11d 第十一章自动气象观测系统
北京大兴国际机场自动气象观测系统简介与故障解决办法
2022年 4月 April 2022Digital Technology &Application 第40卷 第4期Vol.40 No.4数字技术与应用68中图分类号:V321.21 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2022)04-0068-03DOI:10.19695/12-1369.2022.04.23北京大兴国际机场自动气象观测系统简介与故障解决办法中国民用航空华北地区空中交通管理局 刘绍国自动气象观测系统（即AWOS）是民航空管气象设备的重要组成部分，保障自动气象观测系统运行正常对飞行安全有着重要的意义，因此自动气象观测系统的维护与故障排除工作特别重要。
本文介绍北京大兴国际机场自动气象观测系统组成及工作原理、并结合实例讲述故障排除和解决方法。
1 大兴机场自动气象观测系统概述大兴机场的自动气象观测系统使用的型号是Vaisala AviMet。
Vaisala AviMet自动气象观测系统是专为管制员、气象预报员、气象观测员和机场其他用户的需求而设计。
此系统测量、计算、显示、储存并发布大兴机场的气象信息。
它包含飞机跑道设置的传感器、中央数据处理计算机（CDU）、通讯系统以及多个工作站。
大兴机场自动气象观测系统包含2个CDU，分别为CDUA和CDUB。
它负责处理数据并将数据以不同的显示内容发送给有不同需求的用户。
大兴机场自动气象观测站，如图1所示。
收稿日期:2022-01-24作者简介:刘绍国(1994—),男,黑龙江双鸭山人,本科,助理工程师,研究方向:自动气象观测系统。
图1 大兴机场自动气象观测站Fig.1 Daxing airport automatic meteorological observationstation大兴机场目前共有四条民航跑道，Vaisala AviMet 系统传感器测量原始气象数据后输出串口信号到串口服务器转换成电信号，再由光电转换器转换为光信号传输回室内，再经光电转换器由光信号转换为电信号，传输至核心交换机，服务器、终端通过核心交换机交换数据。
自动气象站简介Yongru
接口：RS232 RS 485 USB接口
Campbell CR6
HOBO
一、自动气象观测站介绍
3、自动气象站示例
各类传感器
自动气象站示例
谢谢！ 请各位老师批评指正！
自动气象观测站介绍
汇报人：Yongru 日 期：2020-05-22
一、自动气象观测站介绍
一、自动气象观测站介绍
功能：自动气象站，是根据需要，建设的能够 自动探测多个要素，无需人工干预，定 时记录并存储观测数据，根据条件向数 据中心传输数据。
观测要素：气压、温度、湿度、风向、风速、 雨量、蒸发量、日照、辐射、地气象观测站介绍
1、传感器介绍： B、气压是作用在单位面积上的大气压力，即 在数值上等于单位面积上向上延伸到大气 上界的垂直空气柱所受到的重力。气压大 小与高度、温度等条件有关。 单位帕斯卡，Pa hPa kPa MPa 1MPa（兆帕）=1000kPa(千帕） =1000000Pa（帕斯卡）
观测站组件：传感器、数据采集器、存储模块、 通讯模块、供电系统、机箱、支架和避 雷针等。
自动气象站
一、自动气象观测站介绍
1、传感器介绍： A、温度和湿度传感器 空气温度也就是气温，是表示空气冷热 程度的物理量。温度单位：摄氏度 ℃ 空气湿度度在一定的温度下在一定体积 的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥； 水汽越多，则空气越潮湿。百分比%。
压强传感器
一、自动气象观测站介绍
1、传感器介绍：
C、风速风向传感器
风速风向仪总体可分三类： 机械式、传统超声波式和超声波共振式
风杯风速风向
旋浆式
机械式：小型风杯风速计和轻型单位风标
机身型旋浆式风向风速计。
传统超声波：二维超声风速计
自动气象站相关介绍
自动气象站相关介绍自动气象站可以实时探测气温、湿度、气压、风速、风向、降雨量、紫外线、辐射等气象信息，可以通过网络实时观测气象数据。
下面介绍一下自动气象站的工作原理、硬件基本配置、观测的主要地面气象要素和技术特点。
1、工作原理自动气象站具有对不同区域气候的全方位观测功能。
气象站的基本构造包括自动气象站、气象站主机、控制台、气象数据采集软件组成。
