第二代自动气象站功能规格书Word文档下载推荐.docx

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（1）

式中：

Y——观测时段内气象变量的平均值；

yi——观测时段内第i个气象变量的采样瞬时值（样本），其中，

“错误”、“可疑”等非“正确”的样本应丢弃而不用于计算，即

令yi0；

N——观测时段内的样本总数，由“采样频率”和“平均值时间

区间”决定；

m——观测时段内“正确”的样本数（mN）。

2.2.2滑动平均法

（2）

Yn——第n次计算的气象变量的平均值；

-3-

yi——第i个样本值，其中，“错误”、“可疑”等非“正确”

的样本应丢弃而不用于计算；

a——在移动着的平均值时间区间内的第1个样本：

当nN时

a1，当nN时anN1；

N——是平均值时间区间内的样本总数，由采样频率和平均值时

间区间决定；

m——在移动着的平均值时间区间内“正确”的数据样本数

mN。

2.2.3标准差计算

标准差也被称为标准偏差，或者实验标准差。

（4）

——计算得到的标准差；

xi——第i个样本值，其中，“错误”、“可疑”等非“正

确”的样本应丢弃而不用于计算；

——有效样本平均值；

N——是平均值时间区间内的样本总数，由采样频率和平均值

时间区间决定；

-4-

2.3数据质量控制标识

本文采用的质控标识码涵盖内容全面，且与2010年行标定义一

致，采用统一的质控码有助于对观测数据的解析和软件算法实现。

表

2是几种常见质量控制码类型及其含义。

表2

质控标识

质量控制码

含义

正确

可疑

错误

订正数据

修改数据

预留

不观测

缺测

未作质量控制

说明：

（1）若有数据质量控制判断为错误时，在设备终端数据输出时，其值仍给

出，相应质量控制标识为“２”，但错误的数据不能参加后续相关计算或统计。

（2）对于瞬时气象值，若属采集器或通信原因引起数据缺测，在设备终端

数据输出时直接给出缺测，相应质量控制标识为“８”。

（3）当台站业务软件将设备置为维护停用状态时，自动上传维护日志，同

时上传数据时对应要素置为缺测。

2.4传感器级质量控制

传感器级质量控制是对采样值转换为气象要素的过程进行质量

控制，其质量控制对象为气象要素的采样值。

传感器级质量控制控方

法包括以下3个方面。

-5-

（1）对采样值极限范围检查，检查每个采样值是否在相应传感器的测量范围内。

如果未通过检查，则该值被丢弃，不能用于进一步计算。

（2）对采样值变化速率检查，当前的采样值应当与前一个采样值作比较。

如果这两个采样值的差异大于给定的界限，则当前采样值被标记为不可信，不能参与进一步的计算。

然而，它仍然用于检查采样值变化速率检查。

一个有效采样样本值的判断条件如表3所示。

表3

有效采样样本值判断条件

序号

观测要素

传感器测量

允许最大变化值（适用于采

范围下限

范围上限

样频率5次/分以上）

气压

依照传感器指标确定下限

0.3hPa

相对湿度

和上限

（3）计算瞬时气象值时，有效样本比例应大于66％（2/3）；

3数据格式和通信命令

本章主要规定观测设备数据传输的帧格式、观测要素编码和通信

命令等方面的内容。

3.1数据帧格式

3.1.1帧格式

1段：

起始标识；

2段：

数据包头；

3段：

数据主体；

-6-

校验码；

4段：

结束标识。

（1）一个完整数据帧分为5部分信息段。

其中0、1、3和4段

数据定长；

2段数据不定长，数据主体包含观测要素信息、观测数据

质量控制信息和状态要素信息三部分。

（2）数据帧传输采用ASCII字符（8Bit）。

（3）数据帧各信息段由一个或多个字段表示，字段间以英文半角字符‘,’分割。

（4）字段是指由一组指定的ASCII字符（大小写英文字母、数字字符“0～9”以及下划线字符“_”）构成的字符串，用于描述帧起始与结束标识、数据包头信息、要素变量名以及要素变量值等信息。

