自動(dòng)氣象站是一種能夠自動(dòng)觀測(cè)和存儲(chǔ)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的設(shè)備，主要由傳感器組成、采集器、通訊接口、系統(tǒng)電源等，隨著氣象要素的變化，每個(gè)傳感器的傳感元件的功率輸出發(fā)生變化。自動(dòng)氣象站觀測(cè)項(xiàng)目主要包括氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、展開后，可以測(cè)量其他元素，比如降雨量數(shù)據(jù)采集頻率高，每分鐘采集存儲(chǔ)一組觀測(cè)數(shù)據(jù)。自動(dòng)氣象站根據(jù)人工干預(yù)方式也可分為有人自動(dòng)站和無(wú)人自動(dòng)站。自動(dòng)氣象站網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)中心站和若干個(gè)自動(dòng)氣象站通過(guò)通信線路組成。

自動(dòng)氣象站

自動(dòng)氣象站(PH)它是一個(gè)自動(dòng)化的傳統(tǒng)氣象站，無(wú)論是節(jié)省人力還是測(cè)量偏遠(yuǎn)地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)幾乎可以通過(guò)Argos系統(tǒng)和全球電信系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)返回，或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)供以后傳輸。自動(dòng)氣象站通常放置在供電網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)中?，F(xiàn)在，太陽(yáng)能電池板風(fēng)力渦輪機(jī)和移動(dòng)電話技術(shù)使自動(dòng)氣象站能夠在供電網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)之外無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)。

利用無(wú)線電遙測(cè)技術(shù)，將這一地區(qū)的氣象參數(shù)數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到中央氣象臺(tái)的無(wú)人氣象站。自動(dòng)氣象站一般設(shè)置在惡劣條件下、無(wú)法建立人工氣象觀測(cè)站的地區(qū)。自動(dòng)氣象站可以收集和提供氣象參數(shù)信息(如氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)力、風(fēng)向、雨量等），積累各個(gè)地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線電發(fā)射機(jī)自動(dòng)發(fā)送到數(shù)百公里外的中央氣象臺(tái)。中央氣象臺(tái)收到氣象信息后，可以實(shí)時(shí)顯示，也可以記錄存儲(chǔ)，供以后的氣象分析和預(yù)報(bào)使用。自動(dòng)氣象站通常使用各種傳感器來(lái)測(cè)量大氣壓力、溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)向、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、自動(dòng)測(cè)量累積的降雨量和降水現(xiàn)象，并將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)無(wú)線電發(fā)射機(jī)發(fā)送到中央氣象臺(tái)。為了省電，自動(dòng)氣象站的無(wú)線電發(fā)射機(jī)不連續(xù)工作。它只在收到中央氣象臺(tái)的開機(jī)指令后才開始工作，發(fā)送氣象參數(shù)信息。與人工氣象站不同，自動(dòng)氣象站不能報(bào)告云的類型和數(shù)量。另外，降水測(cè)量對(duì)于雪來(lái)說(shuō)有點(diǎn)問(wèn)題，因?yàn)槊看螠y(cè)量都要清空儀表。由于目前技術(shù)的限制，像霧這種沒(méi)有暴露在傳感器下的天文現(xiàn)象，仍然需要人工監(jiān)測(cè)。

自動(dòng)氣象站的種類很多，結(jié)構(gòu)基本相同，主要由傳感器組成、采集器、系統(tǒng)電源、通信接口和外圍設(shè)備（計(jì)算機(jī)、打印機(jī)）等組成。

1、傳感器

能感知待測(cè)氣象要素變化并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的裝置或設(shè)備，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。

自動(dòng)氣象站常用的傳感器有：

空氣壓力——振動(dòng)氣缸空氣壓力傳感器、膜盒電容式氣壓傳感器

溫度——鉑電阻溫度傳感器

濕度——濕敏電容濕度傳感器

風(fēng)向——單翼風(fēng)向傳感器

風(fēng)速——風(fēng)杯風(fēng)速傳感器

雨量——翻斗雨量傳感器

蒸發(fā)——超聲波測(cè)距蒸發(fā)傳感器

輻射——熱電堆輻射傳感器

地溫——鉑電阻地溫傳感器

日照——直接輻射測(cè)量?jī)x、雙金屬日照傳感器

2、數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器是自動(dòng)氣象站的核心，其主要功能是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)傳輸，其主要技術(shù)性能如下：

數(shù)據(jù)采樣率和算法規(guī)則；

采集器的電源可以保證采集器正常工作至少七天，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)至少三天的每分鐘氣壓、氣溫、相對(duì)濕度、1分鐘平均風(fēng)向和風(fēng)速、下表所列的各項(xiàng)降水和每小時(shí)正點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)可以在計(jì)算機(jī)中形成指定的數(shù)據(jù)文件。