自动气象站通过不同的传感器采集地面气象要素数据，数据采集完成后通过网络统一传输到气象服务器上，再经气象采集软件处理各项数据，观测的实时气温、气压、风向、风速等气象数据通过气象软件传出，并在气象站主机上自观显示各项气象要素值，不同自动气象站点所观测的气象数据可以通过网络上传让更多的人及时了解天气变化情况。
2、自动气象站系统基本配置自动气象站的硬件系统基本配置包括：具有液晶显示汉字与图形功能的自动气象站监测仪1台、传感器（温度，湿度，风速，风向，气压，紫外辐射，雨量，土壤温度、土壤湿度、二氧化碳）各1台、气象观测支架1套、实时监测分析软件（光盘）1、张、数据通讯及传感器连接电缆1套、户外大屏幕显示屏可根据实际需要选配。
、自动气象站的一般具备这些基本配置，都能完成各项自动观测功能。
3、观测的主要地面气象要素自动气象站通过安装不同的传感器，可对大气温度，环境湿度，露点温度，大气压力，平均风速风向，瞬时风速风向，紫外照射，降水量，土壤温度，风力等级监测等多种常规气象要素进行采集、处理、存储、显示并输出。
4、自动气象站技术特点不同的自动气象站因具体配置不同，其功能略有差异，但其主要技术都具有以下特点：可进行长期的气象数据观测、测量精度高、通讯方式灵活，数据传输可靠、数据存储器容量大，大屏幕图形液晶显示屏可自观显示气象要素数据及图形，气象监测数据可上传，使用方便。
民航气象自动观测系统结构及故障检测分析
、
２ １ 年 第 ７期 ０１
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对 学生 考试试 卷成 绩进 行分 类评 价 ， 结果 表 明 ． 该方 法
可将成 绩特 征相 同的考 生 聚集 为一类 ．易于客 观 和准
１ 簇 １中 的 学生 都 是 考 试 成 绩 中等 的 ， ２中 的 确地揭 示考 生的知 识和 能力 水平 。采用方 法 的整个 数 ） 簇 学生 考试 成绩较 高 ． ３中 的学 生 考试成绩 较 差 。簇 ｌ 据 挖掘 过程 直观 ．交互 性强 ．初 中教 师易于学 习 和掌 簇 中包 含 ７ ６条 记 录 ． 占总数 的 ６ ． ； ２中包 含 ２ ６１ 簇 ％ ６条 握 ．具 有较 高的实 用性 ，有 较大 的指 导 意义和 推广价
自动气象站论文：自动气象站数据管理与应用系统的设计与实现
自动气象站论文：自动气象站数据管理与应用系统的设计与实现【中文摘要】自动气象站在气象观测系统中具有十分重要的作用。
它不但大大提高了气象服务能力,同时也为各级领导指挥抗洪救灾提供真实可靠的决策依据。
但大量的自动气象站观测信息在为气象服务工作提供了更好的数据支撑的同时,也给气象信息的传输、处理和应用带来了新的压力,因此针对自动气象站的数据管理和应用方面的研究势在必行。
本论文正是针对上述问题,以自动气象站观测数据为主要研究对象,结合气象行业观测数据标准化规定,对自动气象站观测数据的管理和应用进行研究和探索,设计开发了自动气象站数据管理与应用系统。
主要研究内容包括:1.自动气象站观测数据的存储管理。
通过对气象行业标准的学习和研究,完成了不同类型自动气象站观测数据的格式规范化,建立自动气象站观测数据存储数据库,将观测数据实时存入数据库中。
2.自动气象站观测数据的处理。
在对自动气象站观测数据进行格式规范化处理后,将其写入数据库中,并提供了质量控制功能。
同时按行业标准格式,提供了生成地面气象观测数据月文件、报表文件和单要素月文件等功能。
3.自动气象站观测数据的查询和应用。
根据业务需求,通过SQL语句提供单站查询、全站查询、雨量查询和高级查询等多种查询功能,能够对自动气象站运行情况、数据到报率进行监控和统计。
4.通过地理信息系统实现雨量、温度等观测要素数据的直观显示,方便业务人员及时了解全地区天气形势的变化。
本系统开发部署后,使营口市气象局自动气象站的应用取得了较高的效益。
一是数据规范化完成了观测数据的整合,便于数据的统一管理和应用。
二是SQL SERVER 2005数据库为不同规模的企业构建了经济有效的BI(Business Intelligence)解决方案,能够满足气象部门对自动气象站观测数据的存储和应用需求。
三是GPRS无线通讯技术解决了自动气象站与气象局间的数据通讯问题。
四是.NET 开发平台功能非常丰富,有利于气象工作者开发稳定、可靠的业务软件。
自动气象站
自动气象站
自动气象站是一种能自动进行定时观测、发报或记录的地面综合观测装置。