3.1.2帧格式说明

1段——起始标识

固定长度，2个字母，以”BG”表示。

1段——数据包头

固定长度，包含8个字段，每个字段定长。

（1）区站号（5位字符），保持现有台站区站号不变，在观测司发布新台站号时更新。

（2）服务类型（2位数字），00基准站，01基本站，02一般站，

03区域气象站，04交通气象站，05电力气象站，06农业气象站，07旅游气象站，08海洋气象站，09风能气象站，10太阳能气象站，11

-7-

生态气象站，12气象辐射站，13便携站，14自动气候站。

（3）设备标识位（4位字母），传感器或设备类型。

以大写字母

Y开头表示设备标识，后三位字母为对应传感器或设备英文名称的缩

写，如表4所示。

表4设备标识符

YTPS气压数字传感器YHMS湿度数字传感器

（4）设备ID（3位数字），用于区分同一个区站号台站中的同类设备；

有多个设备时，服务数据以ID为000的设备观测为准，当000

出现故障时，则使用001设备的数据。

传感器ID代表不同的传感器类型，传感器ID不得自行修改。

表5传感器ID号

气压数字传感器001湿度数字传感器003

（5）观测时间（14位数字），采用北京时，年月日时分秒，

yyyyMMddhhmmss，如20120706132500。

（6）帧标识（3位数字），用于区分数据类型和观测时间间隔，由两部分组成：

D，T。

D为1位数字，用于区数据类型：

0代表实时数据，1代表定时数据，2～9预留。

T表示一个2位十进制数值，代表观测时间间隔：

00代表秒，01～59依次代表1～59分钟间隔，60～

83依次代表1～24小时间隔。

如：

分钟实时数据用001表示，整点

定时数据用160表示。

1）实时数据是指设备输出的以瞬时气象值为主的观测数据，瞬

-8-

时气象值由规定的观测时间间隔内的采样值计算得到。

部分设备输出

的实时数据也可能包含统计量数据，只有在观测时间与统计时段一致

时统计量数据才有意义。

通常，实时数据时间间隔为秒或分钟级，不

会为小时级间隔。

2）定时数据是指设备输出的以统计气象值为主的观测数据，统

计气象值是从规定的时间间隔内观测到的瞬时气象值中挑选出的最大、最小、极大、极小值，或累计值。

定时数据时间间隔为分钟或小时级，不会为秒级。

目前，地面观测中统计值的挑选时间间隔为小时。

如，目前业务中，自动气象站在整点时，会发送两个数据包，一个为分钟实时数据，一个为整点定时数据，定时数据中主要输出从前小时01分钟到本小时00分钟瞬时气象值的统计量。

（7）观测要素变量数（3位数字），取值000～999，表示观测要素数量；

如003，表示有3个观测要素。

1）若设备的观测要素，未探测到的观测要素不输出，观测要素变量数为实际探测到的要素数；

当出现故障时未探测到任何观测要素时，该类设备输出观测要素变量数为0，并在状态信息中输出故障的信息。

2）对于设备或传感器故障时，对应传感器或设备的全部观测要素均输出缺测，对应变量数值处用‘/’字符填充。

（8）设备状态变量数（2位数字），取值01～99，表示状态变量数量。

如28，表示有28个状态变量。

-9-

1）设备自检状态变量为必输出项，当设备自检通过时只输出自

检状态变量，即状态变量数为1。

2）当设备某些属性状态不正常时，除输出自检状态变量外，还

需输出所有状态不正常的状态变量名。

2段——数据主体

不定长，包含观测数据、观测数据质量控制和状态数据三部分。

（1）观测数据，由一系列观测要素数据对组成，数据对中观测

要素变量名与变量值一一对应。

观测要素变量名以及变量值的描述

（数据单位、比例因子、字节长度等）在观测要素编码表中定义说明。

数据对的个数与3.1.2中的（7）观测要素变量数一致。

观测要素名

按字母先后顺序输出。

（2）观测数据质量控制，由一系列质量控制码组成，字符数量

与观测要素变量数一致，一个字符代表一个数据的质量控制码，按顺序与观测数据中的数据对一一对应。

质量控制码定义与气象行业标准

（QX/T118-2010）中地面气象观测资料质量控制一致，如表5所示。

表5质量控制码表

质控码含义

0正确

1可疑

2错误

3订正数据

-10-

4修改数据

5预留

6预留

7不观测

8缺测

9未做质量控制

1）若有数据质量控制判断为错误时，在设备终端数据输出时，

其值仍给出，相应质量控制标识为“2”，但错误的数据不能参加后续