自动气象观测系统简介

自动气象观测系统自动气象观测系统[MH/T4016.4-2008]AWOS：AutomaticWeatherObservingSystem包括测量跑道视程、常规气象要素、云和天气现象等传感器以及相应的监控和远程显示的集成自动化系统。自动气象站[MH/T4016.4-2008]AWS：AutomaticWeatherStation能自动观测和传递气压、气温、相对湿度（或露点）、风向、风速和雨量等常规气象要素信息的观测装置。自动气象观测系统型号AviMeTAWOS(南宁、郑州、长沙。。。）MIDASIVAWOS（广州、深圳。。。）AWOS2000AWOS（海口。。。）MIDAS600AWOS（）自动气象观测系统厂家生产厂家芬兰维萨拉公司芬兰首都赫尔辛基全世界目前有超过100个国家使用VAISALA公司的产品，主要分布在欧洲、北美洲及亚太地区。自动气象观测系统厂家（二）自动气象观测系统组成中央处理单元CDU(s)切换单元（Switch-overUnit），用于双CDUs系统传感器及自动气象站不间断电源（UPS）局域/广域网（LAN/WAN）工作站(OWS,FWS,RCM,WV)专用数据显示器:DD50,WD30,WD50(可选)AFTN(可选)为其它系统所设的串行数据输出(可选)为其它系统所设的TCP/IP数据包输出(可选)MIDASIV系统组成MIDASIVCENTRALDATAUNITAFTN线RS-232CDU显示器CDU显示器HUB/开关观测员工作站维护工作站预报员工作站LANCDUBCDUA天气显示工作站云高仪场地站过来的Modem线缆云高仪大气透射仪和背景光传感器风显示器ModemsUPS数字显示器modem室内室外天气现象传感器跑道灯光RS485大气透射仪和背景亮度计前散射传感器中央风站闪电传感器气象站--风向风速-温度湿度-压力-雨量计跑道传感器配置图1_CLOUD_SENSOR2_CLOUD_SENSOR3_CLOUD_SENSOR4_CLOUD_SENSOR1_WIND_SENSOR2_WIND_SENSOR3_WIND_SENSOR2_TU_SENSOR1_RAIN_SENSOR1_SR_SENSOR2_PRESSURE_SENSOR4_WIND_SENSOR6_WIND_SENSOR3_RVV_SENSOR2_RVV_SENSOR1_RVV_SENSOR6_RVV_SENSOR4_RVV_SENSOR5_WIND_SENSOR5_TU_SENSOR5_PRESSURE_SENSOR5_RVV_SENSORQFE:PRESSURE_xCQFE:PRESSURE_xAQFE:PRESSURE_xBQFE:PRESSURE_xDRWYdir:Smaller(Left)RWYdir:Larger(Right)RWYdir:Smaller(Right)RWYdir:Larger(Left)1_TU_SENSOR1_PRESSURE_SENSOR3_TU_SENSOR3_PRESSURE_SENSOR4_TU_SENSOR4_PRESSURE_SENSOR6_TU_SENSOR6_PRESSURE_SENSOR外场传感器路由MIDASIVRS-232Modem光纤RS-485电流环UHF无线电1013.2信号适配器云高仪风传感器自动气象站Digiboard气压计大气透射仪MIDASIV数据流程天气现象“天气现象代码传感器数据传输应用数据接收数据传播气象计算应用应用MIDASIV软件结构输入/输出系统Sensors传感器告警处理气象数据计算信息生成状态诊断数据获取与传播数据处理与分析数据显示与编辑实况数据显示WeatherView发报模块METAR/SPECI事件查看器EventMonitorSYNOP发报SYNOP人工修正Actuals文本记录监视ASCIILogView应用工具条ApplicationToolbar诊断监视器DiagnosticsMonitor数字显示器TCP/IP数据存储服务系统对象TCP/IPTCP/IP趋势报发报TAFSIGMET发报SIGMETAFTN应用程序运行在WindowsNT4.0Workstation操作系统下MIDASIVCDUs与工作站应用软件是相互独立的工作站的数量没有特别限制工作站和MIDASIV应用程序分为以下四种用户观测员(OWS)预报员(FWS)维修人员(RCM)实时天气信息的使用者(WV)工作站连接系统主机每个工作站都同时与两个MIDASIVCDU连接每个应用程序都自动接收在线(active)CDU的数据CDUACDUB应用程序在线(Active)CDUMIDASIV工作站应用程序界面应用程序界面（二）应用程序界面（三）应用程序界面（四）应用程序界面（五）应用程序界面（六）应用程序界面（七）应用程序界面（八）MIDASIV用户应用程序观测终端应用程序WeatherViewMETAR/SPECIEventMonitorASCIILogViewActualsAFTNMonitor(optional)SYNOP(optional)预报终端应用程序WeatherViewMETAR/SPECIEventMonitorASCIILogViewAFTNMonitor(optional)TAF(optional)SIGMET(optional)MIDASIV用户应用程序（二）维修终端用户程序DiagnosticMonitorEventMonitorSensorIOMonitorSensorTerminal天气实况终端应用程序WeatherViewWeatherView程序中字符颜色的含义数据状态数据正常(NORMAL)数据值超过预设的数据有效范围(INVALID)数据是人工输入值(MANUAL)或是由备份传感设备提供的(BACKUP)数据最近未更新还没有足够的数据计算出统计平均值，或其它不确定因素收不到相应数据