【正文】 土壤相對(duì)濕度由土壤體積含水量導(dǎo)出。 地下水位 1min平均值對(duì)1min內(nèi)的“正確”的采樣值計(jì)算平均值，應(yīng)有大于 66％（2/3）的采樣瞬時(shí)值可用于計(jì)算瞬時(shí)值，若不符合這一質(zhì)量控制規(guī)程，則當(dāng)前瞬時(shí)值標(biāo)識(shí)為“缺失”。 翻斗式或容柵式降水量 1min累計(jì)值對(duì)傳感器 1min內(nèi)的輸出脈沖或累計(jì)量進(jìn)行計(jì)數(shù)得到。第四步：通風(fēng)速度的處理。c) 適用場(chǎng)合3s平均風(fēng)向、1min平均風(fēng)向、2min平均風(fēng)向、10min平均風(fēng)向等氣象變量平均值的計(jì)算。分采集器按規(guī)定的時(shí)序要求對(duì)其掛接的各要素傳感器進(jìn)行采集，將采樣到的數(shù)據(jù)立即通過(guò)CANopen協(xié)議發(fā)送到CAN總線。2%（＞10mm）土壤水分0100%土壤體積含水量%177?？傒椛?～1400 W/m25 W/m2177。3176。 量和單位主要?dú)庀笠氐牧亢蛦挝幻Q(chēng)及其符號(hào)按表16確定。 業(yè)務(wù)軟件中的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制業(yè)務(wù)軟件中的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查用來(lái)檢查和驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性（integrity），即數(shù)據(jù)的完全性（pleteness）、正確性（correctness）和一致性（consistency），包括下面內(nèi)容：a) 極限范圍的檢查；b) 變化速率的檢查；c) 內(nèi)部一致性的檢查。（）6.風(fēng)速（2分鐘、10分鐘）0 m/s75 m/s10 m/s20 m/s7.瞬時(shí)風(fēng)速0 m/s150 m/s10 m/s20 m/s8.降水量（） （1min）0 mm10mm9.降水量（） （1min）0 mm30mm10.草面溫度90 ℃90 ℃5 ℃10 ℃11.地表溫度90 ℃90 ℃5 ℃10 ℃ ℃（雪融過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生等溫情況）12.5cm地溫80 ℃80 ℃2 ℃5 ℃可能很穩(wěn)定13.10cm地溫70 ℃70 ℃1 ℃5 ℃14.15cm地溫60 ℃60 ℃1 ℃3 ℃15.20cm地溫50 ℃50 ℃ ℃2 ℃16.40cm地溫45 ℃45 ℃ ℃ ℃17.80cm、160cm、320cm地溫40 ℃40 ℃ ℃ ℃18.總輻射0 W/m22000 W/m2800 W/m21000 W/m219.凈全輻射20.直接輻射0 W/m21400 W/m2800 W/m21000 W/m221.散射輻射0 W/m21200 W/m2800 W/m21000 W/m222.反射輻射0 W/m21200 W/m2800 W/m21000 W/m223.大氣長(zhǎng)波輻射24.地球長(zhǎng)波輻射25.光合有效輻射26.紫外輻射UVA0 W/m2200 W/m250 W/m290 W/m227.紫外輻射UVB0 W/m2100 W/m220 W/m230 W/m228.日照時(shí)數(shù)0 min1 min29.能見(jiàn)度0 m70km30.蒸發(fā)量0 mm100 mm31.土壤體積含水量0%100%待定待定32.地下水位33.云高34.云量35.積雪深度300 cm36.電線積冰厚度01000 mm37.電線積冰冰層密度38.表層海水溫度39.表層海水鹽度40.表層海水電導(dǎo)率41.波高42.波向43.流速44.潮高45.海水濁度46.海水葉綠素濃度47.擴(kuò)展項(xiàng)　　　　表中“下限”和“上限”的值是可以根據(jù)季節(jié)和自動(dòng)氣象站安裝地的氣候條件進(jìn)行設(shè)置的，可以分三種情況：a) 根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驑O值作適當(dāng)放寬，確定每個(gè)要素“正確”數(shù)據(jù)的下限和上限；b) 以傳感器的測(cè)量范圍定為每個(gè)要素“正確”數(shù)據(jù)的下限和上限；c) 設(shè)置寬范圍和通用的值。其判斷條件見(jiàn)表14。自動(dòng)氣象站主采集器應(yīng)具備對(duì)用于數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的各要素極值范圍、允許變化速率和變化率值等參數(shù)的設(shè)置。采集器內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量應(yīng)留有50%的余量，具體可以在考核要素確定后規(guī)定一個(gè)量化的最小值。