GPS高空探测系统功能规格需求书中国气象观测网
《全球定位系统(GPS)测量规范》简介概要
《全球定位系统（GPS）测量规范》 GB/T18314―2009 简介
GB/T 18314―2009《全球定位系统（GPS）测量规范》代替GB/T 18314―2001《全球定位系统（GPS）测量规范》。
本标准规定了利用全球定位系统（GPS）静态测量技术，建立GPS控制网的布设原则、测量方法、精度指标和技术要求。
本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测和数据处理。
本标准的内容包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、基本规定、级别划分和测量精度、布设的原则、选点、埋石、仪器、观测、外业成果记录、数据处理、成果验收与上交资料，以及附录A（资料性附录）大地坐标系有关说明、附录B（规范性附录）选点与埋石资料及其说明、附录C（规范性附录）气象仪表的主要技术要求、附录D（规范性附录）测量手簿记录及有关要求、附录E（资料性附录）归心元素测定与计算和附录F（规范性附录）同步观测环检核。
全球定位系统(GPS)测量规范(GBT18341-XXXX)
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GPS测量任务书
卫星定位与导航 GPS控制网课程设计任务书专业名称：测绘工程学院班级：海洋101姓名：张丹学号：7实验成绩：GPS控制网课程设计任务书一、测区概况与任务的提出1、任务来源为了维护土地的社会主义公有制，保护土地使用者的合法权益，加强土地管理，建立健全地籍管理制度，使土地管理向规范化、科学化迈进，满足飞速发展的社会主义市场经济的需要，受灌云县国土管理局委托，由淮海工学院空间信息科学系实测伊山镇城区和全县25个乡镇约1000平方公里、100个点的GPS基础控制网，以满足城区和全县各乡镇地籍调查工作的需要。
2、测区概况灌云县地处苏北平原，属连云港市管辖，处于连云港市南部，灌南县北部。
测区内有宁连高速公路、204国道贯通，交通十分便利，测区内地势平坦，大伊山最高海拔227米，东南部最低2.6米，平均海拔高程约3.7米。
测区属季风特点的海洋性气候，四季分明，寒暑适宜，光照充足，雨量适中。
气候温和湿润，常年平均气温14度左右，年平均降水量约910-980毫米之间，降雨期集中在7-9三个月。
测区包括灌云县全乡镇政府所在地，测区为从西至东直线距离约60公里的带形区域。
其地理坐标：东经 119゜08′~ 119゜29′北纬 34゜ 34′~ 34゜ 46′测区现有的平面控制网系国家测绘局于1954年完成国家一、二等三角网。
坐标系统采用新54系坐标系。
一、二等三角点多个，根据实际情况和本设计书的要求采用了三个一等三角点和一个二等点。
测区现有高程控制网系统由国家测绘局完成的二、三等水准网（56黄海高程系和85基准面高程）。
利用原三等水准点4个。
该控制网工程实施计划从2004年6月开始收集资料、踏勘找点，2004年7月开始选定点位、埋设标石，进入全面施工，2004年8月开始外业观测。
2004年3季度进行内业平差计算，整理资料， 2004年12月底检查完毕提请验收。
若利用常规测量技术进行这项工作，一方面是施工周期太长，少则3年，多则好几年；另一方面，平面控制点间要求通视，这就需要建造高标，无疑需要耗费大量的经费。
探空通用基测箱功能规格需求书-中国气象观测网
附件1：电子探空仪通用检测箱功能规格需求书中国气象局综合观测司二〇一二年六月电子探空仪通用检测箱(以下简称检测箱)是常规高空气象观测系统、国产GPS探空系统、北斗导航测风探空系统的重要组成部分。
检测箱是电子探空仪施放的标准设备，用于电子探空仪施放前的基值测定和校准，以确定探空仪是否符合施放要求，并给出其温度、气压和湿度测量的基测修正值。
为提高检测箱对于各探空系统和不同电子探空仪的通用性，规范电子探空仪基值测定方法和流程，推进高空观测标准化建设，提高高空气象观测质量，由中国气象局综合观测司组织，中国气象局气象探测中心编写了《电子探空仪通用检测箱功能规格需求书》。
《电子探空仪通用检测箱功能规格需求书》提出了检测箱的总体要求、基本功能、技术性能、结构设计原则和组成等，是检测箱设计制造、产品考核、检验、业务使用的依据和指导性文件。
检测箱的研制、生产、使用、试验考核应遵从《电子探空仪通用检测箱功能规格需求书》的要求。
《电子探空仪通用检测箱功能规格需求书》解释权归中国气象局综合观测司。
1 总体要求 (4)2 组成和工作原理 (4)2.1 标准器 (5)2.2 饱和盐及其托盘 (5)2.3 测量显示电路 (5)2.4 通风器 (6)2.5 检测室 (6)2.6 数据传输电路 (6)2.7 湿度零点检测器 (6)2.8 探空仪供电电源 (6)2.9 机箱 (6)3 功能要求 (6)4.1 主要技术指标 (7)4.2 可靠性和维修性 (8)4.3 电气安全性 (8)4.4 尺寸和重量 (8)4.5 环境适应性要求 (8)4.6 运输要求 (9)5 考核和评估 (9)6 主要参考文献和相关标准 (9)1 总体要求1.1 电子探空仪通用检测箱提供的气压、温度和湿度标准值，应符合气象要素量值传递的要求，适用于常规业务观测用探空仪、国产GPS卫星导航测风探空仪和北斗导航测风探空以的地面基值测定。
