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中小尺度加密观测自动站网络系统解决方案
1、前言
中小尺度灾害性天气，如：台风、暴雨、龙卷风、雷暴、冰雹等对工业生产、农作物生长、公共设施以及人民生命和财产会造成巨大损失。因此，为了有效地监测和预报中小尺度灾害性天气，必须加密气象观测网点和增加观测次数，并要求实时地将观测数据传输到监测预报中心。中小尺度自动气象站网及其数据收集系统是专门为中小尺度区域性灾害性天气的监测和预警而设计的，该系统由若干个自动气象站子站、一个中心数据收集站及其有线或无线通信设备所构成。系统通讯设备能够自动适应支持GPRS,SMS,GSM或CDMA等各种通讯方式，各种通信方式智能互为补充、自动切换，以满足信息收集的时效性、可靠性要求，并且便于中心站对各子站实施及时、有效、全面地控制。系统应建设成具有各种密度和形式的数据采集监测、综合数据统计分析、预警信息发布、智能远程控制维护等功能融为一体的综合探测系统，以满足灾害性天气监测预警的需求。
2、中小尺度天气分析
大气运动尺度的分类通常有经验、理论和实用三种方法。近代很多人从理论上和物理本质上对天气系统进行分类。根据观测和理论综合分析结果，天气尺度划分如下：
大尺度：2000Km--10000Km
中尺度：2Km--2000Km
中尺度α：200Km--2000Km
中尺度β：20Km--200Km
中尺度γ：2Km--20Km
小尺度：20m--2Km
根据灾害性天气发生的源地、类型、频次，选定自动气象站配置的测量要素和站点的空间密度，最密的站点间隔为：1-2Km。数据传送的时间间隔可由中心站设定，通常为每小时一次，最短的通信时间间隔为每1分钟一次。 在城区设立的自动气象站应考虑能见度、闪电和大雨后城市路面渍涝以及适当考虑城市大气污染成分的监测。
测量气象要素优先级
单要素（雨量）；二要素（温度、雨量）；三要素（风向、风速、雨量）；四要素（风向、风速、雨量、气温）；五要素（风向、风速、雨量、气温、相对湿度）；六要素（风向、风速、雨量、气温、相对湿度、气压）。
根据地理环境、硬件设施及灾害性天气发生的类型、频次，城市可在空间密度为2-5Km架设一套单要素（雨量）站或二要素自动站（温度、雨量），空间密度为5-10Km架设一套四要素自动站（温度、雨量、风向、风速），空间密度为10Km以上架设一套六要素自动站（温度、雨量、风向、风速、相对湿度、气压）。在农村和山区，根据实际情况，空间密度可适当放宽。
3、系统设计方案
综合对中小尺度各种特点的分析，我们在建设中小尺度网络系统的时候，应该对系统统一规划、合理布局。
由于中尺度网络自动气象站是无人职守的自动观测设备，所以选用的设备应当具有以下几个方面的特点：
系统模块化
系统应当选择高精度、高稳定性的软硬件模块化产品，数据采集处理方式和硬件观测要素的变更或扩展可通过远程升级及用户自行更改系统要素部件或模块配合快速简单的实现。
环境适应性
自动气象站整套设备的设计应当充分考虑在各种野外恶劣环境下的使用状况，经过特殊防腐蚀和防盐雾处理。
防雷保护
在自动气象站设计结构及内核上应当充分考虑防雷保护，各外接通道应有二级防雷保护措施，如通道防雷板、电源避雷器、通信防雷设施、避雷针等多种防雷装置，能够有效地防止感应雷击和雷电波对设备正常运行所造成的影响，采用合理的设计结构，充分地避免直接雷击的引入。
通信方式
通信设备应当具有多种通信方式相结合的特点，充分利用各种通信方式作为系统备份，通过几种通信方式之间的优势互补，可达到高可靠的数据传输及双向通信，能够实现远程对子站的监控与维护。
远程监控
由于中尺度加密观测设备属于无人职守观测设备，所以一定要具有电源监控、设备运行状态监控、远程维护保障等方面的功能，可以在中心站及时准确的了解设备的状况，全面了解系统的运行状态。
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