可以主要测量气温、气压、湿度、风向、风速、降水量等基本气象要素，也可以根据不同需要测量天气现象、能见度、地温、日照时数、太阳总辐射等。
测量到的
资料数据通过电话线、无线电通讯或卫星通信等方式集中发
给中心站进行数据资料的储存和处理。
随着科学技术的发展，自动气象站将逐步替代人工观
测。
目前，大多设置在边远地区、海岛、高山等人烟稀少的
地区，有时为了科研工作需要，在一定地区进行加密观测而
配置自动气象站。
大气探测学作业习题及参考答案
6 精品课程《大气探测学》作业习题第1章绪论1.名词解释：大气探测的精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程、代表性、可比性。
2.大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？3.大气探测的发展主要有哪几个时期？4.简述大气探测原理有哪几种方法？5.大气探测仪器的性能包括哪几个？6.如何保证大气探测资料的代表性和可比性？第2章云的观测7.熟记三族、十属、二十类云的中文名和国际简写。
8.解释积状云、层状云、波状云的形成机理和基本特征。
9.解释卷积云与高积云、高积云与层积云各有何异同？10.解释卷层云与高层云、高层云与雨层云、雨层云与层云有何异同？11.解释荚状、堡状、絮状云、钩状云的形成机理，各代表什么大气气层结状况？12.解释碎积云、碎层云、碎雨云的外形与成因有何不同？13.简述对流云从淡积云Cu hum发展到鬃积雨云Cb cap的物理过程。
14.熟记CH、CM、CL云码所代表的云属、云状及其天气意义和演变规律。
15.对下面的记录进行分析，并描述天空状况，包括云状、云量、云的特征及可能伴随出现的天气现象等。
时间8h 10h 12h 14h 16h云码CL1，CM8，CH1 CL2，CM6，CH2 CL2，CM6，CHX CL9，CMX，CHX CL7，CM9，CHX云量4/2 6/4 8/6 10/10 10/10-第3章能见度的观测16.影响能见度的因子有哪些？17.气象能见度的定义是什么？18.白天能见度与夜间能见度的观测有何不同？19.能见度的器测法主要有哪几种，说明它们的优缺点和工作原理。
20.请写出水平均一大气的目标物亮度方程，并说明方程各项的意义。
21.请写出人眼所见目标物的总视亮度方程，并说明方程各项的意义。
22.请写出目标物一水平天空背景亮度对比度衰减规律方程，并说明各项意义。
第4章天气现象的观测23.简述形成连续性、间歇性和阵性降水的物理机理及判断特征。
24.如何区别吹雪和雪暴？25.阐述浮尘与霾；霾与轻雾；浮尘、扬沙、沙尘暴及尘卷风天气现象的形成机理，并写出其符号。
气象自动监测标准
气象自动监测标准气象自动监测标准是指对气象自动监测系统的采集、传输、处理、存储、展示和应用等各个环节的技术标准和管理规范。
气象自动监测系统是指采用现代信息、通信和控制技术，实现气象观测、数据采集、数据传输、数据处理、仪器仪表控制等工作自动化的设备和系统的总称。
气象自动监测系统在气象观测中具有重要的作用，对于气象科学研究、天气预报、资源开发利用、环境保护等领域均具有重要意义。
因此，规范气象自动监测标准对于保证气象观测数据的真实、准确和及时，具有十分重要的作用。
下面，本文将介绍气象自动监测标准中的几个方面。
一、气象自动监测系统的构成要素1.传感器：是气象自动监测系统感知气象要素的器件，可以采测温度、湿度、气压、风速、风向、降水量等气象要素的数据，是气象自动监测系统中最基础的构成要素。
2.数据采集仪：是气象自动监测系统的核心部件，主要用于采集、存储、处理和传输采集的气象数据。
数据采集仪具有数据处理、解析及前置处理功能。
3.通信网络：是气象自动监测系统的重要构成要素，提供数据传输的载体。
通信网络可以分为本地通信网络和远程通信网络两种。
本地通信网络主要用于采集数据的传输，远程通信网络主要实现气象数据的实时传输和监测。
4.控制器：是气象自动监测系统的控制中心，可以根据设定的参数实现远程控制，控制各测站的启动、停止和自动校准等控制操作。
5.数据管理软件：是气象自动监测系统的软件部分，主要实现数据的存储、处理、查询、应用和管理等操作。
为保证气象自动监测系统的质量和功能，制定一些技术标准对于实现气象自动监测系统的有效管理和规范化具有重要的作用，下面是一些重要的技术标准：1.气象传感器和仪器的技术规范（GB/T 18784-2002）4.气象自动监测数据存储管理规范（DB11/T 360-2003）三、气象自动监测系统数据质量控制气象自动监测系统的数据质量控制是保证气象自动监测数据的真实、准确和完整的重要手段。