字符颜色灰色背景，黑色字符红色背景，黑色字符黄色背景，黑色字符白色背景，黑色字符显示“/////”，灰色背景，黑色字符气象要素的计算计算由CDUs完成计算出1，2和10分钟的平均值、最小值和最大值风数据的计算QNH,QFE,QFF三种气压值的计算露点值计算RVR值计算云高值计算气象要素的计算:平均值计算系统启动后，即时值马上显示在各自的数据框中系统需要2到10分钟来收集平均值计算所需要的数据2分钟和10分钟平均值计算需要60％的有效数据EVENTMONITORAWOS室外部分传感器（SENSOR)温度/相对湿度传感器HMP45DHMP155风向风速传感器WAA151/WAV151WMT700气压传感器DPA503PTB220PTB330大气透射仪MITRASLT31云高仪CT25KCL31前向散射能见度仪FD12FS11天气传感器FD12PPWD12PWD22雨量传感器RG13背景光亮度仪LM11LM21道面传感器DRS511NEW自动气象站MILOS520MAWS301温湿传感器温湿传感器HMP45DHMP155温湿度传感器安装安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）温湿度传感器安装在自动气象站安装杆的横臂百叶箱内。安装位置离地面约1.5米。数据接入自动气象站。温湿传感器技术指标温度测量范围：–40℃~+60℃精度：士0．2℃分辨率：士0．1℃湿度测量范围：0.8~100%精度：士2%0~90%士3%90~100%长期稳定性：１％/年温度变化的影响：士0.05%／℃温湿传感器校准按照说明书温湿传感器每年需要进行校准，由于没有校准的专用工具，并且各地地方气象局能进行鉴定，所以一般都是每年送地方气象局对传感器进行鉴定。风向风速传感器风向风速传感器WAA151/WAV151风向风速传感器WMT700风向风速安装图安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）10米风杆，风杆顶端配有避雷针。数据接入自动气象站。风向风速传感器技术指标风速测量范围：0~75m/s门槛风速：0.4m/s精确度：±0.1m/s0~10m/s±2%10~75m/s风向测量范围：0~360°分辨率：5．625°门槛风速：0.3m/s气压传感器气压传感器DPA503PTB220气压传感器（二）PTB330气压传感器安装气压传感器技术指标精度：±0.3hPa(800～1050hPa，+5～+55℃)±0.5hPa（500～1050hPa，–40～+55℃）分辨率：0.1hPa雨量计雨量传感器RG13安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）距地面70cm。利用干簧管磁铁感应，控制电压开关计数。翻斗每翻转一次为0.2mm降水量。云高仪云高仪（CT25K)云高仪（CL31）云高仪测量原理SAMPLE#500(50us)LastinthescanTOTALTRAVELOFLIGHT50,000ft24,950ft100ft50ft0ftSAMPLE#499(49,9us)REFLECTEDLIGHTSAMPLE#2(200ns)SAMPLE#1(100ns)TOTALTRAVELOFLIGHT100ftTopLevel25,000ftSAMPLE#0(0ns)FirstinthescanH=c*tCT25K工作原理云高仪CT25K用于测量云高和垂直能见度。CT25K云高仪运用了脉冲二极管激光LIDAR技术（LIDAR＝Lightdetectionandranging），在垂直或接近垂直的方向上发送激光脉冲。霾、雾、霭、雪幡、降水和云对光反向散射的反射都作为激光脉冲测量天空状况。得到的反向散射分部图（如信号强度与高度对比）被保存起来并进行处理，从而检测云层基线。知道光速及激光脉冲的发送和反向散射信号之间的时间延迟后，就可知云层基线的高度。云高仪安装建议安装位置为跑道延长线上，距跑道头300米处。各地根据实际情况可以安装在此位置附近，例如广州目前是安装在距跑道中心线120米，距跑道头300米处（导航航向台附近）。云高仪安装可以倾斜角度。CT25K云高仪性能指标测量范围：0∼7.5km(0∼25000ft)精度：±2％±1/2x[分辨率]分辨率：15m(50ft)云高仪维护周期性维护主要是窗口的清洁。唯一的机械运动部件-----窗口调节空气鼓风机的正常功能也需要检查。前向散射能见度仪前向散射能见度仪FD12前向散射能见度仪FS11前向散射能见度仪FD12安装距跑道中心线120米跑道中间处。传感器测量高度离跑道面2.5米。散射测量散射光强和消光系数成比例（通常忽略光的吸收）前向散射仪通过测量光束的散射光强估算出消光系数散射光强大=消光系数大散射光强小=消光系数小发射机接收机FD12工作原理发射管接收管气象光学视程MOR定义色温为2700K的白炽灯发出的平行光束，经大气衰减到起始值的0.05时，在大气中所经过的距离。100%光强5%光强MORMOR测量MOR可以通过测量光的衰减（消光系数）得到，这些光的衰减包括散射和吸收。轻雾浓雾（大)晴朗(小)雾距离x光量F0=100%F=5%F=F0e-xFD12的校准FD12的校准分两步：将小挡板放置在接收测头或发射测头内，然后进行零校准；安装不透明散射器，进行模拟值校准。天气现象传感器天气现象传感器FD12PFD12P包含了3个部分：FD12前向散射能见度仪感雨器温度传感器天气现象传感器安装安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）传感器测量高度离跑道面2.5米。天气现象传感器FD12P天气现象传感器PWD22FD12P组成FD12PCONTROLLERRAINDETECTORTRANS-MITTERRECEIVERTemp