一种新型移动式自动气象站的设计

摘要

移动式自动气象站是为了进一步提高中小尺度灾害天气的实时观测和预警能力，提高观测数据的典型性和实时性，特别设计的一种特殊气象观测站.移动式自动气象站是具有移动观测能力、具备测量气象各种基本要素的能实时提供可靠数据的综合性自动气象站. 移动式自动气象站具备采集各种基本气象要素的能力，能实时通过GPS卫星定位提取精确的方位信息，并从中获取精确的卫星时间，实现采集数据与气象监测系统秒级的时间同步，并可以现场自动调整传感器气象要素采集方向，最终能将采集数据结果通过有线方式或无线方式传输出去.可以提供短时预报、预警服务.移动方式一般采用车载方式，可分为固定车载方式和车载可拆卸地面固定方式.固定车载方式只需将气象测量车移动到测量地点即可实行自动测量，车载可拆卸地面固定方式则更方便，即可实行测量车的观测方式，也可将自动气象站固定到地面进行短期连续测量，实行移动和固定测量两种模式统一结合应用. 中国气象科学研究院华创升达高科技发展中心于2006年重点着手这方面的进一步研究工作，并推出了一种能实时观测基本气象六要素、具备GPS卫星定位和自动方向控制系统的新型移动式气象站.该移动站采用新的一代数据采集控制装置，具备扩展采集各种基本气象要素的能力，并以GPRS数据通讯方式为主，现场RS-232通讯方式为辅的新型移动站.该站能够适应在各种恶劣环境下工作，自动采集相关的气象数据并处理和存储，按照现场数据采集的要求，测量各种相应气象要素.将数据准确、及时的统计和汇总，为相关部门提供基础数据，实现特殊测量任务.现今已经在天津气象预警中心进行现场长时间运行，数据正确，符合气象要素采集国家标准，实现了移动自动气象站的应用. 移动式自动气象站主要包括以下三部分:数据采集、控制系统、数据传输数据采集:移动式自动气象站的特殊点是具备了可移动的能力，其采集气象要素的要求与现今运行的自动气象站无任何区别，数据采集内容和采集应用数据格式基本都是完全一致的. 控制系统:采用新的一代自动气象站的中心采集模块，并能通过控制获取GPS卫星定位数据和时间数据，可实时监测移动站固定位置的数据采集方向，保证了测量的准确性和可靠性，方便实现自动采集和校准的功能，保证数据采集时满足气象要素标向的要求.电源供电具有多种方式，在野外工作时具有自动供电的能力，采用太阳能供电和蓄电池供电两种方式. 数据传输:移动式自动气象站要求以无线通讯方式为主的数据传输模式，并具有现场实时通讯的能力.因为现今无线通讯方式一般为GSM/GPRS/SMS/PSTN/CDMA等各种通讯方式和通讯手段，那么传输气象要素数据时要求具备两种以上的无线通讯方式.在监测现场要求具备有线数据观测通讯手段，比如具备RS-232或RS-485通讯方式，提高数据应用的监测和管理能力. 现今新型移动式自动气象站做为自动气象站监测网络中的一个重要组成部分，为天气现象监测、灾害天气监测、特殊地点监测等各种气象应用提供重要的气象数据.随着该种自动站功能的不断改进和提高，必将为气象全方面应用提供有力的保障.