表时间：2018-09-11T15:59:29.150Z 来源：《科技研究》2018年7期作者：王超[导读] 本文主要根据河南省郑州市气象技术装备保障工作实际，对气象技术装备保障工作存在问题进行分析。
（河南省郑州市气象局河南郑州 450000）摘要：本文主要根据河南省郑州市气象技术装备保障工作实际，对气象技术装备保障工作存在问题进行分析，从保障工作运行出发，提出提升气象技术装备保障工作水平建议，以供同行人士参考。
关键词：气象；技术装备；保障工作；思考引言气象技术装备保障工作是气象部门现代气象业务主要构成部分，随着气象业务现代化发展，我国各个地区综合观测站网加密，气象观测业务自动化开展全面推动，对气象观测数据时效性及准确性要求越来越高。
同时，对气象技术装备保障工作也提出了许多更多新要求。
如何结合郑州市气象技术装备保障工作实际，探索科学合理发展思路，提高气象技术装备保障工作水平，以确保各类气象观测设备安全稳定运行，是当前郑州市各级气象部门迫切需要重视任务之一。
1气象技术装备保障基础条件气象技术装备保障是确保地面、高空与水文气象观测设备正常运行，保证气象要素观测数据具备一定准确性、代表性及比较性。
气象技术装备保障还应对器材供应、仪器检修、维护等方面提供保障。
现代化气象观测主要是将地基、天基以空基相统一综合气象观测系统，该系统主要由自动气象站、新一代天气雷达、L波段探空雷达、卫星定位系统及其他观测仪器设备构成，其中空基与地基气象技术装备保障主要是由国家级及省市地区技术保障中心与地方台站维护构成，为综合气象观测业务系统提供强有力技术支撑及保障服务。
2气象技术装备保障工作存在的问题虽然气候总体上具备一定规律性，但又复杂多变。
现代观测技术虽然愈来愈先进，但是依然有偏差，同时有些区域地理环境极易恶劣，给气候工作带来很大困难。
这些都会给气象技术装备工作带来棘手问题，对气象技术装备保障工作也提出了更高要求。
对自动气象站维护和技术保障的探讨
对于 自动站的电缆 等线路 ，对于安乡县这样的未开发地 区 来说 ，老 鼠比较多是正 常情况 ，要经常检查路线是否有被老 鼠 咬断的情况 ，一旦 发现要及 时地进行维护修理 ，并确保 电缆线
按照要求 规范进行安装 。
Ｄ Ｚ Ｚ ２型 自动站 软件分为 ３ 个部 分 ，即采集器 系统程序 、
而且对于安乡县气象站的传感器 等 ， 很容易 因为气候等原
因，遭到灰尘的覆盖 ，所 以 ，要经 常对堆积在温度传感器保护 于气压传感器的维护 ，则是需要检查其通气嘴 ，有没有堵塞或
本站采用 的是 Ｄ Ｚ Ｚ ２型 的 自动气 象站 ，是 一种适应于野外 罩上面或者周边的泥土等进行 清理 ，保持传感器 的灵敏度 。对 人们就可 以通过配接各种不同功能的通讯 载体 ，来满足气象观 者被污染 的现象 。每月应该把里面的缓冲盒分 子筛拿 出来 ，用 测 的需求 。既是一种无线遥测站 ，也是一种全 自动无人 站 ，适 特殊方法干燥后再放回密封好 。
地网制 作时 ，接地电阻也小 于 ４ Ｑ。
２ ． ２供 电系统 的维护
１ ９ ８ Ｇ Ｒ ， ｃ观 刀： 碾 ＾ Ｄ三 疆 Ｃ ＨⅣ Ｄ ＤＧ】 ，
点的探讨 ，希望能够通 过这种方法 ，极大地提高本县 的气象站 地查 找数 据异常的原 因 ，并且对设备故障进行排查 ，并正确进
