【正文】 teness）、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。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。按照操作命令性質(zhì)的不同，分為監(jiān)控操作命令、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制參數(shù)操作命令、觀測數(shù)據(jù)操作命令和報(bào)警操作命令。 監(jiān)控操作命令監(jiān)控操作命令至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：a) 設(shè)置或讀取數(shù)據(jù)采集器的通信參數(shù)；b) 讀取數(shù)據(jù)采集器的基本信息；c) 數(shù)據(jù)采集器自檢；d) 設(shè)置或讀取數(shù)據(jù)采集器日期；e) 設(shè)置或讀取數(shù)據(jù)采集器時(shí)間；f) 設(shè)置或讀取氣象觀測站的區(qū)站號(hào)；g) 設(shè)置或讀取氣象觀測站的緯度；h) 設(shè)置或讀取氣象觀測站的經(jīng)度；i) 設(shè)置或讀取地方時(shí)差；j) 設(shè)置或讀取氣壓傳感器拔海高度；k) 設(shè)置或讀取輻射傳感器靈敏度；l) 設(shè)置或讀取土壤濕度常數(shù)；m) 讀取主采集箱門狀態(tài)；n) 讀取數(shù)據(jù)采集器電源電壓；o) 讀取數(shù)據(jù)采集器機(jī)箱溫度；p) 設(shè)置或讀取各傳感器狀態(tài)；q) 讀取數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。a) 設(shè)置或讀取各傳感器測量范圍值；b) 設(shè)置或讀取各要素質(zhì)量控制參數(shù)。 報(bào)警操作命令報(bào)警操作命令至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：a) 設(shè)定氣象閾值，出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警解除操作，例如：大風(fēng)、大雨報(bào)警等；b) 傳感器、蓄電池電壓、機(jī)箱溫度、GPS對(duì)時(shí)、分采集器和主采集器等（局部）出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)報(bào)警；c) 通信中斷超過規(guī)定時(shí)限后，終端微機(jī)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 人工輸入觀測資料配置［終端］微機(jī)的自動(dòng)氣象站，應(yīng)編制交互式終端程序，允許觀測員輸入和編輯人工觀測的資料。 嵌入式軟件在線升級(jí)在不更改任何硬件設(shè)備的前提下，可以通過本地終端對(duì)主采集器嵌入式軟件進(jìn)行版本升級(jí)。 量和單位主要?dú)庀笠氐牧亢蛦挝幻Q及其符號(hào)按表16確定。4風(fēng)向WD度176。5風(fēng)速WS米每秒m/s6降水量R毫米mm降水強(qiáng)度（precipitation intensity）（又名降水率）的單位名稱及符號(hào)是：毫米每分（mm/min）。9日照時(shí)數(shù)SD［小］時(shí)或分鐘h，min10能見度V米或千米m，km11蒸發(fā)量EC毫米mm12土壤體積含水量qv百分率%13土壤重量含水率qg百分率%11云［底］高CH米m12水位米m13天氣現(xiàn)象WWWMO天氣現(xiàn)象編碼14海溫St［攝氏］度℃15海鹽百分比%16波高米m17波向度176。常見的氣象要素觀測性能要求見表17。氣溫50℃～50℃℃（天氣觀測）177。℃（氣候觀測）相對(duì)濕度5%～100%1%177。5%（＞80%）露點(diǎn)溫度60℃～50℃℃177。3176。5176。（+）m/s降水量 ：雨強(qiáng)0～4mm/min177。4%（＞10mm） ：雨強(qiáng)0～10mm/min177。5%（＞10mm）稱重：0～400mm177。4%（＞10mm）地表溫度50℃～80℃℃50～50℃：177?！婕t外地表溫度50℃～80℃℃177?！嫔顚拥販?0℃～40℃℃177。總輻射0～1400 W/m25 W/m2177。（≤8MJ/m2d）177。1%（日累計(jì)）散射輻射5 W/m2177。5%（日累計(jì)）UV0200 W/m2 W/m2177。5%（日累計(jì)）UVB0200 W/m2 W/m2177。mol m2 s11181。10%（日累計(jì)）大氣長波輻射02000 W/m21 W/m2177。5%（日累計(jì)）蒸發(fā)量0～100mm177。2%（＞10mm）土壤水分0100%土壤體積含水量%177。2%（＞40%）地下水位02000cm1cm177。10%（≤1500m）177。5m積雪深度0～2m1mm177。