牛睿華

【摘 要】自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展對(duì)航空飛行發(fā)揮著重要作用，本文從自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)的工作原理和技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，分析探討了自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)在航空氣象觀測(cè)中的應(yīng)用和注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】氣象觀測(cè)；無(wú)線通信；航空

氣象條件對(duì)飛機(jī)的起飛、航行、降落以及其他各種飛行活動(dòng)有不同的影響。自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地觀測(cè)氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等氣象信息。利用基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)智能網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)進(jìn)行航空氣象監(jiān)測(cè)，保證了監(jiān)測(cè)的氣象數(shù)據(jù)的完整性和安全性，從而確保飛行任務(wù)的安全進(jìn)行。

一、自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)的工作原理

自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)傳感器智能地監(jiān)測(cè)氣象條件并且利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，為天氣預(yù)報(bào)，氣候分析，飛行氣象情報(bào)以及氣象學(xué)科學(xué)研究提供重要依據(jù)。其工作原理是通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在無(wú)人監(jiān)管的情況下通過(guò)設(shè)置在不同位置的各個(gè)傳感器實(shí)時(shí)地完成對(duì)地面氣象要素信息如溫度、濕度、氣壓、雨量、風(fēng)速和風(fēng)向的采集，并以無(wú)線方式發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)[1]。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可通過(guò)串行通信和GPRS通信方式將采集的氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)以進(jìn)行后期處理。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，求取多次測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值和方差，對(duì)異常數(shù)據(jù)和誤差原因進(jìn)行診斷，排除由于儀器精度漂移以及氣象觀測(cè)干擾因素造成的異常記錄，并對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確更可靠。經(jīng)處理的氣象信息數(shù)據(jù)保存在氣象控制中心的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備中，并且通過(guò)顯示器設(shè)備和無(wú)線傳輸設(shè)備進(jìn)行顯示和輸出。

二、自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)的基本配置

自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)是一種能自動(dòng)探測(cè)和存儲(chǔ)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的電子設(shè)備，主要由系統(tǒng)電源模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、無(wú)線通訊接口、數(shù)據(jù)處理通信模塊等組成。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)分為硬件和軟件兩部分，硬件部分利用計(jì)算機(jī)集成芯片設(shè)計(jì)完成，軟件部分主要是實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建立，包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)選擇合適的信道建立網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點(diǎn)尋找并加入網(wǎng)絡(luò)、傳感器芯片的工作以及數(shù)據(jù)的無(wú)線收發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)壓及其相關(guān)量的采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算、液晶顯示等功能[2]。整個(gè)系統(tǒng)作為航空氣象系統(tǒng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，能夠與采集模塊協(xié)同工作，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)和協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的通信，將氣象數(shù)據(jù)匯總到航空氣象系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)采用電池供電，適合無(wú)線自動(dòng)氣象系統(tǒng)在復(fù)雜地形的工作情況。無(wú)線自動(dòng)氣象系統(tǒng)具有安裝簡(jiǎn)單，擴(kuò)展容易，提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)，是自動(dòng)氣象系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。該無(wú)線傳輸方式具有功耗低、成本低、數(shù)據(jù)安全性高等特點(diǎn)，不僅適用于氣象數(shù)據(jù)的采集傳輸，還可以應(yīng)用于航空通信等領(lǐng)域。

三、自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)在航空氣象監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

機(jī)場(chǎng)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，是指設(shè)置在機(jī)場(chǎng)內(nèi)的一種由微型電子計(jì)算機(jī)控制的地面氣象無(wú)線遙感監(jiān)測(cè)儀器，是利用基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)研發(fā)的一種航空氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備。該無(wú)線遙感監(jiān)測(cè)儀器的探測(cè)部分安裝在飛機(jī)跑道附近，能自動(dòng)測(cè)量風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣壓、濕度、云冪高、飛機(jī)跑道視程等氣象要素。該儀器能自動(dòng)地處理各種氣象要素觀測(cè)值，并利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸將結(jié)果傳送至氣象控制中心顯示出來(lái)或進(jìn)行報(bào)警。航空管理服務(wù)部門(mén)安裝與該機(jī)場(chǎng)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)連接的顯示器，人們便可坐在室內(nèi)掌握機(jī)場(chǎng)的天氣情況。由此可見(jiàn)，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)使得飛行氣象觀測(cè)更加方便快捷，易于操作，所獲取的氣象觀測(cè)要素的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性都明顯提高，克服了傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)布線費(fèi)用高、施工麻煩且易受到場(chǎng)合的限制。

在實(shí)際工作中，航空氣象的主要任務(wù)是保障在不同的氣象條件下的飛行安全，提高航行效率。機(jī)場(chǎng)的氣象觀測(cè)主要是對(duì)云（量、狀、高），有效能見(jiàn)度，跑道視程，天氣現(xiàn)象，風(fēng)向，風(fēng)速，氣壓，溫度，濕度，降水量和積雪深度等天氣對(duì)飛機(jī)起降影響進(jìn)行評(píng)估。一般通用機(jī)場(chǎng)氣象觀測(cè)主要包含要在跑道上飛機(jī)著陸點(diǎn)附近，一般在下滑臺(tái)后面，設(shè)置測(cè)量跑道視程的大氣透射計(jì)，以及測(cè)風(fēng)和氣溫、露點(diǎn)溫度等測(cè)量裝置；在中指點(diǎn)標(biāo)臺(tái)附近裝置云高測(cè)量設(shè)備。同時(shí)，對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)主要依靠氣象雷達(dá)對(duì)起降航道范圍內(nèi)的雷暴、冰雹、降水以及積雨云層的距離、方位、高度、云層厚度和變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，通用機(jī)場(chǎng)也可以依靠所在區(qū)域的氣象局設(shè)立的雷達(dá)進(jìn)行輔助[3]。由于通用機(jī)場(chǎng)受到所在區(qū)域局地氣象因子影響較多，相關(guān)數(shù)據(jù)還得根據(jù)實(shí)地氣象調(diào)研按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估后進(jìn)行相關(guān)氣象設(shè)施的建設(shè)。

【參考文獻(xiàn)】

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