维护和保 障技术 ， 让安 乡县 的气象监测质量 ， 更 加地 真实有效 ， 行排除。如果是 电缆或者线路等 出现破损等故障时 ，要先做好 能够 为当地居 民提供最有保 障的气象监测数据 。更好地为该县 线路 的连接工作 ，而不是盲 目地做故障分析 。 的防患灾害工作做 出重 大贡献 。 １自动气象站 的运行原理 的全 自动气象站 ，的模块化结构原理 以及不 同的软硬件配置 ，
自动化气象站 资质要求
自动化气象站资质要求
自动化气象站的资质要求通常包括以下几个方面：
1. 技术能力：自动化气象站的建设和运营需要具备一定的技术能力，包括气象仪器的安装、调试、维护和数据处理等方面。
相关人员应具备气象学、电子技术、计算机等相关专业的知识和技能。
2. 设备质量：自动化气象站所使用的气象仪器应符合国家或行业标准，并经过质量检测合格。
设备的性能、精度和稳定性应满足气象观测的要求。
3. 数据质量：自动化气象站应具备完善的数据质量控制体系，确保采集的数据准确、可靠。
数据的处理和传输应符合相关的规范和标准。
4. 安全保障：自动化气象站应具备相应的安全保障措施，包括设备的防盗、防火、防雷等，以确保气象观测设备和数据的安全。
5. 资质认证：为了保证自动化气象站的建设和运营质量，相关单位可以申请相关的资质认证，如中国气象局颁发的《气象专用技术装备使用许可证》等。
6. 合规性：自动化气象站的建设和运营应符合国家法律法规和相关政策的要求，如环境保护、气象观测规范等。
7. 售后服务：自动化气象站的供应商应提供良好的售后服务，包括设备的维修、保养、升级等，以确保气象站的正常运行。
总之，自动化气象站的资质要求涵盖了技术能力、设备质量、数据质量、安全保障、资质认证、合规性和售后服务等方面，以确保气象观测数据的准确性和可靠性。
自动气象站技术方案简版
自动气象站技术方案简版一、硬件部分：1.采集传感器：选择适合气象站使用的传感器进行数据采集，包括温度、湿度、气压、风速、风向等。
2.控制单元：使用微控制器或单片机作为控制单元，负责从传感器获取数据，并进行数据的处理和存储，同时控制相关设备进行操作。
3.电源系统：使用可靠的电源系统，如太阳能电池板和备用电池，并具备自动切换功能，以确保设备持续运行。
4.通信模块：利用GSM、WIFI等通信模块实现与服务器的数据传输，保证数据的实时传输和远程监控。
5.外壳和防护：选择防水、防尘、防腐蚀的外壳，并对关键部件进行适当的封装和防护，以保证设备的可靠性和稳定性。
二、软件部分：1.数据采集和处理程序：编写程序以实时获取传感器数据，并进行数据处理和校验，确保数据的准确性和可靠性。
2.存储和管理系统：配置数据库或云存储系统，将采集到的数据进行存储和管理，以便后续使用和分析。
3.算法和模型建立：建立气象数据分析和预测的算法和模型，利用历史数据进行模型训练，以实现对未来气候的预测和预警。
4.远程监控和控制系统：编写远程监控程序，实现对自动气象站的远程监控和控制，可以通过手机、电脑等终端实时查看设备状态和数据。
5.数据展示和报告生成：设计数据可视化界面，以直观、清晰的方式展示气象数据，并生成相应的报告和分析结果，方便用户进行决策。
三、应用场景：1.农业：帮助农民监测土壤湿度、温度和气象条件，及时调整灌溉和施肥方案，提高农作物产量和质量。
2.交通：提供道路能见度、温度、湿度和道路冰雪情况等数据，帮助交通部门安排雪路除雪和交通管制工作，保障道路交通安全。
