覃曉玲，文芳一，周錦才

(1.廣西壯族自治區(qū)河池市氣象局，廣西 河池 547000;2.廣西壯族自治區(qū)桂林市氣象局，廣西 桂林 541001)

1 引言

目前，在我國投入高空氣象觀測業(yè)務(wù)［1］使用的電子探空儀型號共有3 種:GTS1 型，由上海長望氣象儀器公司生產(chǎn);GTS1－1 型，由太原無線電一廠生產(chǎn);GTS1－2 型，由南京大橋機器有限公司出品，3種型號的電子探空儀各有其優(yōu)、缺點。為確保氣象觀測資料的一致性和連續(xù)性，考慮到不同型號儀器之間的系統(tǒng)性差異，中國氣象局于2011年7月作出明確規(guī)定:在相同探空技術(shù)體制下，無特殊情況時，各高空氣象觀測站須長期使用同一型號的探空儀，未經(jīng)國家批準，任何臺站不得擅自更改本站所使用的探空儀型號。因此，在今后相當長的一段時間內(nèi)，廣西6 個高空站日常觀測所使用的探空儀都將繼續(xù)沿用GTS1 型電子探空儀(其它2 種型號只能在2010年底以后建成的國內(nèi)其它L 波段探空雷達站業(yè)務(wù)使用)，本文就如何更好的使用GTS1 型電子探空儀作簡單介紹。

2 GTS1 型電子探空儀的簡介

GTS1 型電子探空儀［2］采用全電子傳感器和副載波二進制數(shù)字代碼遙測技術(shù)，具有探測精度高、采樣速度快、抗干擾能力強等優(yōu)點，整機實現(xiàn)了數(shù)字化、模塊化，整體性能接近20 世紀末90年代中期的世界先進水平。

探空儀屬于一次性使用設(shè)備，使用前必須進行認真檢查，確認其符合業(yè)務(wù)規(guī)定的各項技術(shù)指標要求之后，才能在業(yè)務(wù)觀測中施放使用。

3 探空儀檢查的主要內(nèi)容

①探空儀外觀應(yīng)平整、曲面無變形、無明顯的傷痕和污染［3］;產(chǎn)品標識和功能說明標志應(yīng)清晰完整，探空儀裝在紙盒中松緊要適度。

②儀器的機體和零部件不應(yīng)有銹蝕和機械損傷。

③元器件焊接和結(jié)構(gòu)件的裝配應(yīng)準確、牢固可靠;緊固件應(yīng)無松動;塑料件應(yīng)無開裂、變形現(xiàn)象。

④溫度測量的熱敏電阻器和濕度測量的濕敏電阻器涂層應(yīng)均勻無斑點、疵點。

⑤測距缺口與欠飽和振幅比應(yīng)不小于30。

⑥在對探空儀進行基測時，計算機所接收和顯示的探空儀信號內(nèi)容應(yīng)清晰穩(wěn)定;探空儀編號、時間、測量要素等內(nèi)容應(yīng)無遺漏，且在有效期內(nèi)(2 a)。

4 探空儀業(yè)務(wù)使用和維護要點

4.1 序列號的確定與校對

施放前必須檢查探空儀盒蓋的序列號與發(fā)射板上的序列號是否一致、與計算機放球軟件上接收到的探空儀序列號是否一致，3 者不一致應(yīng)立即更換探空儀。

4.2 測量電池電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)

浸泡好的電池須測量電池電壓［4］，綜合測風電池電壓以15～18V 為宜，單測風電池電壓以13V 左右為宜;電壓過高表明能量消耗過快、容易導致信號突失;電壓過低則表明電池還未充分激活、對各種電子元器件的能源供給不足，將會導致探空信號接收不清晰。