3 總線物理接口及應(yīng)用層協(xié)議 物理接口新型自動(dòng)氣象（氣候）站的總線物理接口采用 CAN 總線接口，ISO 118922 對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4所示。傳感器的種類(lèi)和數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要測(cè)量的要素確定。分采集器能夠監(jiān)測(cè)自身的工作狀態(tài)，至少包括以下內(nèi)容：a) 主板溫度；b) 工作電壓；c) 傳感器狀態(tài)。其通道配置要求如表1所示。本功能規(guī)格書(shū)編寫(xiě)的主要依據(jù)有。任何生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的自動(dòng)氣象站必須以此功能規(guī)格書(shū)為標(biāo)準(zhǔn)，組織研發(fā)、生產(chǎn)型號(hào)統(tǒng)一的自動(dòng)氣象站，由中國(guó)氣象局組織統(tǒng)一考核通過(guò)，才能進(jìn)入列裝。在已建自動(dòng)氣象站擴(kuò)展新的測(cè)量要素或增加傳感器時(shí)，不需要對(duì)系統(tǒng)已有的傳感器連接、布線作改動(dòng)，只需要將新的分采集器和/或傳感器加入到系統(tǒng)中，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的軟件升級(jí)/配置。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。溫濕分采應(yīng)能夠監(jiān)測(cè)自身的工作狀態(tài)，至少包括以下內(nèi)容：a) 工作電壓；b) 傳感器狀態(tài)。嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)選擇實(shí)時(shí)性高、性?xún)r(jià)比好、穩(wěn)定可靠的多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（linux /181。 數(shù)據(jù)處理a) 導(dǎo)出氣象觀測(cè)需要的其他氣象變量瞬時(shí)值；這種導(dǎo)出通常是在數(shù)據(jù)采集獲得的氣象變量瞬時(shí)值的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，也有通過(guò)更高頻率的采樣過(guò)程獲得的，如瞬時(shí)風(fēng)計(jì)算；b) 計(jì)算出氣象觀測(cè)需要的統(tǒng)計(jì)量，如一個(gè)或多個(gè)時(shí)段內(nèi)的極值數(shù)據(jù)、專(zhuān)門(mén)時(shí)段內(nèi)的總量、不同時(shí)段內(nèi)的平均值以及累計(jì)量等；c) 由主采集器生成采樣瞬時(shí)值數(shù)據(jù)、瞬時(shí)氣象值（分鐘）數(shù)據(jù)、小時(shí)正點(diǎn)數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并寫(xiě)入數(shù)據(jù)內(nèi)存儲(chǔ)器，同時(shí)形成相應(yīng)數(shù)據(jù)文件實(shí)時(shí)寫(xiě)入外存儲(chǔ)器（各文件格式見(jiàn)附錄3）；d) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。自動(dòng)氣象站正常運(yùn)行時(shí)自動(dòng)傳輸?shù)臅r(shí)間表和報(bào)警的氣象閾值可以通過(guò)終端命令或業(yè)務(wù)軟件由用戶設(shè)定。2“錯(cuò)誤”：錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，已超過(guò)給定界限。 瞬時(shí)氣象值的計(jì)算應(yīng)有大于 66％（2/3）的采樣瞬時(shí)值可用于計(jì)算瞬時(shí)氣象值（平均值）；對(duì)于風(fēng)速應(yīng)有大于75％的采樣瞬時(shí)值可用于計(jì)算2分鐘或 10 分鐘平均值。在過(guò)去的60 min內(nèi)，規(guī)定氣象瞬時(shí)值的“最小應(yīng)該變化的速率”，同樣能幫助驗(yàn)證該值是正確的還是錯(cuò)誤的。 