数据质量控制可以从以下几个方面入手：1.对传感器的拍照、检修及保养的管理工作。
自动气象站秒级智能观测的实现及初步应用
收稿日期：2018年12月1日；修回日期：2019年4月10日
Advances in Meteorological Science and Technology 气象科技进展 9（3）- 2019 209
气象科技 进展
论，当有短时强对流等灾害性天气过程出现，需开展 加密观测时，通过主动发送指令启动加密观测。
DOI：10.3969/j.issn.2095-1973.2019.03.032
气象观测经历了早期的人工观测到2000年启用首 批自动气象站，如今已进入观测自动化时代，2020年 将实现地面观测的全面自动化。气象行业发展规划明 确指出，观测实现自动化之后的发展方向即是智能观 测。智能观测是一种自适应性观测技术，能根据实况 自动调整观测模式的能力，具备观测方式和资料处理 方法的自动切换功能；智能观测是特殊天气智能工作 模式，在自动判识或预报出现灾害性天气时或重大保 障服务需求时，根据灾害天气预设程序和划定的观测 范围，观测设备自动切换合适的观测运行模式，实现 “因天而动”的针对特定目标的加密和细化观测。
常规自动气象站智能自动气象站应用展示平台主动读取展示自动气象站数据数据库自动站数据存储数据采集中心汇总多路气象站数据生成文件dtu通信传输链路通道固定传输速率低单片机采集器程序固化简单机械式的控制微机采集器有操作系统灵活编程复杂程序处理路由器通信传输多端口自由连接高速传输数据采集中心汇总数据数据流传输控制命令发送应用展示平台1应用展示平台2数据库自动站数据存储传感器传感器图1自动气象站智能观测系统流程图基于阈值判断的自动加密观测
智能观测对于深圳这样的华南沿海城市有特别重 要的意义，深圳经常遭受强对流天气的侵袭，其特点 是来去迅猛、生消快。对于这类天气系统，即使是按 照1 min一次的频率进行观测仍显不足，有必要进行更 高频次的观测，如1 s采集一次数据，以帮助预报员更 快速地了解强对流所伴随的阵风等强天气的特性。然 而深圳自动气象站总数多，且强对流天气又不是时刻 都在发生，既不可能又无必要保持高频观测。在这种 背景下，对现有自动气象站进行智能观测功能的重新 设计和升级，实现其因天而动的智能化秒级观测，以 满足短时强对流天气对快速和加密观测的特殊需求， 就显得十分有意义了。
自动气象站
自动气象站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,主要由传感器、采集器、通讯接口、系统电源等组成,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。
自动气象站观测项目主要包括气压、温度、湿度、风向、风速、雨量等要素,经扩充后还可测量其它要素，数据采集频率较高，每分钟采集并存储一组观测数据。
自动气象站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。
自动气象站网由一个中心站和若干自动气象站通过通信电路组成的。
自动气象站是由电子设备或计算机控制的自动进行气象观测和资料收集传输的气象站，通常有以下三种形式：有线传输自动气象站仪器的感应部分与接收处理部分相隔几十米到1千米之内，其间用有线通信电路传输。
由气象传感器、接口电路、微机系统、通讯接口等组成。
传感器将气象信息转换成电信号由接口电路输出。
微机系统是它的心脏,负责处理接口电路及观测员通过键盘输入的信号,并将处理结果输出显示、打印、存盘,也可通过接口送到信息网络服务系统。
这种自动站早期用于实时查询气象资料,现在逐渐取代气象站日常主要观测工作。
无线传输气象站又称无人气象站。
它包括测量系统、程序控制和无线发模通讯模块、电源三部分组成。
气象要素转换成电信号的方式常见有机械编码式和低频调制式两种,前者多使用机械位移的感应元件,使指针在码盘上位移而发出不同的电码；后者多使用电参量输出感应元件,使它产生一个低频变化的信号,然后将此信号载于射频上发射。
无人气象站通常能连续工作一年左右,每天定时观测4─24次。
可在1000公里之外的控制中心指令或接收它拍发的电报,也可利用卫星收集和转发它拍发的资料。
该站通常安置在沙漠、高山、海洋(漂浮式或固定式)等人烟稀少的地区,用于填补地面气象观测网的空白处。