1.2 检测箱温度和气压采用自然大气条件；湿度环境采用分子筛、饱和盐溶液产生和控制，应能提供0%、13%RH、34%RH、75%RH和98%RH五种湿度环境。
GPS控制测量各种要求规范限差
《卫星定位城市测量规范》CJJ/T 73—2010注：边长小于200米时，边长中误差≤2cm。
二、三、四等网相邻点最小边长不宜小于平均边长的1/2，最长边长不宜超过平均边长的2倍。
一、二级网最大边长可在平均边长的基础上放宽1倍。
各项限差规定 σ（))((22bd a +=σ采用表1-1加乘常数） 同步环闭合差限差σω53x ≤， σω53y ≤， σω53z ≤， σω53≤ 同步环只计算三边同步环，))((22bd a +=σ，d 按照该等级平均边长计算，ω—环闭合差，222z y x ωωωω++=异步环闭合差限差σωn 2x ≤， σωn 2y ≤， σωn 2z ≤， σωn 32≤n —独立环的边数，d 按照该等级平均边长计算，))((22bd a +=σ，ω—环闭合差，222z y x ωωωω++=重复基线限差复测基线的长度较差ds ，同一基线不同时段较差应满足 σ23ds ≤（σ按照实际边长计算）三维无约束平差中，基线分量的改正数（X V ∆，Y V ∆，Z V ∆）绝对值应满足下列要求σ∆3V X ≤，σ∆3V Y ≤，σ∆3V Z ≤))((22bd a +=σd 按照基线边长计算约束平差中，基线分量的改正数与经过剔除粗差后的无约束平差结果的同一基线相应改正数较差应满足下列要求（或者进行已知点检查，已知点点位变化相对于约束点的边长相对中误差不应低于表1-1规定的上一等级控制网中最弱边相对中误差）σ∆2dV X ≤，σ∆2dV Y ≤，σ∆2dV Z ≤))((22bd a +=σd 按照基线边长计算《工程测量规范》GB50026-2007控制网测量中误差m ≤σ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=n WW N 31m ，N 为控制网中异步环的个数，n 为异步环边数，W 为异步环全长闭合差。
各项限差规定σ （))((22bd a +=σ采用表2-1加乘常数） 同步环闭合差限差σω5n x ≤， σω5n y ≤， σω5n z ≤， σω5n 3≤ n —同步环的边数，))((22bd a +=σ，d 按照该等级平均边长计算，ω—环闭合差，222z y x ωωωω++=异步环闭合差限差σωn 2x ≤， σωn 2y ≤， σωn 2z ≤， σωn 32≤n —独立环的边数，d 按照该等级平均边长计算，))((22bd a +=σ，ω—环闭合差，222z y x ωωωω++=重复基线限差复测基线的长度较差ds ，同一基线不同时段较差应满足 σ23ds ≤（σ按照实际边长计算）三维无约束平差中，基线分量的改正数（X V ∆，Y V ∆，Z V ∆）绝对值应满足下列要求σ∆3V X ≤，σ∆3V Y ≤，σ∆3V Z ≤))((22bd a +=σd 按照基线边长计算约束平差中，控制网的最弱边边长相对中误差，应满足表2-1中相应等级的规定。
常规高空气象观测业务要求规范
附件1常规高空气象观测业务规范中国气象局2010年5月前言59型探空仪—701二次测风雷达观测系统已工作了近五十年，在我国气象事业发展中起到了重要的作用。
随着气象观测业务现代化进程和电子技术的发展，L波段二次测风雷达—电子探空仪等新型高空气象观测系统陆续投入业务使用,结合世界气象组织《气象仪器和观测方法指南》（第六版）（世界气象组织，2005年）的技术要求，及时总结我国高空气象观测业务规范执行方面的经验，更好地发挥新系统的作用，在《常规高空气象探测规范（试行）》（2003版）的基础上修订和完善，编制了本规范。
本规范与《高空气象观测规范》（1977年）和《常规高空气象探测规范（试行）》（2003年）之间具有连续性和继承性。
在历时近三年的编制过程中，多次多层面征求意见，反复讨论修改，先后几易其稿，最终完成本规范编写。
本规范对高空气象观测的基本任务、观测方法、技术要求以及观测记录处理方法等进行了规定。
各类观测系统的具体安装、操作和维护及软件使用方法由相应的使用手册进行规定，并作为本规范的重要补充。
本规范的修改和解释权属中国气象局。
本规范由中国气象局综合观测司组织，中国气象局气象探测中心编写，李伟、许正旭、陈永清、马舒庆、刘凤琴、张宇、陈益玲、吴桂根、夏峰、郭启云、赵培涛等同志参加编写。
目录前言第一章总则 (1)第二章高空气象观测站 (1)第三章观测装备 (3)第四章设备维护检测 (5)第五章高空气象观测技术人员 (5)第六章高空压、温、湿、风观测 (5)第七章观测前准备工作 (6)第八章探空仪施放及观测 (6)第九章观测数据实时处理 (8)第十章报告电码编制及传输 (14)第十一章月报表编制 (15)第十二章测站质量保证 (15)第十三章高空气象观测网质量保证 (16)第十四章资料管理 (16)附件A 高空观测常用计算公式和参数 (18)附件B 数据文件命名规则 (34)附件C 探空系统秒级观测资料上传文件格式 (38)附件D 高空全月观测数据归档格式 (51)第一章总则常规高空气象观测是指采用气球携带无线电探空仪，以自由升空方式对自地球表面到几万米高度空间的大气气象要素（气压、温度、湿度）和运动状态（风向风速）等的变化进行观测、收集、处理的活动和工作过程。