觀測(cè)數(shù)據(jù)操作命令觀測(cè)數(shù)據(jù)操作命令至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：a) 下載分鐘常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)；b) 下載分鐘輻射觀測(cè)數(shù)據(jù)；c) 下載分鐘土壤水分觀測(cè)數(shù)據(jù)；d) 下載分鐘海洋氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)；e) 下載小時(shí)常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)；f) 下載小時(shí)輻射觀測(cè)數(shù)據(jù)；g) 下載小時(shí)土壤水分觀測(cè)數(shù)據(jù)；h) 下載小時(shí)海洋氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)；i) 讀取采樣數(shù)據(jù)；j) 下載數(shù)據(jù)文件。表17　 自動(dòng)氣象站測(cè)量性能要求測(cè)量要素范圍分辨力最大允許誤差氣壓450hPa～1100hPa177。（≤10mm）177。5%（日累計(jì)）光合有效輻射22000181?！姹韺雍Ｋ}度（實(shí)用鹽度單位）177?！^測(cè)時(shí)段內(nèi)單位矢量在 y 軸（南北方向）上的平均分量。第二步：定義兩兩偏差允許范圍。 風(fēng)向、風(fēng)速 3s平均值，對(duì)3s內(nèi)的“正確”的采樣值計(jì)算平均值，應(yīng)有大于 75％（3/4）的采樣瞬時(shí)值可用于計(jì)算3s平均值，若不符合這一質(zhì)量控制規(guī)程，則當(dāng)前3s平均值標(biāo)識(shí)為“缺失”。注：為了檢驗(yàn)每分鐘的時(shí)內(nèi)小時(shí)累計(jì)蒸發(fā)量和日累計(jì)蒸發(fā)量，在每分鐘數(shù)據(jù)中需給出當(dāng)前1min內(nèi)平均水位。 水平面直接輻射總量按《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》第 13 章公式 計(jì)算。要求計(jì)算：1h平均值。 露點(diǎn)溫度按《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》“附錄 2 ”中的公式計(jì)算。當(dāng)前分鐘的蒸發(fā)量為當(dāng)前1min內(nèi)平均水位與前1min平均水位的差。當(dāng)只有1個(gè)Fi≥Fci時(shí)：此時(shí)不考慮Dij是否在允許范圍，直接取該傳感器的溫度值作為結(jié)果。第一步：兩兩計(jì)算偏差。——觀測(cè)時(shí)段內(nèi)第 個(gè)風(fēng)矢量的幅角（與 y 軸的夾角）。10mm電線積冰厚度天氣現(xiàn)象凍土深度閃電頻次浮標(biāo)方位0～360176。5%（日累計(jì)）UVA0200 W/m2 W/m2177。（≤10mm）177。18流速米每秒m/s19潮高厘米cm20積雪深度厘米cm21電線積冰厘米cm22擴(kuò)展項(xiàng) 要求新型自動(dòng)氣象（氣候）站的測(cè)量性能應(yīng)遵循《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》和相關(guān)規(guī)范的要求。 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制參數(shù)操作命令數(shù)據(jù)質(zhì)量控制參數(shù)由主采集器嵌入式軟件確定，可由用戶設(shè)置的操作命令應(yīng)包括各傳感器測(cè)量范圍值和各要素的質(zhì)量控制項(xiàng)的內(nèi)容。所以，“存疑”的數(shù)據(jù)不能被丟棄，而應(yīng)傳輸至［終端］微機(jī)或中心站，有待作進(jìn)一步驗(yàn)證。標(biāo)識(shí)“存疑”的，不能用于計(jì)算瞬時(shí)氣象值，但仍用于下一次的變化速率檢查（即將下一次的采樣瞬時(shí)值與該“存疑”值作比較）。0“正確”：數(shù)據(jù)沒(méi)有超過(guò)給定界限。根據(jù)響應(yīng)方式的不同，數(shù)據(jù)傳輸可分：a) 在自動(dòng)氣象站時(shí)間表控制下的傳輸，即自動(dòng)氣象站正常運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)傳輸；b) 響應(yīng)終端命令的傳輸，即人工干預(yù)下的傳輸，通常由終端微機(jī)或中心站發(fā)出命令；c) 超過(guò)某個(gè)設(shè)定的氣象閾值時(shí)，自動(dòng)站進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)的傳輸。 分采集器a) 對(duì)分采集器進(jìn)行自檢，準(zhǔn)備外圍設(shè)備；b) 與主采集器建立通信聯(lián)系，接受必要的參數(shù)設(shè)置；c) 建立并運(yùn)行本采集器觀測(cè)任務(wù)。 