每個(gè)自動(dòng)氣象站的配置可以不同，但通常包括以下內(nèi)容：

全天候數(shù)據(jù)記錄器充電電池和遙測(cè)裝置（可選）

氣象傳感器

太陽(yáng)能電池板或風(fēng)力渦輪機(jī)

桅桿

外殼

自動(dòng)氣象站的外殼通常是全天候玻璃纖維ABS樹脂或不銹鋼。

ABS塑料外殼的特點(diǎn)是重量輕，價(jià)格低。自動(dòng)氣象站常用ABS塑料外殼，但與玻璃纖維或不銹鋼相比不夠安全堅(jiān)固。

玻璃纖維外殼的特點(diǎn)是耐化學(xué)腐蝕或水腐蝕。

不銹鋼外殼是最好的選擇，一般是316s/s或304s/s。不銹鋼外殼，耐腐蝕，耐化學(xué)腐蝕。這些箱子也很貴，同樣大小的成本可以是玻璃纖維箱子的兩倍以上。

太陽(yáng)能電池板

自動(dòng)氣象站的主要電源通常是一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池板并聯(lián)調(diào)節(jié)器和一個(gè)或多個(gè)充電電池。一般來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池板的產(chǎn)量是最好的，每天只有5個(gè)小時(shí)。因此，安裝角度和位置非常重要。北半球的太陽(yáng)能電池板將朝南安裝，而南半球的將朝北安裝。安裝角度不同，但安裝角度千萬(wàn)不要5度，因?yàn)榛覊m會(huì)堆積，功率輸出會(huì)下降。

在陽(yáng)光充足的情況下，12伏DC太陽(yáng)能電池板的輸出值為：

5瓦 = 400毫安/hr

10瓦 = 800毫安/hr

20瓦 = 1.6A/hr

40W 3356= 3.3A/hr

桅桿

自動(dòng)氣象站使用的標(biāo)準(zhǔn)桅桿高度為2米3米10米和30米。還有其他尺寸，但通常都以這些尺寸為標(biāo)準(zhǔn)。

2米（6.6英尺）桅桿用于測(cè)量影響人類的參數(shù)。桅桿高度是參考頭高度。

3米（9.8英尺）桅桿用于測(cè)量影響作物的參數(shù)（如小麥，甘蔗等）桅桿高度是參考作物的頂部。

10米（32.8英尺）桅桿用于測(cè)量不受樹木影響的數(shù)據(jù)，如樹木建筑物或其他障礙物。通常，這個(gè)自動(dòng)氣象站測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向。

30米（98.4英尺）Mast是用于測(cè)量參數(shù)的分層數(shù)據(jù)模型。測(cè)量2m3m10m30m各層的風(fēng)濕度和溫度。其他傳感器安裝在2米或更低的高度。

自動(dòng)氣象站是指由電子設(shè)備或計(jì)算機(jī)控制，進(jìn)行自動(dòng)氣象觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)臍庀笳舅ǔＳ幸韵氯N形式：

有線遙測(cè)自動(dòng)氣象站

儀器的感應(yīng)部分與接收處理部分相隔幾十米到幾公里，期間通過(guò)有線通信電路進(jìn)行傳輸。由氣象傳感器、接口電路、微機(jī)系統(tǒng)、通訊接口等組成。傳感器將氣象信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由接口電路輸出。微機(jī)系統(tǒng)是它的心臟，負(fù)責(zé)處理接口電路和觀測(cè)器通過(guò)鍵盤輸入的信號(hào)，并輸出和顯示處理結(jié)果、打印、保存，也可以通過(guò)接口發(fā)送到信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。這種自動(dòng)站早期用于實(shí)時(shí)查詢氣象數(shù)據(jù)，現(xiàn)在逐漸取代了氣象臺(tái)的日常主要觀測(cè)工作。

無(wú)線遙測(cè)氣象站

又稱無(wú)人氣象站。它包括測(cè)量系統(tǒng)、程序控制和編碼傳輸系統(tǒng)、電源三部分組成。將氣象要素轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的常用方法有兩種機(jī)械編碼和低頻調(diào)制前者多采用機(jī)械式位移傳感元件，使指針在碼盤上移動(dòng)，發(fā)出不同的電代碼；后者主要利用電參數(shù)輸出傳感元件產(chǎn)生低頻信號(hào)，然后通過(guò)射頻傳輸。無(wú)人氣象站一般可以連續(xù)工作一年左右，每天定時(shí)觀測(cè)424次。你可以從1000公里外的控制中心指揮或接收它發(fā)來(lái)的電報(bào)，還可以用衛(wèi)星收集和轉(zhuǎn)發(fā)它發(fā)來(lái)的信息。該站通常位于沙漠中、高山、海洋(漂浮式或固定式)如人煙稀少的地區(qū)，用來(lái)填補(bǔ)地面氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的空白。