常规高空气象观测业务要求规范
附件1常规高空气象观测业务规范中国气象局2010年5月第八章探空仪施放及观测8.1 施放探空仪8.1.1 施放时间定时常规高空气象观测应在正点进行，不得提前施放。
如在正点后75分钟内无法放球，该时次观测停止进行。
8.1.2 施放地点根据天气和环境情况，施放地点应选在便于自动跟踪、不易丢球的位置。
为避免近地层记录出现不连续或丢失部分资料，施放时探空仪高度与本站气压表应在同一水平面上（高度差不大于4米），高度差≥1米时，必须订正；施放时探空仪与瞬间观测的仪器应处于同一环境，两者的水平距离不应超过100米。
施放瞬间放球点作为高空风计算坐标的原点。
8.1.3 海拔高度探空（压、温、湿）海拔高度以测站水银槽面的海拔高度为基准；测风海拔高度以定向天线光电轴中心或经纬仪镜筒的海拔高度为基准；卫星导航定位测风系统的海拔高度以天线接收信号天线平面的海拔高度为基准。
8.1.4 施放瞬间地面气象要素获取应在施放前后5分钟内进行施放瞬间压、温、湿、风向风速及云状、云量、能见度和天气现象等气象要素的观测。
施放瞬间地面气象要素通过高空气象观测站施放环境的观测仪器获取。
8.2 观测期间监控探空仪施放后应密切注视观测系统工作状态，获取完整、高质量的观测资料。
8.3 观测终止遇球炸、探空仪故障（超出表2规定的时间）、雷达故障等情况时可终止观测。
8.4 重放球8.4.1 当观测获取的可用数据未达500hPa，应在规定时间(正点放球后75分钟)内重放球。
8.4.2 观测获取的可用数据已达500hPa，但时间不足10分钟，应在规定时间(正点放球后75分钟)内重放球。
8.4.3 遇有压、温、湿数据连续缺测或可信度差的时间超过规定要求（见表2）的，应在规定时间内重放球。
8.4.4 遇有近地层高空风失测（海拔高度≤5500米），应在正点放球后75分钟内用经纬仪测风（小球）的方法补测，确因天气原因无法补测的，按失测处理。
当进行经纬仪测风（小球）时，事先做好经纬仪架设，并进行水平、焦距、方位调整。
《高空气象观测 大风放球系统》编制说明
气象行业标准《高空气象观测自动放球系统》编制说明一、工作简况1.任务来源本标准由全国气象仪器和观测方法标准化技术委员会（SAC/TC507）提出并归口。
任务于2019年4月22日由中国气象局政策法规司下达立项，见《法规司关于下达2019年第二批气象行业标准制修订项目计划的通知》（气法函〔2019〕25号），项目编号QX/T-2019-62，项目名称《高空气象观测大风放球系统》。
本标准主要起草单位：中国气象局气象探测中心，内蒙古自治区气象局，云南省气象信息中心，江西省大气探测技术中心。
2019年10月25日，申请调整项目名称为《高空气象观测自动放球系统》，与目前功能规格需求书的名称保持一致，法规司已同意该调整申请。
2.主要工作过程2019年6月，编写组针对本标准的结构、技术指标形成初稿。
2019年9月19日在2018年、2019年度气象观测类山洪标准化建设项目中期检查活动上，汇报了标准的编制情况，观测司同意标准名称调整。
10月在标准化信息网上提出调整名称申请，12月法规司批准。
起草组经多次讨论与修改，对技术指标进行深入讨论，同时学习了相关国家标准，确定本标准在技术指标提出及检验规则方面与相关标准协调，修改了部分表述。
于2019年12月提交征求意见稿，开始征求意见。
3.标准主要起草人及其所做的工作本标准主要起草人：任晓毓，杨荣康，郭启云，蔺汝罡，杨国彬，曾杨。
主要分工如下：任晓毓，负责组织标准的技术讨论、起草标准文本和编制说明，协调起草组成员的工作。
杨荣康，负责制定标准框架结构、对技术内容审定、把关。
郭启云，负责对标准文本进行核对，修改标准文本。
蔺汝罡、杨国彬、曾杨，负责收集、整理有关资料和文献，汇总处理专家征求意见，并对标准文字进行校正。
二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1. 标准编制原则本标准充分借鉴和参考了相关国家标准，使本标准的内容具有科学性、通用性，参考的标准包括：GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB/T 2423.17—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾GB/T 2423.24 环境试验第2部分：试验方法试验Sa 模拟地面上的太阳辐射及其试验导则GB/T 2423.37—2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验L：沙尘GB 4962-2008 氢气使用安全技术规程GB 5080.5-1985 设备可靠性试验成功率的验证试验方案GB/T 9414.3—2012 维修性第3部分验证和数据的收集、分析与表示GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验要求GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.6 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验GB/T 25292-2010 电气设备安全设计导则GB/T 31162-2014 地面气象观测场（室）防雷技术规范2. 确定标准主要内容的论据本标准规定了自动放球系统的要求、检验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