海溫032℃℃177?！氡韺雍Ｋ妼?dǎo)率波高177。表層海洋面流速潮高1cm海水濁度1NTU（散射濁度單位）海水葉綠素濃度1μg/L 采樣和算法 采樣頻率各要素的采樣頻率及氣象值的計(jì)算見表18。小時(shí)內(nèi)極值及出現(xiàn)時(shí)間（記終止時(shí)間）最小能見度取小時(shí)內(nèi)最小10min平均能見度土壤水分（體積含水率）6次/min每分鐘、小時(shí)算術(shù)平均云高云量地下水位6次/min每分鐘水位的算術(shù)平均積雪深度10次/min每分鐘算術(shù)平均雪壓天氣現(xiàn)象1次/min浮標(biāo)方位1次/s海溫30次/min每分鐘算術(shù)平均小時(shí)內(nèi)極值及出現(xiàn)時(shí)間表層海水鹽度30次/min表層海水電導(dǎo)率30次/min波高30次/min小時(shí)內(nèi)極值及出現(xiàn)時(shí)間波周期30次/min波向1次/s表層海洋面流速1次/s潮高6次/min小時(shí)內(nèi)極值海水濁度30次/min海水葉綠素濃度30次/min 采樣時(shí)序在實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的支持下，分別設(shè)置主、分采集器各傳感器的采樣任務(wù)，各任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行采樣。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CANopen協(xié)議發(fā)送到CAN總線。表19　 自動(dòng)氣象站要素采樣時(shí)間要素采樣開始時(shí)刻采樣窗口長度風(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 ss 為 2 的倍數(shù)濕度hh:mm:ss 000，且 ss 為 2 的倍數(shù)氣壓hh:mm:ss 000，且 ss 為 2 的倍數(shù)1s草溫hh:mm:ss 000，且 ss 為 2 的倍數(shù)地表溫度hh:mm:ss 000，且 ss 為 2 的倍數(shù)紅外地表溫度hh:mm:ss 000，且 ss 為 2 的倍數(shù)輻射輻照度hh:mm:ss 000，且 ss 為 2 的倍數(shù)輻射傳感器腔體溫度hh:mm:ss 000，且 ss 為 2 的倍數(shù)土壤水分hh:mm:ss 000，且 ss 為 10 的倍數(shù)3s通風(fēng)速度hh:mm:00 000 1s日照hh:mm:00 000 1s降水量（翻斗或容柵式）hh:mm:00 000 – 1min1min降水量（稱重降水，頻率值）hh:mm:00 000 – 1min1min蒸發(fā)量（水位值）hh:mm:00 000 – 1min1min地下水位hh:mm:00 000 1s 算法的常用計(jì)算公式和適用場合 算術(shù)平均法a) 計(jì)算公式 （1）式中：——觀測時(shí)段內(nèi)氣象變量的平均值；——觀測時(shí)段內(nèi)第 個(gè)氣象變量的采樣瞬時(shí)值（樣本），其中，“錯(cuò)誤”、“可疑”等非“正確”的樣本應(yīng)丟棄而不用于計(jì)算，即令；N——觀測時(shí)段內(nèi)的樣本總數(shù)，由“采樣頻率”和“平均值時(shí)間區(qū)間”決定；——觀測時(shí)段內(nèi)“正確”的樣本數(shù)（）。 滑動(dòng)平均法a) 計(jì)算公式 （2）式中：——第 次計(jì)算的氣象變量的平均值；——第 個(gè)樣本值，其中，“錯(cuò)誤”、“可疑”等非“正確”的樣本應(yīng)丟棄而不用于計(jì)算；——在移動(dòng)著的平均值時(shí)間區(qū)間內(nèi)的第 1 個(gè)樣本： 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)；N是平均值時(shí)間區(qū)間內(nèi)的樣本總數(shù)，由采樣頻率和平均值時(shí)間區(qū)間決定；m——在移動(dòng)著的平均值時(shí)間區(qū)間內(nèi)“正確”的數(shù)據(jù)樣本數(shù)。 單位矢量平均法a) 計(jì)算公式 （3） 式中：——觀測時(shí)段內(nèi)的平均風(fēng)向?！^測時(shí)段內(nèi)單位矢量在 x 軸（西東方向）上的平均分量?！^測時(shí)段內(nèi)的樣本數(shù)，由“采樣頻率”和“平均值時(shí)間區(qū)間”決定。b) 平均風(fēng)向的修正應(yīng)根據(jù)、的正負(fù)，對(duì)進(jìn)行修正。、或、加180176。c) 適用場合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。b) 用1min內(nèi)的采樣值計(jì)算均方差σ，凡樣本值與平均值的差的絕對(duì)值大于3σ的樣本值予以剔除，對(duì)剩余的樣本值計(jì)算平均作為瞬時(shí)值。在50~50℃范圍內(nèi)時(shí)，℃； 在小于50和大于50℃℃。