自动气象站数据监测及数据质量控制关键技术

实时数据预审技术

极值和界限值检查。建立本站历史数据库。建立各观测要素的各个时次数据库，极值确定为历年本要素出现的最高值和最低值，界限值确定为历年当天出现的最高值和最低值。对于降水量、风速只检查历年出现的最大日雨量和最高风速，当ZZ文件的观测资料超过预定项目的极值或是界限值时，启动疑误数据预警发布。

空间一致性检查。选取周边国家测站历史资料，统计分析本站与周边测站各个气象要素的相关性。有文献报道，两个测站距离在50公里左右，测站之间的气压，气温，相对湿度相关系数在0.9以上。由于西藏国家测站数量少，测站分布距离较远，选取相关系数在0.5以上最高的测站作为观测资料参照测站。对相邻测站的温度、气压、地温、湿度等连续变化要素与本站对应的观测要素建立如下线性相关方程。y=ax+d上式为相关系数通过检验的两个不同测站之间相同要 素的线性统计方程，其中Y表示为本站要素值，X表示为参照测站的要素值，a、b为统计方程系数。利用参照测站观测的X值，通过该方程计算信任度大于99%的Y值置信区间，并确定出相应的最大值和最小值，当本站的相应观测数据超出该置信区间时，启动空间不一致性的预警发布。

设备故障数据判别技术。地面气象测报业务系统软件(OSSMO)每分都要向ZZ文件写入最近观测资料的时问与观 测数据，当ZZ文件中观测时间与标准时间出现2分钟以上差距，说明测报软件没有启动或观测通讯中断。其次通过分析ZZ文件的观测项目，当突然出现空数据，而系统认为该数据有值 的情况下，可以启动设备故障预警。或连续风向为一个方位，而风速正常变化可启动风向故障预警，或出现风向为静风，风 速固定在0.0(m/s)，可判定风速故障。 当多个降水参照测站存在大范围的降水，本站无降水，或出现连续多个小时降水量 相同，或有规律地出现0.1毫米的滞后降水，可判定为雨量桶阻塞，当本站温度出现野值，即远超过同期正常值或最高值，则可判定为温度传感器出现异常。

监控软件 (SAWSS)对自动站及对仪器设备的监控包括数据采集器和要素传感器两部分。数据采集器监控信息主要包括采集器启动和关闭时间和工作电压。通过采集器的启动和关闭时间监控可以实时监测设备是否存在干扰和破坏。通过对对采集器工作电压监控，若电压降低过快，或电压不足，可判定太阳能充电电池老化或电量不足。

电话语音自动预警技术

本地电话语音自动预警技术。本地语音电话主要通 过Modem来实现，目前大多数Modem都具备了数据、语音、传真等功能。 而市场上无论是内置Modem或是外置的Modem，都兼容了Hayes公司的通讯标准，本系统利用Hayes标准的命令来实现对调制解调器的各项操作。

通过调制解调器发送的预警信息一般是语音，接收端是用户电话或手机。调制解调器通常支持二三种模式：即数据、语音和传真。所以在传送预警信息之前，必须将调制解调器设置为语 音模式，即通过放送组合命令“AT#CIS=8#VIS=8#VGT=131#VSR=8000”的命令来实现。

区级声讯语音外呼预警技术。利用区级声讯语音台(如12121语音台 )的外呼功能也能实现语音外呼，要求是县站 与区级声讯平台能够保持网络畅通，并在区级声讯台上设立相应的预警信箱。当县级需要发送预警信语音时，通过向区级声 讯台发送相应的请求指令后，由区级声讯台实现外呼。

提前录制预警语音数据库。系统需要提前 录制各类 预警语音数据，比如“气温观测资料异常 ”，需要提前录制对应的语音文件，录制语音原始数据时，必须采用国内电话语 音采样标准，比如语音采样率为8赫兹，单声道，16位。当语 音采样参数不符合标准，则Modem 发出语音预警后，用户摘机听到的则是杂音。

手机短信预警技术

本地GSM短信模块预警技术。GSM短信模块的技术主要通过串口通信技术来实现与计算机的通讯，GSM短信模块俗称短信猫，应用十分广泛。GSM短信模块在安装好移动SIM卡后具有接受短信和发送短信的功能。 同样，短信模块也具备SMS有关的GSM AT指令 (如使用 GSM07.05协议 )来 控制短信模块，实现系统利用短信模块发送短信的功能。当监测站出现预警事件时，通过调取电话号码库，逐一通过GSM短信模块发送指定的短信预警内容。

区级短信平台预警技术。利用区级短信平台系统的功能，需要保持区级短信平台与县级的网络畅通，并在区级短信平台上设立统一的观测预警短信业务代码。当本县出现预警事件时，向区级短信平台发送预警短信通知号码文本，以及请求发送预警信息类别。区级短信系统收到请求后，立即向号码 文本用户发送指定的预警信息。

高音喇叭预警技术

系统发现预警事件后，利用电信通信网络将预警语音发布到功放设备，当预警终端接收到信息后，可自动激活外接的广播站，并以大喇叭广播的形式及时的播报预警信息。高音喇叭预警终端由无线通讯模块、中央处理控制系统、嵌入式TTS以及状 态显示单元等组成，拥有智能紧急广播功能，预警信息播放完 毕后，智能电源系统会自动关闭广播设备。

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