自动气象观测系统简介.ppt

自动气象观测系统 自动气象观测系统 MH T4016 4 2019 AWOS AutomaticWeatherObservingSystem包括测量跑道视程 常规气象要素 云和天气现象等传感器以及相应的监控和远程显示的集成自动化系统 自动气象站 MH T4016 4 2019 AWS AutomaticWeatherStation能自动观测和传递气压 气温 相对湿度 或露点 风向 风速和雨量等常规气象要素信息的观测装置 自动气象观测系统型号 AviMeTAWOS 南宁 郑州 长沙 MIDASIVAWOS 广州 深圳 AWOS2000AWOS 海口 MIDAS600AWOS 自动气象观测系统厂家 生产厂家芬兰维萨拉公司芬兰首都赫尔辛基全世界目前有超过100个国家使用VAISALA公司的产品 主要分布在欧洲 北美洲及亚太地区 自动气象观测系统厂家 二 自动气象观测系统组成 中央处理单元CDU s 切换单元 Switch overUnit 用于双CDUs系统传感器及自动气象站不间断电源 UPS 局域 广域网 LAN WAN 工作站 OWS FWS RCM WV 专用数据显示器 DD50 WD30 WD50 可选 AFTN 可选 为其它系统所设的串行数据输出 可选 为其它系统所设的TCP IP数据包输出 可选 MIDASIV系统组成 MIDASIVCENTRALDATAUNIT AFTN线RS 232 CDU显示器 CDU显示器 HUB 开关 观测员工作站 维护工作站 预报员工作站 LAN CDUB CDUA 天气显示工作站 云高仪 场地站过来的Modem线缆 云高仪 大气透射仪和背景光传感器 风显示器 modem 室内 室外 天气现象传感器 跑道灯光 RS485 大气透射仪和背景亮度计 前散射传感器 中央风站 闪电传感器 气象站 风向风速 温度湿度 压力 雨量计 跑道传感器配置图 1 CLOUD SENSOR 2 CLOUD SENSOR 3 CLOUD SENSOR 4 CLOUD SENSOR 1 WIND SENSOR 2 WIND SENSOR 3 WIND SENSOR 2 TU SENSOR 1 RAIN SENSOR 1 SR SENSOR 2 PRESSURE SENSOR 4 WIND SENSOR 6 WIND SENSOR 3 RVV SENSOR 2 RVV SENSOR 1 RVV SENSOR 6 RVV SENSOR 4 RVV SENSOR 5 WIND SENSOR 5 TU SENSOR 5 PRESSURE SENSOR 5 RVV SENSOR QFE PRESSURE xC QFE PRESSURE xA QFE PRESSURE xB QFE PRESSURE xD RWYdir Smaller Left RWYdir Larger Right RWYdir Smaller Right RWYdir Larger Left 1 TU SENSOR 1 PRESSURE SENSOR 3 TU SENSOR 3 PRESSURE SENSOR 4 TU SENSOR 4 PRESSURE SENSOR 6 TU SENSOR 6 PRESSURE SENSOR 外场传感器路由 MIDASIV RS 232 Modem 光纤 RS 485 电流环 UHF无线电 1013 2 信号适配器 云高仪 风传感器 自动气象站 Digiboard 气压计 大气透射仪 MIDASIV数据流程 天气现象 天气现象代码 传感器 数据传输 应用 数据接收 数据传播 气象计算 应用 应用 MIDASIV软件结构 输入 输出系统 Sensors传感器 告警处理 气象数据计算 信息生成 状态诊断 数据获取与传播 数据处理与分析 数据显示与编辑 实况数据显示WeatherView 发报模块METAR SPECI 事件查看器EventMonitor SYNOP发报SYNOP 人工修正Actuals 文本记录监视ASCIILogView 应用工具条ApplicationToolbar 诊断监视器DiagnosticsMonitor 数字显示器 TCP IP 数据存储服务 系统对象 TCP IP TCP IP 趋势报发报TAF SIGMET发报SIGMET AFTN 应用程序 运行在WindowsNT4 0Workstation操作系统下MIDASIVCDUs与工作站应用软件是相互独立的工作站的数量没有特别限制工作站和MIDASIV应用程序分为以下四种用户观测员 