3.水利：监测降雨量、蓄水量和水位等数据，预测洪水和干旱情况，帮助水利部门进行灾害防控和水资源合理利用。
4.环境保护：通过测量大气污染物浓度、光照强度和风向等数据，监测环境质量和污染源，为环保部门提供科学决策依据。
5.气象预测和研究：通过自动气象站采集到的大量数据，建立气象模型和算法，进行气象预测和气候变化研究，提高气象科学的准确性和精确性。
自动站技术保障和维护
自动站 技术保 障和维 护 豆青 芳
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
张
慧 王春慧
自动站技术保障和维护
豆青芳 ，张 慧 ，王春 慧 。
（ １青海省祁连县气 象局 ，青 海 海北藏族 自治州 ８ １ ０ ４ ０ ０ ；２ ． 青 海省海东地 区循化县气 象局 ，青海 海 东 ８ １ １ １ ０ ０ ； ３ ． 青 海省 海北州门源县气象局 ，青海 海北藏族 自治州 ８ １ ２ ２ ０ ０ ）
自动站的建成运用是气象基础设施走 向现代化的标志 ，坐 落于各地 区的 自动气象站 ， 可 以连续不停 的监测各地 区的气 温、 降水 、风速 、风 向等 各项气象 因素 ，建立完 善区域 自动气象站 对研究地 区局部气候 ，提前做好灾害性天气 预防工作 具有重要 意义 。青海省祁 连县 是地质灾害和气象灾 害的多发地 区，因此 做好青海省祁连县气 象局 自动站技术保 障和维护 工作 具有十分 重要而现实 的意义 。 １自动站的工作原理 本地 区使用 的是 Ｄ Ｚ Ｚ ２型的 自动站 ，此 种 自动站 由各 种传 感器 （ 气温 、降雨量 、气 压 、风速等传感器 ）、总电源与各级 电源 、防雷系统 、数 据的采集器和接收平 台等硬 件结 构以及数 据管理软件等部分共 同构 成。 自动站 的硬件设备 主要是 通过无 线电波全球定位通讯 系统 将观测收集到 的气象数据传 到地面中 心站 ，地面 中心站利 用接收平 台和互联 网接 收数 据 ，通过 自动 气象站 的数据管 理软件进行储存 、显示 、查 阅 、报告等不 同的 功用 。一般情况下 ，地面 中心站为 了更 准确 直接的接受 自动气 象站传来 的数据 ，都 是采用 ２种或 ２种 以上 的方 式进 行数据接 收。 这 种 自动气 象站 的模块 构成 原理 不 同于普通 的 软硬件 配 置 ，在 自动站 的连接 口处接上不 同的通讯载体 ，人们 就可 以自 由的观看气象 了 ，另外此 种 自动站对户外环境有着很 强的适应 性 ，甚至在恶劣 的 自然环 境下也能够正常运行 。它既是 一座无 线遥测站 ，又是一座全 自动无人站 ，建在野外后通过 通讯 技术 与当地多种 自动气象 网络相连结 ，彼此之 间互享数据 ，通过人 为干预做出灾害天气预警 。 ２自动气 象站技术保障和维护 ２ ． １ 完善技 术保 障制度 要完整建立科学 有效的 自动站技术保障制度 ， 必须要 提高 自动气象站工作人员 的责 任意识 ，将责任落实到个人 ，完 善工 作 制度 ，加强工作管理 ，努力 提高工作效率 ，提高工作人员气 象数 据监测和技术维护工作 的主动性 ；要完善工作监督制度 ， 各部 门明确职责并严格执行 ，认 真仔 细的对待收集来 的各种数 据 ，严谨 的进行数据分析 ，及 时发 现气 象数据 中的异 常并通知 至 下 级部门做好气象灾害 的预 防工 作 ，争取防患于未然 ；在 日 常工作期 间加大对工作人员 的培训力度 ，提高工作人员和气象 站管 理人 员的技术水平和专业知识 ，对专业 性技术人员进行有 针对性 的培训 ，提高专业技术人 员的技 能维护水平 ，做好 自动 站技 术保 障和维护工作 。 