常规高空气象探测规范(试行)(2003版)
常规高空气象探测规范（试行）（2003版）中国气象局监测网络司2002年11月目录第一章总则…………………………………………………………………………( 1 ) 第二章高空气象探测站……………………………………………………………( 1 ) 第三章探测装备……………………………………………………………………( 2 ) 第四章设备维护检测………………………………………………………………( 4 ) 第五章高空气象探测技术人员……………………………………………………( 4 ) 第六章探测前准备工作……………………………………………………………( 4 ) 第七章施放及探测…………………………………………………………………( 5 ) 第八章数据处理……………………………………………………………………( 6 ) 第九章编制月报表…………………………………………………………………( 13 ) 第十章台站质量控制………………………………………………………………( 13 ) 第十一章高空气象探测网质量保证体系……………………………………………( 14 ) 第十二章资料传送和管理……………………………………………………………( 14 ) 附录一：高空探测常用计算公式和参数……………………………………………( 16 )附录二：存盘数据文件名及内容与格式……………………………………………( 26 )第一章总则59型探空仪—701二次测风雷达探测系统已工作了近四十年，在我国气象事业发展中起到了重要的作用。
随着气象现代化进程和电子技术的发展，电子探空仪—L波段二次测风雷达、GPS高空气象探测系统已开始投入业务使用。
为了更好地发挥新系统的作用，特制订本规范。
1.1常规高空气象探测是指采用气球自由升空方式对自地球表面到几万米高度空间空气运动的状态（风向、风速）和气象要素（气压、温度、湿度）的变化进行探测、收集、处理的活动和工作过程。
应用全自动GPS探空系统实现常规高空气象观测自动化
应用全自动GPS探空系统实现常规高空气象观测自动化作者：孙克敏张云飞陈杨来源：《吉林农业》2017年第08期摘要：近些年来，我国已建设完成120部L波段雷达探空系统，实现了观测数据采集、监测和集成的自动化。
但充灌及施放气球还是人工操作，大风及暴雨等恶劣天气施放气球极其困难，本文将全自动GPS探空系统和L波段雷达探空系统完美结合，从灌球施放到整理记录，全程实现常规高空气象观测的自动化。
关键词：自动化；结合；使用方法；存在问题；解决方法中图分类号： P412.27 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.15.045L波段雷达探空系统在我国已布设成功，它不仅提高了我国高空气象观测业务质量和观测精度，而且实现了观测数据采集、监测和集成的自动化，但在充灌及施放气球领域还没有实现自动化，大风及雷雨天人工施放气球成功率还很低。
在此基础上，我站将全自动GPS探空系统的自动放球部分和L波段探空系统释放软件完美结合，实现了充灌及释放气球自动化，减少或免除了台站人员的劳动强度，获得的气象探测资料也更精准，大大提高了探测高度及时空密度，全程实现了常规高空气象观测的自动化与现代化。
1自动放球系统的功能及使用方法自动放球系统主要功能是控制远端站按规定的程序完成自动放球任务。
自动放球系统首先录取超声测风仪数据，决定是否具备放球条件。
条件具备时依次实施的过程是：控制室空调的控制、气源压力的检测及切换、分度转台转动、探空仪检测、电动窗开启/闭合、探空仪加载、探空气球充气、挡风顶盖转动/开启、探空气球及探空仪的施放、顶盖闭合及转盘装置复原、充气释放机构退位、系统恢复到下次放球等待状态。
在自动放球系统运行过程中，传感器自动检测各机械位置、氢气泄漏量以及充气量的控制等。
当机械位置状态检测值超过允许阈值时，自动放球系统自动停止运行，并显示报警信息，提示操作员处理方法。
2与L波段探空雷达配合完成气球释放的具体步骤首先用L波段探空终端完成探空仪基值测定操作，然后将GTS1-2型探空仪与放线器及安装基座相连接，固定在自动放球系统的数控转台上，设置好气球充气量后，进行自动运行操作。
GPS高程测量规范讲解
在（网络）RTK测量时，应及时检验成果精度和可靠 性，外业检验可以采用与已知点成果对比检验、对同 一点重复测量检验、已知基线长度测量检验、不同参 考站观测同一测点检验等。
2.9成果资料提交
GPS高程测量技术设计书； GPS观测数据； GPS成果表（含正常高）； GPS高程测量技术总结； GPS高程测量检查验收报告。
International Terrestrial Reference Frame JSCORS-江苏省全球导航卫星连续运行参考站综合服务系统
Jiangsu Continuously Operating Reference Stations
2.5 GPS高程测量参考基准
坐标系： 广播星历-WGS84
1.6 审查
2008年5月23日，省标准化专业技术委员会邀请相关专 家组成《GPS高程测量规范》审查委员会，对标准送 审稿进行审查。
标准审查委员会对地方标准提出审查及评价意见，形 成审查纪要。
