省级常规气象观测站

　　一、介绍

　　省级常规气象观测站（原称“区域自动气象站”，以下简称“省级常规站”）是根据中小尺度灾害性天气监测、预警预报服务和当地经济社会发展需要，在具有代表性的某一区域加密建设的气象观测站。省级常规站以降水量、风向、风速、气温、湿度、气压等常规基本气象要素自动观测为手段，提供区域性高时空分辨率的中小尺度灾害性天气、局部环境和区域气候等观测数据，是国家级气象观测站的重要补充。

　　系统特点

　　可靠运行于各种恶劣的野外环境，低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。

　　完善的防雷击、抗干扰等保护措施。

　　硬件和软件均采用模块组合式开放性设计，可灵活组合使用。

　　气象传感器可根据需要选配。

　　通讯方式可根据需要选配。

　　电源系统可根据需要选配。

图1 省级常规站系统功能图

　　二、工作原理

　　省级常规站的基本原理是传感器将对应气象要素的变化转换成电信号的相应变化，这种变化由单片机控制的数据采集器所采集，进行线性化和定标处理，实现工程量到要素量的转换，并对数据进行质量控制。经过预处理后得出各个气象要素的实时值，然后由通信模块传输到中心站的微机上。

　　三、硬件构成

　　省级常规站主要由采集器、传感器、系统电源、通信接口及外围设备等组成。

图2 省级常规站硬件构成图

　　1.采集箱①

　　机箱材料抗腐蚀，防红外线辐射，防化学物质和大气的侵蚀。其表面用金属防辐射喷涂成白色防止太阳辐射和沉降物质（冰，树枝）。机壳密闭防尘防水。机壳门向右开成190度角，密封采用锻压聚氨酯泡沫垫圈而成。同时，BOX501机壳底盘安装了了压力补偿元件，用来补偿由温差造成的压差变化。这种薄膜元件连同质地精良的塑材有效地防止机壳内水汽的凝结。

　　所有传感器，电源及通讯设备均通过机内密闭的接口连接到设备上。每个接头都用标签标识。

　　采集箱内含：数据采集器，电源适配器，电池充电模块，信号防雷模块，交流电源防雷模块集线器等模块单元。

　　数据采集器是省级常规站的核心，其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输。数据存储器至少能存储30天的每分钟气压、气温、相对湿度、1分钟平均风向和风速、降水量。

图3 数据采集器外观图

　　2.传感器

　　能感受被测气象要素的变化并按一定的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。

　　省级常规站常用的传感器有：

　　风向②——单翼风向传感器

　　风速②——风杯风速传感器

　　风向风速一体化③——超声风传感器

　　气压④——硅电容式压力传感器

　　气温⑤——铂电阻温度传感器

　　湿度⑤——薄膜电容湿度传感器

　　雨量⑥——翻斗式雨量传感器

　　能见度⑦——天气现象传感器

　　测量参数

　　省级常规站测量的参数如下：

　　四、省级常规站建设基本要求

　　1.选址要具备地域代表性，能代表观测点周围一定范围内的平均气象状况，确保观测数据满足代表性、准确性要求，并应保持站址稳定不变。

　　2.观测站点周围应空旷平坦，避免建在山凹、陡壁等影响数据地域代表性或对观测数据准确性有干扰的地方。

　　3.观测仪器10m范围内无影响源（如空调主机、移动通信基站），且顶部无遮挡、通风、不受遮阴；20m范围内无高于观测平台1m及以上的遮挡障碍物（如：构筑物、围墙、树等）；50m范围内无高于风杆顶部仪器的遮挡障碍物；100m范围内无任何大型建筑物、山体为优。

　　4.地面站场地大小一般不低于3m×3m，楼宇站一般不低于2m×2m。

　　5.提供市电接入，省级常规站设备总功率≤20W，供电方式采用市电互补太阳能供电。

　　6.气象观测站一般要求在地面安装（10~12m风杆），对于在大城市由于探测环境受制约，无法地面安装的，可选择在符合以上选址要求的楼顶安装（3m~6m风杆）。