通 过对以上 ３ 个步骤确切实际的执行 ， 并 在工作 中不断完善改进 ， 才 能促进 自动气 象站工作顺利进行 ， 为提高气 象数据监测的准确性和稳定性 打下坚实 的技术基 础。 ２ ． ２传感器故 障维护 传感器主要包括雨量传感 器 、风速风 向传感器 、气温传感 器 ，自动气象站的传感器 内部结构 复杂 ，建 构科技含量高 ，出 现故 障时不容 易维修 ， 因此在 日 常工作 中应该遵循 “ 预防为主” 的原则 ，加强传感器 日常巡 护 ，做好维护工作 。 ２ ． ２ ． １ 雨量传感器
新型自动站使用手册2
第二部分新型自动气象站的系统结构与原理2、新型自动气象站的系统结构与原理2．1、新型自动气象站应用到的新技术在新型自动气象站中应到了两项比较新的技术，即：嵌入式系统技术和外部现场总线技术。
2．1．1、嵌入式系统技术嵌入式系统是以高性能CPU数据处理器为核心处理器，嵌入操作系统，配置相关的外围组件，构成单板电脑系统。
高性能的CPU一般是指32位CPU，包括：ARM7系列、ARM9系列以及现在比较新的ARM Cortex M3系列或其他系列CPU等。
操作系统嵌入实时性比较好的操作系统，一般可以嵌入：µC/OS-II、FreeRTOS、µClinux 等。
以上操作系统的特点是：实时性比较好，规模相对比较小，所需要的硬件资源也不大。
但功能相对简单一点。
对于功能要求比较多的可以选用Linux操作系统或WindowCE操作系统。
其特点是：功能比较齐全，基本上具备标准电脑的全部功能，所构成的系统又称单板电脑。
Linux操作系统是开源的可以从网络上找到；WindowCE在使用时是需要付版权费用的。
外围部件配置基本上按照标准电脑的部件配置，包括：Flash存储器、RAM存储器、CF 卡（或SD卡）存储器、以太网络接口电路以及TCP/IP通讯协议、USB通讯端口、多个RS232/RS485串口、CAN总线。
图一、嵌入式系统基本结构图嵌入式系统的数据综合处理能力非常强大，在新型自动站系统中引入了嵌入式系统，可以大大提高自动气象站的数据处理能力，使很多复杂的数据分析、处理计算功能在数据采集器端得以实现。
嵌入式系统丰富的外设处理单元、多种通讯端口，可以非常方便地实时自动气象站的数据通讯处理、远程访问的功能。
2．1．2、外部总线技术外部总线是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元，并完成数据传输、通讯处理功。
外部总线的功能就是实现多个数据处理控制、数据处理单元之间的数据通讯；外部总线的的电气结构要求简单，而且数据传输要稳定可靠。
气象技术装备保障工作思考
加强装备采购与验收管理
制定严格的采购计划
根据实际需求，制定详细的采购计划，确保采购的装备符合业务需 求。
加强供应商管理
建立供应商评价体系，对供应商进行定期评估，确保采购的装备质 量可靠。
强化验收程序
制定详细的验收流程，对采购的装备进行严格的质量检查，确保装备 符合技术要求。
完善装备维护与保养制度
01
及时更新老旧装备
对老旧的装备进行评估，及时更 新换代，提高气象技术装备的整 体水平。