4.3 注意做好頻率調(diào)整工作

探空儀載波發(fā)射頻率失諧(頻率漂移)容易造成雷達無法正常接收到應(yīng)答信號、從而導致丟球。引起頻率漂移［5］的原因多緣于探空儀載波發(fā)射機性能不穩(wěn)定——由于L 波段雷達工作頻率的自動調(diào)節(jié)幅度有限(±3～4 mHz)，而探空儀自地面上升到球炸過程中因大氣層溫度變化范圍大(從40～－80℃，溫差可達120℃)，對溫度變化敏感的回答器電子元器件在施放過程中逐漸變性、進而導致頻率發(fā)生漂移。一旦“頻漂”幅度超出雷達的頻率自動調(diào)節(jié)范圍，將使雷達的工作頻率和探空儀的載波頻率處于失諧狀態(tài)，造成應(yīng)答信號缺收而丟球。

頻率調(diào)整工作分地面和升空后兩種情況:在探空儀地面基測時［6］如發(fā)現(xiàn)載頻偏移超過±3 mHz(探空儀載波中心頻率范圍為1 672～1 678 mHz，通常以接近1 675 mHz 為好)，應(yīng)調(diào)整探空儀發(fā)射機電容螺釘RP1(順時針為調(diào)低、逆時針則調(diào)高)使其頻率接近1 675 mHz;若無法調(diào)節(jié)應(yīng)停止使用并退回廠家修理。放球前還應(yīng)調(diào)整雷達接收機的頻率，使之與探空儀的載波中心頻率最接近。在氣球升空后，隨著放球時間的延長，探空儀的載波頻率會逐漸升高、在對流層頂附近達到最大，然后開始緩慢下降——因此，在放球過程中應(yīng)注意根據(jù)上述規(guī)律微調(diào)雷達的接收頻率，使雷達始終處于凹口最清晰、信號最好的狀態(tài)。必要時，在整個探測過程中將頻率按鈕都應(yīng)置于“手動”狀態(tài)，根據(jù)不同情況隨時調(diào)整雷達接收機頻率。

5 GTS1 型數(shù)字式探空儀常見故障及解決方法

表1 是本站在使用過程中遇到的常見典型和疑難問題以及實際操作經(jīng)驗、相關(guān)典型個例［7］簡單匯集在一起。

表1 GTS1 型數(shù)字式探空儀常見故障及解決方法

6 小結(jié)

①GTSI 型數(shù)字式探空儀施放前的準備工作要求較高，稍有失誤就會影響本次探測資料的完整性或造成重放球。所以要靠基層一線工作者做好日常的維護檢查工作，保證良好的運行狀態(tài)是提高數(shù)據(jù)正確率的關(guān)鍵。

②觀測員要熟悉掌握GTS1 型電子探空儀的工作原理［8］，出現(xiàn)不正常情況要及時查找原因、認真分析，根據(jù)《GTS1 型數(shù)字探空儀工作原理和使用方法》和有關(guān)技術(shù)規(guī)定進行處理。

［1］中國氣象局監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)司.L 波段(1)高空氣象探測系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作手冊［M］.北京:氣象出版社，2005.

［2］中國氣象局大氣探測技術(shù)中心.L 波段高空氣象探測系統(tǒng)常見技術(shù)問題綜合解答［M］.北京:氣象出版社，2006.

［3］唐承乾.GTS 1 型數(shù)字式探空儀日常檢查與故障分析排除［J］.陜西氣象，2008(6):39.

［4］劉永蓮.L 波段雷達—電子探空儀系統(tǒng)的幾點實用技巧［J］.廣西氣象，2004，25(4):44－45

［5］陳樂，等.GTS1 型數(shù)字探空儀的使用技巧［J］.技術(shù)與市場，2010，17(12):6.

［6］謝林慶，等.淺談L 波段測風雷達—GTS1 型數(shù)字探空儀頻率的調(diào)整［J］.福建氣象，2010，2:47－48.

［7］蓋曉東，等.GTS1 型數(shù)字式電子探空儀基值測定過程中故障分析及處理［J］.黑龍江氣象，2010，27(2):37－38.