其中Fci=FNi。D12 = | T1 – T2|D23 = | T2 – T3|D31 = | T3 – T1|其中，T1，T2，T3分別為3支溫度傳感器的1min平均溫度（即瞬時(shí)值），D12，D23，D31分別為兩兩之間的差值（℃），若瞬時(shí)氣溫值出現(xiàn)缺失，相關(guān)Dij按缺失處理。Tol(i, j) = ℃, 當(dāng) ℃≤ Ti≤℃， ℃≤Tj ≤℃；Tol(i, j) = ℃, 當(dāng) | Ti | ＞ ℃ 或 | Tj | ＞ ℃a) 如果Dij ≤ Tol(i, j)，Dij在允許范圍之內(nèi)；b) 如果Dij＞Tol(i, j)，Dij在允許范圍之外；c) Dij缺失時(shí)，按在允許范圍之外處理。a) 如果Dij均在允許范圍之內(nèi)，取T1，T2，T3的中間值作為結(jié)果。c) 如果僅有1個(gè)Dij在允許范圍之內(nèi)，取形成該Dij的兩支溫度值的平均值作為結(jié)果，最高、最低值計(jì)算方法：先計(jì)算形成該Dij的兩支溫度傳感器的每分鐘平均值，再從每分鐘平均值序列中挑取。第四步：通風(fēng)速度的處理。b) 如果Dij有2個(gè)在允許范圍之內(nèi)，取T1，T2，T3的中間值作為結(jié)果。如果所有Dij都不在允許范圍之內(nèi)，結(jié)果標(biāo)識(shí)為缺測。b) 如果2個(gè)風(fēng)扇正常工作的傳感器Dij在允許范圍之外，結(jié)果標(biāo)識(shí)為缺測。當(dāng)沒有Fi≥Fci時(shí)：結(jié)果標(biāo)識(shí)為缺測。風(fēng)向用1min平均值代替。 2min平均值以1min為時(shí)間步長，取每整秒的瞬時(shí)值，對(duì)2min內(nèi)的“正確”的瞬時(shí)值計(jì)算平均值，應(yīng)有大于 75％（3/4）的瞬時(shí)值可用于計(jì)算2min平均值，若不符合這一質(zhì)量控制規(guī)程，則當(dāng)前2min平均值標(biāo)識(shí)為“缺失”。） 10min平均值以1min為時(shí)間步長，對(duì)每分鐘的1min平均值求每分鐘的10min滑動(dòng)平均。 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。 稱重式降水量 1min累計(jì)值1 min內(nèi)的降水量累計(jì)值，可根據(jù)選用的傳感器的特性選擇合適的算法。通用的算法為：1h內(nèi) 60 個(gè)1min累計(jì)值中的“正確”的 1min累計(jì)值的累計(jì)值。 1min累計(jì)值1min內(nèi)的蒸發(fā)量累計(jì)值，可根據(jù)選用的傳感器的特性選擇合適的算法。實(shí)時(shí)給出的是當(dāng)前小時(shí)內(nèi)的累計(jì)值，由當(dāng)時(shí)分鐘的平均水位與本小時(shí)開始分鐘的平均水位差。 1h累計(jì)值1 h內(nèi)的蒸發(fā)量累計(jì)值，可根據(jù)選用的傳感器的特性選擇合適的算法。 土壤水分、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”。 通風(fēng)防輻射罩通風(fēng)速度 1min平均值根據(jù)1min內(nèi)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)化為平均通風(fēng)速度。 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”。b) 用1min內(nèi)的采樣值計(jì)算均方差σ，凡樣本值與平均值的差的絕對(duì)值大于3σ的樣本值予以剔除，對(duì)剩余的樣本值計(jì)算平均作為瞬時(shí)值。要求計(jì)算：1min平均海平面氣壓。要求計(jì)算：1min平均水汽壓。要求計(jì)算：1min平均露點(diǎn)溫度。要求計(jì)算：1min水平面直接輻射總量、1h水平面直接輻射總量。要求計(jì)算：1min水平面直接輻射輻照度、1min本站氣壓P與太陽高度角HA。 （5）式中：——土壤重量含水率，單位是百分率（％）；——土壤體積含水量，單位是百分率（％）；——土壤水分密度，單位是克每立方厘米（g/cm3）；——干土壤體積密度，單位是克每立方厘米（g/cm3）。 土壤相對(duì)濕度由土壤體積含水量導(dǎo)出。要求計(jì)算：正點(diǎn)時(shí)的1min平均值、1h平均值。 （7）式中：——土壤水分貯存量，單位是毫米（mm）；——土層厚度，單位是厘米（cm）；——干土壤體積密度，單位是克每立方厘米（g/cm3）；——土壤重量含水量，單位是百分率（％）。 （8）式中：——有效土壤水貯存量，單位是毫米（mm）；——土層厚度，單位是厘米（cm）；——干土壤體積密度，單位是克每立方厘米（g/cm3）；——土壤重量含水量，單位是百分率（％）；——凋萎濕度，單位是百分率（％）。 日照時(shí)間用太陽直接輻射表間接測算日照時(shí)間，輻照度≥120