1.7 报批
2008年5月底，《GPS高程测量规范》报批稿上报国家 质量技术监督局和国家测绘局进行审核备案。
收机检定规程 全球定位系统城市测量技术规程
2.3术语和定义
似大地水准面
由地面沿垂线向下量取正常高所得的点形成的连续曲 面。
高程异常
似大地水准面至平均地球椭球面的距离。
GPS高程测量
利用GPS卫星定位技术测定点位大地坐标，利用似大 地水准面成果和点位坐标获得该点的高程异常，根据 大地高和高程异常求解点位的正常高。或在小区域范 围内，采用GPS高程拟合方法计算得到点位的正常高。
GPS正常高差代替水准高差情况一览表
GPS网等级
GPS高空探测系统功能规格需求书中国气象观测网
附件1北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统功能需求书中国气象局综合观测司二〇一二年九月前言为规范北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统的研制和生产，中国气象局综合观测司组织中国气象局气象探测中心编写了《北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统功能需求书》。
本需求书针对综合应用北斗和GPS导航卫星双模的高空气象观测体制，主要提出了系统的总体要求、结构与组成、基本功能、技术性能。
系统的研制、生产和使用必须遵从本功能需求书。
本功能需求书解释权归中国气象局综合观测司。
目录1 总体要求 (1)2 系统组成 (1)2.1 探空仪 (2)2.2 地面信号接收和处理设备 (3)3 系统功能 (3)3.1 探空仪 (3)3.2 地面信号接收和处理设备 (4)3.3 软件系统 (4)3.3.1 放球操作 (5)3.3.2 探空数据处理 (5)4 技术性能及其指标要求 (5)4.1 工作频段 (5)4.2 观测范围 (6)4.3 测量范围和最大允许误差 (6)4.3.1 探空仪定位 (6)4.3.2 风矢量速度 (6)4.3.3 气温 (6)4.3.4 相对湿度 (6)4.3.5 气压 (6)4.3.6 风向 (7)4.3.7 风速 (7)4.4 探空仪 (7)4.4.1 结构要求 (7)4.4.2 测量传感器 (8)4.4.2 测风模块 (8)4.4.3 发射机 (8)4.4.4 数据传输速率 (9)4.4.5 电池 (9)4.5 地面信号接收处理设备 (9)4.5.1 天线类型 (9)4.5.2 天线抗风能力 (9)4.5.3 接收灵敏度 (9)4.5.4 电源 (9)4.5.5 电源适应性 (9)4.5.6 接收设备与天线距离 (9)4.5.7 计算机 (9)4.5.7 连续工作时间 (10)4.6 探空仪检测箱 (10)4.7 可靠性和维修性 (10)4.7.1 可靠性 (10)4.7.2 维修性 (11)4.8 电气安全性 (11)4.9 电磁兼容性 (11)4.10 环境适应性 (12)4.10.1 工作环境 (12)4.10.2 系统贮存环境 (12)4.10.3 运输和振动 (12)4.11 软件系统 (13)4.11.1动态链接库调用 (13)4.11.2 放球操作 (15)4.11.3 探空数据处理 (16)5 技术文件和资料 (19)1 总体要求北斗-GPS高空气象观测系统应集成北斗和GPS导航双模测风体制，能够按照《常规高空气象观测业务规范》要求，完成高空气象观测任务，总体要求包括：系统能在恶劣天气环境中完成正常探空业务。
卫星导航探空仪功能规格需求书
卫星导航探空仪功能规格需求书综合观测司2020年8月编写说明本功能规格需求书针对综合应用卫星导航的高空气象探测体制，规定了卫星导航探空仪的总体要求、结构与组成、基本功能、技术性能，适用于基于卫星导航定位系统探空仪的设计、生产和产品检验。
目录1 原理与组成 (4)1.1 概述 (4)1.2 组成 (4)2 功能 (4)2.1 测量要素 (4)2.2 初始化和参数设置 (5)2.3 数据采集 (5)2.4 数据处理 (5)2.5 数据存储 (5)2.6 数据传输 (5)2.7 数据质量控制 (5)2.8 状态监控 (6)2.9 远程配置 (6)2.10 校准或定标 (6)2.11 控制指令及数据格式 (6)3 测量性能 (6)3.1 工作频段 (6)3.2 探测范围 (6)3.3 静态测量性能 (7)3.4 动态测量性能 (7)3.5 信号编码及调试发射性能 (8)3.6 近程无线通信性能 (9)3.7 供电 (9)3.8 采样时间准确度 (9)3.9 体积和重量 (9)3.10 功耗 (9)4 可靠性指标 (10)4.1 贮存可靠性 (10)4.2 施放可靠性 (10)5 环境适应性指标 (10)5.1 气候条件 (10)5.2 机械条件 (10)6 电磁兼容 (10)7 安全要求 (10)7.1 安全标识 (10)8 外观及结构 (10)8.1 外观 (10)8.2 结构形式 (11)8.3 探空仪接口 (11)8.4 机械强度 (11)9 材料与表面处理 (11)10 包装、运输和标识 (11)10.1 包装 (12)10.2 运输 (12)10.3 标识 (12)附录 A （规范性附录）探空仪数据格式 (13)卫星导航探空仪功能规格需求书1 原理与组成1.1 概述卫星导航探空仪指采用北斗和GPS双模卫星导航定位系统进行定位和测速的探空仪。