OWS 预报员 FWS 维修人员 RCM 实时天气信息的使用者 WV 工作站连接系统主机 每个工作站都同时与两个MIDASIVCDU连接每个应用程序都自动接收在线 active CDU的数据 CDUA CDUB 应用程序 在线 Active CDU MIDASIV工作站 应用程序界面 应用程序界面 二 应用程序界面 三 应用程序界面 四 应用程序界面 五 应用程序界面 六 应用程序界面 七 应用程序界面 八 MIDASIV用户应用程序 观测终端应用程序WeatherViewMETAR SPECIEventMonitorASCIILogViewActualsAFTNMonitor optional SYNOP optional 预报终端应用程序WeatherViewMETAR SPECIEventMonitorASCIILogViewAFTNMonitor optional TAF optional SIGMET optional MIDASIV用户应用程序 二 维修终端用户程序DiagnosticMonitorEventMonitorSensorIOMonitorSensorTerminal 天气实况终端应用程序WeatherView WeatherView程序中字符颜色的含义 数据状态数据正常 NORMAL 数据值超过预设的数据有效范围 INVALID 数据是人工输入值 MANUAL 或是由备份传感设备提供的 BACKUP 数据最近未更新还没有足够的数据计算出统计平均值 或其它不确定因素收不到相应数据 字符颜色灰色背景 黑色字符红色背景 黑色字符黄色背景 黑色字符白色背景 黑色字符显示 灰色背景 黑色字符 气象要素的计算 计算由CDUs完成计算出1 2和10分钟的平均值 最小值和最大值风数据的计算QNH QFE QFF三种气压值的计算露点值计算RVR值计算云高值计算 气象要素的计算 平均值计算 系统启动后 即时值马上显示在各自的数据框中系统需要2到10分钟来收集平均值计算所需要的数据2分钟和10分钟平均值计算需要60 的有效数据 EVENTMONITOR AWOS室外部分 传感器 SENSOR 温度 相对湿度传感器HMP45DHMP155风向风速传感器WAA151 WAV151WMT700气压传感器DPA503PTB220PTB330大气透射仪MITRASLT31云高仪CT25KCL31前向散射能见度仪FD12FS11天气传感器FD12PPWD12PWD22雨量传感器RG13背景光亮度仪LM11LM21道面传感器DRS511 NEW 自动气象站 MILOS520 MAWS301 温湿传感器 温湿传感器 HMP45D HMP155 温湿度传感器安装 安装点位于距跑道中心线120米 跑道头300米附近的观测场内 导航设备下滑台附近 温湿度传感器安装在自动气象站安装杆的横臂百叶箱内 安装位置离地面约1 5米 数据接入自动气象站 温湿传感器技术指标 温度测量范围 40 60 精度 士0 2 分辨率 士0 1 湿度测量范围 0 8 100 精度 士2 0 90 士3 90 100 长期稳定性 年温度变化的影响 士0 05 温湿传感器校准 按照说明书温湿传感器每年需要进行校准 由于没有校准的专用工具 并且各地地方气象局能进行鉴定 所以一般都是每年送地方气象局对传感器进行鉴定 风向风速传感器 风向风速传感器WAA151 WAV151 风向风速传感器WMT700 风向风速安装图 安装点位于距跑道中心线120米 跑道头300米附近的观测场内 导航设备下滑台附近 10米风杆 风杆顶端配有避雷针 数据接入自动气象站 风向风速传感器技术指标 风速测量范围 0 75m s门槛风速 0 4m s精确度 0 1m s0 10m s 2 10 75m s 风向测量范围 0 360 分辨率 5 625 门槛风速 0 3m s 气压传感器 气压传感器 DPA503 PTB220 气压传感器 二 PTB330 气压传感器安装 气压传感器技术指标 精度 0 3hPa 800 1050hPa 5 55 0 5hPa 500 1050hPa 40 55 分辨率 0 1hPa 雨量计 雨量传感器RG13 安装点位于距跑道中心线120米 跑道头300米附近的观测场内 导航设备下滑台附近 距地面70cm 利用干簧管磁铁感应 控制电压开关计数 翻斗每翻转一次为0 2mm降水量 云高仪 云高仪 CT25K 云高仪 CL31 