長(zhǎng)期自動(dòng)氣象站

長(zhǎng)期自動(dòng)氣象站是一種僅用于收集數(shù)據(jù)的氣象站。它的信息發(fā)送不正確，定期被工作人員檢索。2005年，中國(guó)珠峰綜合科考隊(duì)的科學(xué)家在東絨布冰川山口成功建立了長(zhǎng)期自動(dòng)氣象觀測(cè)站，這是目前世界上最高的自動(dòng)氣象觀測(cè)站。這個(gè)自動(dòng)氣象觀測(cè)站分兩層，每10分鐘可以獲取一次大氣溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，其中積雪探測(cè)儀設(shè)備還可以每10分鐘獲取一次積雪深度的數(shù)據(jù)，超聲波探測(cè)儀可以獲取三維風(fēng)速風(fēng)向二氧化碳通量等第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

技術(shù)參數(shù)

體系結(jié)構(gòu)

自動(dòng)氣象站由硬件和系統(tǒng)軟件組成，硬件包括傳感器、采集器、通訊接口、系統(tǒng)電源、電腦等系統(tǒng)軟件包括采集軟件和地面預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)軟件。為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，必須配置遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，將自動(dòng)氣象站與中心站連接起來(lái)，形成自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)。

目前，自動(dòng)氣象站主要采用分布式和總線式架構(gòu)。分布式是通過(guò)基于CPU的收集器集中收集和處理分散的傳感器信號(hào)；總線類型是通過(guò)總線掛接各種功能模塊（板）以收集和處理分布的各種傳感器的信號(hào)。

自動(dòng)氣象站傳感器輸出的電量隨著氣象要素值的變化而變化，由CPU控制的數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)采集經(jīng)過(guò)線性化和量化，實(shí)現(xiàn)工程量到元素量的轉(zhuǎn)換，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，得到各種氣象元素值，并以一定的格式存儲(chǔ)在采集器中。

在裝有計(jì)算機(jī)的自動(dòng)氣象站中，氣象要素的數(shù)值實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，并按規(guī)定的格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的硬盤中。在常規(guī)觀測(cè)時(shí)，氣象要素值也以特定格式存儲(chǔ)在常規(guī)數(shù)據(jù)文件中。根據(jù)業(yè)務(wù)需要，編發(fā)各種氣象報(bào)表，形成各種氣象記錄報(bào)表和氣象數(shù)據(jù)文件。

通過(guò)對(duì)自動(dòng)站運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)站的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2022年4月20日19時(shí)左右，14名探險(xiǎn)隊(duì)員克服8級(jí)大風(fēng)，在零下20攝氏度的低溫缺氧環(huán)境下，成功建立了海拔8300米的極高海拔自動(dòng)氣象站，創(chuàng)下了我國(guó)自動(dòng)氣象站目前建立的最高海拔紀(jì)錄。

自動(dòng)采集氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、蒸發(fā)量、日照、輻射、全部或部分氣象要素，如地面溫度。

根據(jù)業(yè)務(wù)需求，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入人工觀測(cè)數(shù)據(jù)。

根據(jù)海平面氣壓計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算海平面氣壓；根據(jù)附錄1中濕度參數(shù)的計(jì)算公式計(jì)算水蒸氣壓力、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度和所需的各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

匯編和分發(fā)各種氣象報(bào)告。

根據(jù)地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格格式形成觀測(cè)數(shù)據(jù)文件。

編寫各種氣象報(bào)告。

實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控

TRM-GPS1手持網(wǎng)絡(luò)氣象站不僅是氣象站，還是手機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器衛(wèi)星定位器。有了它，你可以掌握地球上任何地方的氣候信息。這是我們的國(guó)家專利產(chǎn)品TRM-GPS1手持網(wǎng)絡(luò)氣象站。由于具有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)功能，內(nèi)容無(wú)限豐富，是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的手持網(wǎng)絡(luò)測(cè)量?jī)x器。智能手機(jī)技術(shù)的嵌入使其管理功能更加強(qiáng)大是迄今為止其他測(cè)量?jī)x器無(wú)可比擬的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于氣象農(nóng)業(yè)林業(yè)水利環(huán)保太陽(yáng)能等領(lǐng)域，是業(yè)內(nèi)理想的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量?jī)x器。