02
引进先进技术
03
加强技术研发
积极引进国内外先进的气象技术 装备，提高气象观测和预报的准 确率。
鼓励自主创新，加强气象技术装 备的技术研发，推动装备的升级 换代。
04
气象技术装备保障工作的未来 展望
智能化、自动化技术的应用前景
装备更新与升级情况
技术更新
随着科技的不断进步，气象技术装备也在不断更新和升级，以适 应新的观测需求和服务要求。
系统升级
对气象技术装备系统进行升级和改造，提高系统的性能和稳定性 。
新技术应用
积极推广和应用新技术，如人工智能、大数据等，提高气象技术 装备的自动化和智能化水平。
03
气象技术装备保障工作的改进 措施
技术更新迅速，装备保障跟不上
随着科技的不断发展，气象技术装备的更新速度也越来越快，而装备保
障工作往往跟不上这种更新速度，导致一些新装备无法及时投入使用。
02
维护成本高，资金保障不足
气象技术装备的维护成本较高，而资金保障往往不足，导致一些装备无
法得到及时维护和保养，影响了其正常运行和使用寿命。
03
人才短缺，技术力量薄弱
气观测数据的准确性和可靠性。
自动气象以及通讯网络保障措施
自动气象以及通讯网络保障措施随着科技的进步和人们对自然灾害的关注度的提高，各国采取了一系列措施来保障自动气象和通讯网络的稳定运行，以确保人们在面对灾难时能够及时接收到准确可靠的信息，从而提高应急响应能力，降低生命和财产损失。
自动气象站是一种具有自动收集、处理、传输气象信息的气象观测设备，其应用范围广泛，可以为各个行业部门提供准确的气象数据和信息。
在保障自动气象站稳定运行方面，需要采取如下措施：1.保障电力供应。
自动气象站需进行连续性和稳定性的气象观测，需要大量的电力供应，因此应该采取节能技术，确保电力供应的稳定性。
2.防雷措施。
自动气象站在电路中存在着电气装置的线路、输出线和输入线，需采取防雷保护措施，保持设备运行的稳定性。
3.保障设备的维护和更新。
随着气象变化和科技发展的不断更新，设备的维护和更新是确保设备正常工作的重要保障。
通讯网络是人们获取信息的重要途径，但通讯网络的稳定性和安全性关系到信息的传递和保障，因此需要采取一定的措施来保障其运行。
1.采取加密技术。
防止敏感信息被非法获取，如采取加密技术保障通讯安全。
2.备份数据。
定期进行数据备份，避免重要数据丢失。
3.采取区域化网络架构。
区域化网络架构避免单一节点故障，提高了网络的稳定性。
4.加强网络安全管理。
加强网络安全管理，完善网络安全机制，避免任何非授权访问和窃取数据。
综上所述，保障自动气象和通讯网络的正常运行是提高国家防灾减灾能力的重要保障。
为确保通讯网络和自动气象设备的稳定运作，需要加强相关的安全和维护措施，提高应对灾害和风险的能力，同时各个行业部门更应该互相配合、共享信息，在更快的速度、更准确的数据下，高效应对灾害和突发事件。
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一、新型自动气象站概述
1.3 现运行的自动气象站现状 我国业务自动气象站运行已十余载。随着气象服
务需求的日渐旺盛,越来越多的气象要素纳入地面观测 业务。现有自动气象站在观测能力上存在着许多不足， 特别是功能规格不统一，型号繁多。各厂家自动气象 站自成系统,不能自由扩充新要素,无法满足当前业务 发展需要。新型自动气象站克服了现运行的自动气象 站的不足.