云高仪测量原理 SAMPLE 500 50us Lastinthescan TOTALTRAVELOFLIGHT50 000ft 24 950ft 100ft 50ft 0ft SAMPLE 499 49 9us REFLECTEDLIGHT SAMPLE 2 200ns SAMPLE 1 100ns TOTALTRAVELOFLIGHT100ft TopLevel25 000ft SAMPLE 0 0ns Firstinthescan H c t CT25K工作原理 云高仪CT25K用于测量云高和垂直能见度 CT25K云高仪运用了脉冲二极管激光LIDAR技术 LIDAR Lightdetectionandranging 在垂直或接近垂直的方向上发送激光脉冲 霾 雾 霭 雪幡 降水和云对光反向散射的反射都作为激光脉冲测量天空状况 得到的反向散射分部图 如信号强度与高度对比 被保存起来并进行处理 从而检测云层基线 知道光速及激光脉冲的发送和反向散射信号之间的时间延迟后 就可知云层基线的高度 云高仪安装 建议安装位置为跑道延长线上 距跑道头300米处 各地根据实际情况可以安装在此位置附近 例如广州目前是安装在距跑道中心线120米 距跑道头300米处 导航航向台附近 云高仪安装可以倾斜角度 CT25K云高仪性能指标 测量范围 0 7 5km 0 25000ft 精度 2 1 2x 分辨率 分辨率 15m 50ft 云高仪维护 周期性维护主要是窗口的清洁 唯一的机械运动部件 窗口调节空气鼓风机的正常功能也需要检查 前向散射能见度仪 前向散射能见度仪FD12 前向散射能见度仪FS11 前向散射能见度仪FD12安装 距跑道中心线120米跑道中间处 传感器测量高度离跑道面2 5米 散射测量 散射光强和消光系数 成比例 通常忽略光的吸收 前向散射仪通过测量光束的散射光强估算出消光系数散射光强大 消光系数大散射光强小 消光系数小 FD12工作原理 发射管 接收管 气象光学视程MOR定义 色温为2700K的白炽灯发出的平行光束 经大气衰减到起始值的0 05时 在大气中所经过的距离 MOR测量 MOR可以通过测量光的衰减 消光系数 得到 这些光的衰减包括散射和吸收 轻雾 浓雾 大 晴朗 小 雾 距离x 光量 F0 100 F 5 F F0e x FD12的校准 FD12的校准分两步 将小挡板放置在接收测头或发射测头内 然后进行零校准 安装不透明散射器 进行模拟值校准 天气现象传感器 天气现象传感器FD12P FD12P包含了3个部分 FD12前向散射能见度仪感雨器温度传感器 天气现象传感器安装 安装点位于距跑道中心线120米 跑道头300米附近的观测场内 导航设备下滑台附近 传感器测量高度离跑道面2 5米 天气现象传感器FD12P 天气现象传感器PWD22 FD12P组成 FD12PCONTROLLER RAINDETECTOR TRANS MITTER RECEIVER TemperatureSensor POWERSUPPLY MODEM RS 232 RS 485SERIALLINE 115 230VAC 50 60Hz 10 8VDC Interface VOLTAGEREGU LATOR FD12P工作原理 光信号 和雨滴大小成比例 电容信号 和含水量成比例 降水强度 光 降水强度 电容 强度比 光 电容 强度比液态降水强度比 1 0 固态 或混合 降水 Scaling Scaling RAININTENSITYSCALE DRDSCALE FD12P工作原理 FD12P结合了能见度 感雨器 温度传感器的信息 可以得到当前的天气现象 大气透射仪 MITRAS大气透射仪 LT31大气透射仪 大气透射仪安装 安装点位于距跑道中心线120米 跑道头300米附近的观测场内 导航设备下滑台附近 传感器测量高度离跑道面2 5米 大气透射仪结构原理 MITRAS污染补偿 VISIBILITY 能见度 和MOR 气象光学视程是WMO定义的描述大气光学状况的基本参数 MOR值与人的观测能见度非常接近 白天 MOR可以定义为一个纯粹的物理量 可以进行测量 大气透射仪测量原理 Visibility 3xBaselineln Transmittance WhereTransmittance K1Receivedlightintensity K1R I TransmittedlightintensityTM I andK1issetbytechniciansduringgoodvis