为满足高空气候观测的应用需求，引领技术进一步发展，除常规天气应用需求外，本需求书提出Ⅰ型探空仪为，以满足高空气候观测的需求；Ⅱ型探空仪为满足常规气象探测需求探空仪。
常规高空气象探测规范(试行)
八、实时探测数据处理
• 地面层要素值 –施放瞬间值作为地面层要素值。在气温低于10℃时，取探空仪测得的湿度值为湿度瞬间值。 • 探测原始数据的处理 –探测原始数据是指地面接收设备直接接收到的 未经任何人工或计算机自动质量控制的来自升 空仪器的压温湿及测风数据。 –原始数据存储、存储格式（附录2）
• 数据的质量控制 –自动质量控制 ，根据曲线的正常趋势，剔 除明显错误值，并对曲线进行适度光滑。 –人工质量控制，当接收信号不好，原始数据 很乱时，自动质量控制结果可能明显有问题。 操作员可以在自动质量控制后或在自动质量 控制前，启动人工质量控制模块，删除野值 点。 • 探测系统测量误差订正
八、实时探测数据处理
• B) 在150hPa－40hPa之间选第二对流层顶： • 情况一：如果不存在第一对流层顶 温度垂直递减率≤2℃/km的最低高度， 假如此高度以上2km及以内的任何高度与此 高度间的平均温度垂直递减率也都≤2℃/ km ，则此最低高度应选为第二对流层顶。
八、实时探测数据处理
八、实时探测数据处理
八、实时探测数据处理
图例中，37m/s的 风层虽不满足 “其最大风速与 前一大风区后出 现的最小风速之 间的差值在10m/s 或以上”的选取 条件，但因其是 记录中的最大风 速，也选为最大 风层。
八、实时探测数据处理
如左图例所示：当大风区跨越500hPa时，即使 最大风层在500hPa以下，也应选取为最大风层。
• 优化数据 • 建立准确、优化基本数据文件 • 计算规定输出数据 –规定等压面为：1000，925，850，700，600， 500，400，300，250，200，150，100，70， 50，40，30，20，15，10，7，5hPa。 （当 某规定等压面在测站拔海高度以下时，不计 算。）
新一代天气雷达系统功能规格需求书.doc
2.8 新一代天气雷达系统是 21 世纪初期气象部门天气雷达站网的主要设备，在 充分引用国外先进技术的同时，应充分注意到元器件的国产化，要按照国家现行 标准来购置系统所需的元器件。专用件自行制作时也要按照国内有关标准，保证 新一代天气雷达系统元器件的供给，尤其是主要消耗性器件要国产化，确保新一 代天气雷达系统在气象业务中长期地使用。
33雷达各分机性能指标331天线罩334发射机射频损失双程引入波束偏差引入波束展宽直径03db2800mhz00300310?12m抗风能力阵风60ms能工作80ms天线不受损坏332天线反射体直径8?9m增益44db2800mhz波束宽度10第一旁瓣电平29db远端付瓣10以外40db极化方式线性水平馈线损耗15db333天线伺服装置天线扫描方式ppirhi体扫任意指向ppi0?360连续扫描速度为天线扫描范围速度rhi2?30往返扫描速度为体积扫描由一组ppi扫描构成个ppi仰角可预置a预置全自动天线控制方式b人工干预自动c本地手动控制天线定位精度方位仰角均应02天线控制精度方位仰角均应01天线控制字长14角码数据字长140?36s可调0?12可调最多可到30650kw发射窄脉冲宽度发射宽脉冲宽度脉冲重复频率157ys47ys300?1300hz窄脉冲参差重复频率比发射占空比速调管寿命发射机输出端极限改善因子发射机频谱特性335接收机含数字中频频综短期1ms频率稳定度adc速率动态范围噪声系数最小可测灵敏度相位编码接收机输出336系统相位噪声015
中国气象局综合观测司关于印发地面气象智能测量仪等20种观测装备功能规格需求书的通知
中国气象局综合观测司关于印发地面气象智能测量仪等20种观测装备功能规格需求书的通知
文章属性
•【制定机关】中国气象局
•【公布日期】2024.05.11
•【文号】气测函〔2024〕97号
•【施行日期】2024.05.11
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】气象预报
正文
综合观测司关于印发地面气象智能测量仪等20种观测装备功
能规格需求书的通知
气测函〔2024〕97号各省（区、市）气象局，各直属单位：
为推进地面气象观测智能化发展，我司组织制定了智能气温测量仪等20种智能观测装备功能规格需求书，现予以印发,请遵照执行。
附件：1.智能二维超声风测量仪功能规格需求书
2.智能称重式降水测量仪功能规格需求书
3.智能地温测量仪功能规格需求书
4.智能翻斗式雨量测量仪功能规格需求书
5.智能风测量仪功能规格需求书
6.智能光合有效辐射测量仪功能规格需求书
7.智能红外温度测量仪功能规格需求书
8.智能能见度测量仪功能规格需求书
9.智能气温测量仪功能规格需求书
10.智能气压测量仪功能规格需求书
11.智能全天空成像仪功能规格需求书
12.智能湿度测量仪功能规格需求书
13.智能视程障碍测量仪功能规格需求书
14.智能雪深测量仪功能规格需求书
15.智能长波辐射测量仪功能规格需求书
16.智能蒸发测量仪功能规格需求书
17.智能直接辐射测量仪功能规格需求书
18.智能紫外辐射测量仪功能规格需求书
19.智能总辐射测量仪功能规格需求书
20.智能集成处理器功能规格需求书
中国气象局综合观测司
2024年5月11日。
