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概述自动气象观测系统，从狭义上说是指自动气象站，从广义上说是指自动气象站网。自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备。如果需要，可直接或在中心站编发气象报告，也可以按业务需求编制各类气象报表。
自动气象站网由一个中心站和若干自动气象站通过通信电路组成。
自动气象站有不同的分类方法，按提供数据的时效性，通常分成实时自动气象站和非实时自动气象站两类。
实时自动气象站：能按规定的时间实时提供气象观测数据的自动气象站。
非实时自动气象站：只能定时记录和存储观测数据，但不能实时提供气象观测数据的自动气象站。
根据对自动气象站人工干预情况也可将自动气象站分为有人自动站和无人自动站。

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结构及工作原理19.2.1
体系结构

计 算 机

数据存储

数据打印

数据传输

输入人工观测记录

通信接口

无 人 站 数 据 传 输

数据采集器

无 人 站 数 据 存 储

中 心 站

电 源

传感器

数据显示

自动气象站由硬件和系统软件组成，硬件包括传感器、采集器、通信接口、系统电源、计算机等，系统软件有采集软件和地面测报业务软件。为了实现组网和远程监控，还须配置远程监控软件，将自动气象站与中心站联接形成自动气象观测系统

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自动气象观测系统框图
现用自动气象站主要采用集散式和总线式两种体系结构。集散式是通过以CPU为核心的采集器集中采集和处理分散配置的各个传感器信号；总线式则是通过总线挂接各种功能模块（板）来采集和处理分散配置的各个传感器信号。

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19.2.2
工作原理随着气象要素值的变化，自动气象站各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中。
在配有计算机的自动气象站，实时将气象要素值显示在计算机屏幕上，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上。在定时观测时刻，还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。根据业务需要实现各种气象报告的编发，形成各种气象记录报表和气象数据文件。
通过对自动站运行状态数据的分析，实现自动站的远程监控。

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19.2.3
主要功能⑴ 自动采集气压、温度、湿度、风向、风速、雨量、蒸发量、日照、辐射、地温等全部或部分气象要素。
⑵ 按业务需求通过计算机输入人工观测数据。
⑶ 按照7.5节中海平面气压计算公式自动计算海平面气压；按照附录2湿度参量的计算公式计算水汽压、相对湿度、露点温度以及所需的各种统计量。
⑷ 编发各类气象报告。
⑸ 按《地面气象观测数据文件和记录簿表格式》形成观测数据文件。
⑹ 编制各类气象报表。
⑺ 实现通讯组网和运行状态的远程监控。

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19.3
硬件自动气象站有多种类型，其结构基本相同，主要由传感器、采集器、系统电源、通信接口及外围设备（计算机、打印机）等组成。

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19.3.1
传感器能感受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换器组成。
自动气象站常用的传感器有：
气压——振筒式气压传感器(见7.4.1)、膜盒式电容气压传感器(见7.4.2)
气温——铂电阻温度传感器(见8.7)
湿度——湿敏电容湿度传感器(见8.10)
风向——单翼风向传感器(见9.6)
风速——风杯风速传感器(见9.6)
雨量——翻斗式雨量传感器(见10.3)
蒸发——超声测距蒸发量传感器(见12.2.5)
辐射——热电堆式辐射传感器(见13.2～13.6)
地温——铂电阻地温传感器(见15.3)
日照——直接辐射表（见13.4.1）、双金属片日照传感器（见14.4.3）

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19.3.2
数据采集器数据采集器是自动气象站的核心，其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输，其主要技术性能为：
⑴ 数据采样速率及算法符合19.5的规定；
⑵ 采集器的电源能保证采集器至少7天正常工作，数据存储器至少能存储3天的每分钟气压、气温、相对湿度、1分钟平均风向和风速、降水量和下表列各项目的每小时正点观测数据，能在计算机中形成规定的数据文件（详见《地面气象观测数据文件和记录簿表格式》）。

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2分钟平均风向	露点温度	最低草温/最低雪温
2分钟平均风速	本站气压	最低草温/最低雪温出现时间
10分钟平均风向	最高本站气压	蒸发量
10分钟平均风速	最高本站气压出现时间	日照时数
最大风向	最低本站气压	总辐射曝辐量
最大风速	最低本站气压出现时间	总辐射最大辐照度
最大风速出现时间	地面温度	总辐射最大辐照度出现时间
瞬时风向	地面最高温度	净全辐射曝辐量
瞬时风速	地面最高温度出现时间	净全辐射最大辐照度
极大风向	地面最低温度	净全辐射最大辐照度出现时间
极大风速	地面最低温度出现时间	净全辐射最小辐照度
极大风速出现时间	5cm地温	净全辐射最小辐照度出现时间
降水量	10cm地温	直接辐射曝辐量
气温	15cm地温	直接辐射最大辐照度
最高气温	20cm地温	直接辐射最大辐照度出现时间
最高气温出现时间	40cm地温	水平直接辐射曝辐量
最低气温	80cm地温	散射辐射曝辐量
最低气温出现时间	160cm地温	散射辐射最大辐照度
相对湿度	320cm地温	散射辐射最大辐照度出现时间
最小相对湿度	草温/雪温	反射辐射曝辐量
最小相对湿度出现时间	最高草温/最高雪温	反射辐射最大辐照度
水汽压	最高草温/最高雪温出现时间	反射辐射最大辐照度出现时间

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⑶
能直接从数据采集器的显示器上读取以下所需的数据：
①
可读取瞬时的数据有：
风向、风速、气温、相对湿度、本站气压、海平面气压、降水量、各层地温、各种辐射的辐照度等。
②可读取人工编报所需的定时数据有：
2分钟平均风向
2分钟平均风速
气温
露点温度
本站气压
海平面气压
3小时变压
24小时变温、变压
24小时内最高气温
24小时内最低气温
12小时内最低气温
1小时内累计雨量
3小时内累计雨量
6小时内累计雨量
24小时内累计雨量
1小时内极大风速的风向
1小时内极大风速
6小时内极大风速的风向
6小时内极大风速
⑷
时钟误差不超过30秒/月。
⑸
可以使用交流或直流供电。

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19.3.3
系统电源自动气象站具备高稳定性、无干扰的系统电源。在有市电的地方，使用市电，并对备用电池浮充电，以备市电出现故障时使用。若使用计算机，则还配备不间断电源（UPS）和后备电池。在无市电的地区，自动气象站可用电池供电，这时，可用辅助电源对电池充电。可作辅助电源的有：柴油或汽油发电机、风力发电机、太阳能电池板等。

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19.3.4
通信接口联接采集器与计算机、计算机与中心站、采集器与中心站等的通信联接设备。

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19.3.5
外围设备根据不同的需要，配置的外围设备有：计算机、打印机、显示器等。

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19.4
系统软件自动气象站的系统软件包括采集软件和业务软件。为了实现组网和远程监控，还须配置远程监控软件。

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19.4.1
采集软件采集软件由厂家提供，写在采集器中。必须遵守本规范及其他气象技术规定。其主要功能有：
⑴ 接受和响应业务软件对参数的设置和系统时钟的调整（时钟也可在采集器上直接调整，但必须保证采集器和计算机时钟一致）；
⑵ 实时和定时采集各传感器的输出信号，经计算、处理形成各气象要素值；
⑶ 存储、显示和传输各气象要素值；
⑷ 大风报警；
⑸ 运行状态监控。