外存儲(chǔ)器采集器應(yīng)具備通過(guò)外擴(kuò)存儲(chǔ)器（卡）的方式擴(kuò)大本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，并將采集數(shù)據(jù)以文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)。表4　 溫濕分采基本配置智能傳感器至少可掛接傳感器接口數(shù)（個(gè)）測(cè)量通道（個(gè)）CAN總線RS232模擬量并行數(shù)字量頻率計(jì)數(shù)量溫濕氣溫（1支）、濕度（1支）112溫濕分采應(yīng)具備監(jiān)測(cè)電路，包括主板電源測(cè)量。 分采集器分采集器由硬件和嵌入式軟件組成。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)氣象站的最小配置，將基本氣象要素傳感器直接掛接在主采集器上。為了滿足天氣、氣候需要的基本氣象資料，形成天氣、氣候要素長(zhǎng)期、連續(xù)和穩(wěn)定可靠觀測(cè)能力，必須進(jìn)一步提升我國(guó)地面氣象觀測(cè)的自動(dòng)化水平。硬件包括采集器（1個(gè)主采集器和若干個(gè)分采集器）、外部總線、傳感器、外圍設(shè)備四部分；軟件包括嵌入式軟件、業(yè)務(wù)軟件二部分。表2　 主采集器通信接口配置要求通信接口用途數(shù)量CAN主、分采集器通信1RS 232終端操作2RS 232GPS對(duì)時(shí)1RS 485業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)通信1RJ 45網(wǎng)絡(luò)通信1主采集器應(yīng)具備外接存儲(chǔ)器，包括：l 1 個(gè)CF 卡；l 2 個(gè)USB。 溫濕分采溫濕分采由硬件和嵌入式軟件組成。12V直流電壓是采集器的基本工作電壓，采集器中其他直流工作電壓應(yīng)由此轉(zhuǎn)換而成，該電壓由蓄電池提供，需另外配置輔助電源（太陽(yáng)能、風(fēng)能）對(duì)蓄電池充電。圖5 連接器結(jié)構(gòu)表5　 連接器接線描述針腳信號(hào)描述1CAN_GNDGND 或 0V 或 V2CAN_LCAN_L線，顯性為低電平3CAN_SHLDCAN 屏蔽（可選）4CAN_HCAN_H線，顯性為高電平5CAN_V+CAN 收發(fā)器或光隔的電源（可選） 應(yīng)用層協(xié)議主采集器和分采集器是CAN總線上的節(jié)點(diǎn)，它們之間的通信遵循CAN數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和CANopen 應(yīng)用層協(xié)議，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)和報(bào)文傳送。 外存儲(chǔ)器采集數(shù)據(jù)在外存儲(chǔ)器（卡）以文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)，能夠存儲(chǔ)至少6個(gè)月全要素分鐘數(shù)據(jù)，全部數(shù)據(jù)以FAT的文件方式存入，微機(jī)通過(guò)通用讀卡器可方便讀取。b) 對(duì)瞬時(shí)氣象值的質(zhì)量控制——對(duì)瞬時(shí)氣象值變化極限范圍的檢查；——對(duì)瞬時(shí)氣象值變化速率的檢查：s 檢查瞬時(shí)氣象值的最大允許變化速率；s 檢查瞬時(shí)氣象值的最小應(yīng)該變化速率；s 標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算。未超出的，標(biāo)識(shí)“正確”；超出的，標(biāo)識(shí)“錯(cuò)誤”。 極限范圍檢查a) 驗(yàn)證瞬時(shí)氣象值，應(yīng)在可接受的界限（下限、上限）范圍內(nèi)；b) 未超出的，標(biāo)識(shí)“正確”；超出的，若下限和上限值由當(dāng)?shù)貧夂驑O值確定，則標(biāo)識(shí)為“存疑”，若下限和上限值按傳感器的測(cè)量范圍或?qū)挿秶屯ㄓ玫闹荡_定，則標(biāo)識(shí)“錯(cuò)誤”。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)識(shí)與嵌入式軟件中的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)識(shí)的表示方式相同。4風(fēng)向WD度176。5176。（≤8MJ/m2d）177。2%（＞40%）地下水位02000cm1cm177。表19　 自動(dòng)氣象站要素采樣時(shí)間要素采樣開(kāi)始時(shí)刻采樣窗口長(zhǎng)度風(fēng)速(250ms)hh:mm:ss nnn 250ms，且 nnn 為 250 的倍數(shù)250ms風(fēng)速(1s)hh:mm:ss 000 1s1s風(fēng)向hh:mm:ss 000 1s5ms氣溫hh:mm:ss 000，且