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附件1北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统功能需求书中国气象局综合观测司二〇一二年九月前言为规范北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统的研制和生产，中国气象局综合观测司组织中国气象局气象探测中心编写了《北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统功能需求书》。
本需求书针对综合应用北斗和GPS导航卫星双模的高空气象观测体制，主要提出了系统的总体要求、结构与组成、基本功能、技术性能。
系统的研制、生产和使用必须遵从本功能需求书。
本功能需求书解释权归中国气象局综合观测司。
目录1 总体要求 (1)2 系统组成 (1)2.1 探空仪 (2)2.2 地面信号接收和处理设备 (3)3 系统功能 (3)3.1 探空仪 (3)3.2 地面信号接收和处理设备 (4)3.3 软件系统 (4)3.3.1 放球操作 (5)3.3.2 探空数据处理 (5)4 技术性能及其指标要求 (5)4.1 工作频段 (5)4.2 观测范围 (6)4.3 测量范围和最大允许误差 (6)4.3.1 探空仪定位 (6)4.3.2 风矢量速度 (6)4.3.3 气温 (6)4.3.4 相对湿度 (6)4.3.5 气压 (6)4.3.6 风向 (7)4.3.7 风速 (7)4.4 探空仪 (7)4.4.1 结构要求 (7)4.4.2 测量传感器 (8)4.4.2 测风模块 (8)4.4.3 发射机 (8)4.4.4 数据传输速率 (9)4.4.5 电池 (9)4.5 地面信号接收处理设备 (9)4.5.1 天线类型 (9)4.5.2 天线抗风能力 (9)4.5.3 接收灵敏度 (9)4.5.4 电源 (9)4.5.5 电源适应性 (9)4.5.6 接收设备与天线距离 (9)4.5.7 计算机 (9)4.5.7 连续工作时间 (10)4.6 探空仪检测箱 (10)4.7 可靠性和维修性 (10)4.7.1 可靠性 (10)4.7.2 维修性 (11)4.8 电气安全性 (11)4.9 电磁兼容性 (11)4.10 环境适应性 (12)4.10.1 工作环境 (12)4.10.2 系统贮存环境 (12)4.10.3 运输和振动 (12)4.11 软件系统 (13)4.11.1动态链接库调用 (13)4.11.2 放球操作 (15)4.11.3 探空数据处理 (16)5 技术文件和资料 (19)1 总体要求北斗-GPS高空气象观测系统应集成北斗和GPS导航双模测风体制，能够按照《常规高空气象观测业务规范》要求，完成高空气象观测任务，总体要求包括：系统能在恶劣天气环境中完成正常探空业务。
系统采用通用化、系列化、组合化设计，降低系统的复杂程度。
系统安装、调整、标定和校正方便，维修维护简便易行。
系统须选用合格的耐老化、抗腐蚀、电气绝缘的材料和元器件，材料和元器件须经过严格检验和老化筛选处理，并采用降额使用的方法提高可靠性。
系统的焊缝整齐平滑，无焊渣、气孔，铆接牢固、可靠，无歪斜、松动，连接件、紧固件无锈、无损、无松动、无变形等缺陷，结构件的表面须经涂、敷、镀等工艺程序，具有耐潮、防霉、防盐雾等性能。
系统软件设计符合相关标准要求，软件结构便于修改和维护，操作界面简明，方便使用，易于学习。
系统各部件颜色应协调，不应有影响读数和观察的缺陷。
软件系统要求运行稳定、可靠，界面直观友好，操作简便快捷，自动化程度高，允许人工介入各种处理过程，提供强大的数据恢复、备份、联网能力，输出的气象产品能够满足业务要求。
数据处理方法严格遵循中国气象局的《常规高空气象观测规范》，在生成常规业务产品的基础上，满足其它业务和科研的观测数据产品需求。
2 系统组成北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统由北斗GPS导航测风探空仪（以下简称探空仪）、地面信号接收处理设备和探空仪检测箱三部分组成，如图1所示。
其中各部分具体组成如下：2.1 探空仪探空仪由包括北斗-GPS 信号接收和处理电路模块（测风模块）、温度和湿度测量元件、信号采集和转换模块及数字编码和调制模块（内嵌气压传感器）、发射机和电池等组成。
具体如图2所示：图1 北斗-GPS 导航卫星高空气象观测系统组成示意图2.2 地面信号接收和处理设备地面信号接收和处理设备包括探空仪信号接收和解调单元、导航卫星信号接收机、数据终端处理单元、传输接口、探空仪检测箱等。
采用在线UPS电源与市电一起不间断供电。
其组成用图3表示。
其中，探空仪检测箱所采用的温度和湿度标准器为铂电阻通风干湿表，气压标准器采用硅压阻压力传感器。
检测箱用电机带动风扇形成气流循环，为保证测试室温度、湿度的稳定性和均匀性，整个风道为上下型回流式风洞结构，其测试室和湿度控制室分别置于环形通风道的上、下面。
3 系统功能3.1 探空仪3.1.1 温湿度测量。
探空仪温湿度测量元件安装在探空仪盒体伸出的支架上，温度、湿度测量元件的测量数据通过数据采集模块应能转换为数字信号送至信号编码调制模块。
3.1.2 气压测量。
北斗-GPS导航卫星高空气象观测系统主要采用卫星定位测量高度反算气压，为满足用户精细化探测的需求，搭载气压传感器，同步从地面至100hPa进行观测。