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
1.4 新、旧自动站对比
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
1.5 组成结构简介：（见图一）
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新型自动气象站技术保障部分
图一 组成结构图
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
1.5 组成结构简介
1）新型自动气象站的主采集器，是整个系统的核 心单元，整个系统的控制流程、数据处理、存储、传输 全部由主采集器负责完成。
据采集器， 构建基本的气象探测系统。
3）分采集器的结构设计。在新型自动气象站中，
按照对观测数据的需求设置的若干个分采集器，用于完
成对相关气象要素的数据采样处理。分采集器的设置是
按照观测要素的基本类型进行分类设置的。在分采集器
中主要是按照能够规定时序，完成对相关气象要素的数
据采集处理，并通过 CAN 总线把观测数据传送到主采集
新型自动气象站技术保障
山西省大气探测技术保障中心
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2021/2/17
新型自动气象站技术保障部分
目录
一、新型自动气象站概述
二、新型自动气象站相关设备维护
三、新型自动气象站相关设备维修
四、故障诊断、故障实例排除
五、DSC3型称重式降水传感器的维护
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
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新型自动气象站技术保障部分
时还能接受人工观测数据的输入，对采集和输入的数据进行质量控制和订正，并
对数据进行格式化处理，形成符合气象要求格式的报文和存储文件，同时也可进
一步与站网中心进行通信。
外围设备则包括为自动气象站各个部分供电的供电单元、用于检测自动站状
6
态的内置检测设备、外存储器（如U盘、CF卡）、显新示型和自打动印气设象站备技等术。保障部分
控制系统技术。基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气 象站，满足了地面气象观测全要素自动观测，实现了高精度、高稳
定、易维护、低功耗、易扩展和实时远程监控的能力。整套系统按
照“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”的结构设计。 对主/分采集器、总线结构、传感器、外围设备、软件、现场标校设 备的各个部分，从功能、结构、通讯协议、数据采集、数据计算处
理、数据存储、数据质量控制、数据传输、电气接口标准、生产工
艺全面进行规定。达到了满足现有气象观测站的气候观测、天气观
测和区域观测业务的需要。
4
新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
1.1 基本构成
区别于早期的自动站的集中控制的方式。它由硬件和软件两部分组成，硬件包括气象要 素传感器、数据采集器、外部总线和外围设备等。
们之间通过CAN总线互连，在现场只需接入新的分采集器和传感器，就能快速部
署，从而实现功能扩充，满足观测需求的变化。
软件则包括数据采集器嵌入式软件和气象业务软件。
嵌入式软件固化在采集器中，完成系统初始化、对传感器输出采样、转换、
处理等功能。
气象业务软件运行于用户数据终端上，能对气象数据进行显示、存储。必要
一、新型自动气象站概述
1、新型自动气象站简介
综合气象观测系统提供准确、可靠的观测数据，是提高预报预 测准确率和服务能力的重要保证。为了满足现代气象业务，则必须
进一步提升我国地面气象观测的自动化水平。新型自动气象站是按
照统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范的设计思
路，以及应用到的两项比较新的技术，即：CAN总线技术和嵌入式 系统技术，是当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
CAN总线技术的优越性
a) CAN总线技术废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编 码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据。这些特点使得CAN 总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强 ，提高系统的可靠 性和系统的灵活性。
b) 可实现点对多点，点对点以及全局广播的方式发送接收数据， 当多个节点同时向总线发送数据时，最高优先级的节点不受任何影 响的传输数据，而优先级较低的节点则会主动退出发送，保证在网 络负载很重的情况下也不会出现由于网络过载导致瘫痪的情况。
主采集器的核心处理单元为一个功能强大的单板电 脑，因而大大提高了主采集器对数据处理的能力， 从而 可以满足各种复杂气象探测系统的数据处理要求。
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
2）主采集器内部增加了一个对常规气象要素进行
数据探测的数据采集单元。从而进一步扩展了主采集器
的功能，使主采集器能够独立成为一个高性能的气象数
器中。分采集器的基本结构与主采是一样的。
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
1.6 新型自动气象站运用的主要新技术简介 1） CAN总线技术简介 ：
总线技术是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元，并完成 数据传输、通讯处理功能。CAN是Controller（译：管理者或控制 者）；Area（译：区域或局域）；Network（译：网络）的缩写。即 控制器局域网络，被誉为自动化领域的计算机局域网。 CAN总线的 高性能和可靠性已被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工 业设备等方面。是当今自动化领域技术发展的热点之一。它是一种有 效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。它的出现为分布式控 制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支 持。
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新型自动气象站技术保障部分
一、新型自动气象站概述
1.2 自动站基本原理
各个传感器的感应元件，随着气象要素的变化，输出的电量发生相应的变化
，这种变化，被CPU实时控制的采集器所采集，并转换成计算机可处理的数据，
根据特定的算法，处理、存储后，传输给用户数据终端（通常是计算机，用于显
示和存储气象数据）。在实际现场，通常有一个主采集器和若干个分采集器，它