3.1.3 探空仪校准信息。
存储于探空仪的器件中，并在地面基测时传送给地面接收终端。
3.1.4 风及空间位置的测量。
探空仪由安装在探空仪上的测风模块接收和处理北斗-GPS导航卫星定位信息，并接收卫星时间信息、卫星位置信息和卫星信号状态信息等，实时确定探空仪飞行轨迹上每秒间隔的三维坐标和三维速度，相关信息通过编码调制模块传送给发射机发回地面，经地面信号接收和处理设备进行后续计算。
3.1.5 信号传输。
发射机将经过调制的载波信号通过功率放大器放大，经发射天线将放大后的射频信号向地面接收处理设备发送。
3.2 地面信号接收和处理设备3.2.1 地面信号接收处理设备通过探空仪信号接收天线、探空信号接收和解调装置，接收和解调探空仪发射信息，获取以下信息：（1）探空仪随施放时间变化的三维坐标和三维速度；（2）探空仪传感器测量到的温度、湿度和气压原始数据，以及探空仪状态信息原始数据。
3.2.2 地面信号接收处理设备通过导航卫星接收天线接收导航卫星定位信息，获取地面信号接收和处理设备的位置信息和时间信息；3.2.3 数据终端处理单元采用高档微机，其配置满足信号接收、数据存储及处理需求，接口通用。
通过搭载软件系统，实现探空数据编辑、报文产品生成等功能，并通过I/O接口及附属设备，实现人机交互以及产品显示和传输等功能。
3.2.4 地面信号接收处理设备配有探空仪检测箱，用于探空仪施放前的基值测定，以判定探空仪的测量性能是否合格，并对合格的探空仪提供温度和湿度修正值，同时提供反算气压用的地面基准气压值。
3.2.5 地面信号接收处理设备有维修检查接口及维修调试软件，故障隔离到电路板级；具有故障自检和报警功能，能在显示器的窗口画面上显示故障类型和故障部位。
3.3 软件系统软件系统功能主要包括放球操作和数据处理功能。
具体如下：3.3.1 放球操作3.3.1.1 根据《常规高空气象观测业务规范》要求，具有地面信号接收处理设备对台站参数、地面参数、设备参数等设置和参数调用功能。
3.3.1.2 具有地面信号接收处理设备操作、运行状态监控功能。
3.3.1.3 具有探空仪信号接收、解调和计算机自动预处理（粗大误差自动剔除、自动数据插值替换、数据误差订正、数据平滑等数据预处理）功能。
3.3.1.4 根据《常规高空气象观测业务规范》要求，具有包括温度、湿度、气压、高度、风向风速、探空仪状态信息、卫星定位信息等的图形和数字显示功能，支持实时人工数据编辑和人机互动。
3.3.1.5 具备数据安全保护功能，能定时备份存储数据，并在系统“死机”时支持系统重启后恢复放球操作。
3.3.1.6根据《常规高空气象观测业务规范》要求，在探空完成后将经处理（自动预处理和人工二次处理）后的观测数据，形成标准数据文件。
保存未经订正处理的、经过预处理的和进行了人工二次处理的所有数据；3.3.2 探空数据处理针对经动态链接库预处理和人工二次处理后的标准数据文件，根据《常规高空气象观测规业务范》中的数据处理方法对探空数据进行显示、删除、修改、处理等工作，软件还应提供人机交互手段，操作员能够以人工介入的方式处理各种数据，在此基础上生成要求的报文，并完成文件打印和上传。
具体功能包括3.3.2.1 对标准数据文件的秒数据和相关参数信息进行再次编辑处理功能。
3.3.2.2 针对3.3.2.1编辑处理后的数据进行探空数据处理和产品生成。
3.3.2.3 报表生成和数据通信功能。
3.3.2.4 图形显示功能。
3.3.2.5打印、窗口查看、快捷操作和帮助查询等辅助功能。
4 技术性能及其指标要求4.1 工作频段P波段（401 MHz～406 MHz）及其他气象仪器可用频段。
频谱应与GNSS兼容。
4.2 观测范围最大观测高度：≥36 km；最大观测斜距：≥200 km。
4.3 测量范围和最大允许误差4.3.1 探空仪定位测量高度范围：0～36km水平最大允许误差：±10 m；垂直最大允许误差：±20 m。
4.3.2 风矢量速度测量高度范围：0～36km水平分量（南北和东西）最大允许误差：±0.2m/s。
4.3.3 气温测量范围：+50℃～-90℃；最大允许误差：50℃～-80℃：±0.2℃；-80℃～-90℃：±0.3℃。
4.3.4 相对湿度测量范围：0～100% RH；最大允许误差：±3%RH。
4.3.5 气压采用导航卫星提供的高度计算以及气压传感器观测两种方式联合观测，高度反算气压时以探空仪检测箱提供的地面气压值为基准点计算气压值。
高度反算气压：测量范围：1060 hPa ～1 hPa，最大允许误差：具体见表1。
气压传感器观测（用户可选项）：指标应用范围：1060 hPa ～100hPa最大允许误差：１hPa表1 高度反算气压指标高度（km）位势高度最大允许误差（gpm）气压最大允许误差（hPa）1 15 1.53 15 1.56 20 1.510 30 1.516 60 120 100 124 100 0.532 120 0.24.3.6 风向测量高度范围：0～36km测量范围：0°～360°；最大允许误差：±3°（风速大于3m/s）。
4.3.7 风速测量高度范围：0～36km测量范围：0～150 m/s；最大允许误差：±0.3 m/s。
4.4 探空仪4.4.1 结构要求4.4.1.1 探空仪测量元件的安装应牢固、可靠,探空仪处于水平、垂直、倒置、旋转运动时均应能保持其测量性能。