氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的定性探究

1、氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的定性探究 氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的定性探究 摘 要本研究主要討論氣象觀測設備運行環(huán)境對信號傳輸的影響，分析區(qū)域氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的因素，以及地面常規(guī)站氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的因素，并針對這些影響因素找出適當的解決方法。 關鍵詞氣象觀測設備；運行環(huán)境；影響；信號傳輸；定性研究 中圖分類號：S161 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X34-0367-01 1.前言 近年來，我國氣象觀測事業(yè)取得了飛速開展，地面氣象觀測設備也日益增加，設備維護的任務越來越重。這就要求氣象業(yè)務檢測人員具有較高的業(yè)務水平，他們不僅僅要能夠熟練掌

2、握氣象設備維修技術，而且要能夠了解抽象的通信傳輸。本研究主要分析區(qū)域氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的因素以及面常規(guī)站氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的因素，并針對這些影響因素找出適當的解決方法。 2.區(qū)域氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的因素 2.1 大氣環(huán)境變化 區(qū)域氣象觀測設備無線傳輸主要使用GPRS的方式。通信信號在空間傳播的過程中，會與大氣中的氣體分子產生相互作用?，F階段移動通信中的信號頻率所攜帶信息的電磁波波長遠遠長于大氣中氣體分子的尺寸。移動通信信號和氣體分子的相互作用與球形粒子和電磁波的相互作用相似?？紤]到大氣環(huán)境因素，GPRS的傳播會受到法拉第旋轉、電離層閃爍、大氣閃爍、大氣

3、折射等因素的影響。大氣湍流的運動會使得大氣的折射率、溫度、速度變成一種隨機場，通信信號在進行隨機的寄生調制后，大氣湍流噪聲將會明顯增強，接收信號噪聲比減少，模擬調制的大氣無線通信噪聲隨之增大，導致數字無線通信的誤碼率增加。 2.2 電磁干擾環(huán)境 電磁干擾是一種能夠降低信號完好性的電子噪音，通常情況下，電磁輻射發(fā)生源會帶來嚴重的電磁干擾。電磁干擾主要是干擾源通過空間傳播干擾另一個信號網絡。輻射傳輸主要以電磁波的形式進行傳播，其干擾能量主要根據電磁場規(guī)律向四周空間發(fā)射。 3.地面常規(guī)站氣象觀測設備運行環(huán)境影響信號傳輸的因素 3.1 電纜感應電動勢 有線傳輸的方式是現在地面氣象觀測站主要采用的觀測方

4、式。例如華云氣象儀器 CAWS600-SE，它的傳感器與采集器的通信電纜貫穿于整個地面，其設備電源線與通信電纜線在井中進行平行鋪設。當線路中的信號以數字信號的方式進行傳輸時，根據數字信號的原理與其無噪聲、抗干擾能力強的特點，線路中所產生的感應電流可以忽略不計。如果傳感器到采集器之間的信號以模擬信號的形式進行傳輸時，其傳輸信號值具有自然、連貫的上下電平波形特點，它會受到感應電動勢的影響。值得注意的是，當地面觀測站的供電系統(tǒng)接入當地的農業(yè)電網時，電壓峰值將會呈現不穩(wěn)定的狀態(tài)，農業(yè)電的電壓也很難到達標準，導致磁通量變化顯著。傳感器通信線和電源線平行鋪設，當兩條線路都出現老化現象，并且傳感器通信線受到

5、外界因素的影響而發(fā)生擺動時，信號的傳輸會受到極大干擾。 3.2 地線導致的電磁干擾 當地線存在阻抗時，便會造成電磁干擾。電流流過底線的同時，會產生一種電壓，這就是地線噪聲。在此電壓的驅動下，地線會產生環(huán)路電流，形成地環(huán)路干擾。當兩個電路公用一個地線時，會形成一個公共阻來抗干擾。因為地線抗阻的存在，當電流通過地線時，地線上會立即產生電流。如果電流較大，那么電壓也會很大。當地線周圍啟用大功率電器時，地線中會產生強大的電流，這個電流會在兩個設備的連接電纜上產生電流，每根導線上的電流不相同，由此會產生一定的電壓差，從而對電路造成影響。 4.影響信號傳播的因素的解決策略 4.1解決環(huán)境干擾源影響通信傳輸

6、的對策 在設備的實際運行環(huán)境中，許多不同的因素會影響區(qū)域氣象觀測設備的信號收發(fā)。因此，在設備的設計過程中，要加強設備物理層，讓它具有較大的過失控制碼，可以糾正少量的非持續(xù)性錯誤，其次，要在應用層進一步采用過失控制協(xié)議來解決傳輸錯誤的問題，例如可以采用適當的重傳措施。設備運行環(huán)境中，由于設備濾波器帶外抑制的限制以及干擾源本身的原因，會產生互調、諧波、雜散等無用信號，信號的強度不僅與干擾源本身的質量有關，還與兩個因素有關：離工作帶寬越遠，無用信號越??；自身輸出功率越大，無用信號的輸出也越大。除此以外，兩個設備收發(fā)信機空間隔離與工作頻段的間隔都是其干擾的原因。這些無用信號落到區(qū)域氣象站的工作區(qū)域內，

7、就會對其造成干擾。區(qū)域氣象觀測設備對外來干擾的承受力主要受兩個因素的影響，其一為設備本身信號的強度，設備信號越強，受干擾的幾率就越小。其二為干擾信號的大小，干擾信號越小，信號受干擾程度也越低。所以在設備維修過程中，首先要能夠有效保障觀測設備自身的信號強度，其次，要大力排除周邊信號的干擾。 4.2解決地線電磁干擾影響通信傳輸的對策 對于地面有線純數字傳輸，要采用多種方式解決隨機過失。在一樣的測量條件之下，對同一個量值要進行屢次反復準確的測量，但是仍然會存在某些偶然的因素使測量產生誤差。單次測量的隨機誤差不存在規(guī)律，屢次測量遵循統(tǒng)計規(guī)律，通過對測量數據的統(tǒng)計處理，能夠在理論上消除對測量結果的影響。

8、在實際測量的過程中，要對某一個存在誤差的數值進行屢次單要素測量，通過數據統(tǒng)計的方式分析處理測量到的數據。在檢測站的硬件建設方面，可以將電磁干擾濾波器加載在傳感器通信線兩端，但是要注意成對安裝。電磁干擾器的感應局部設計為一個高頻截止器件，電磁干擾濾波器的其他局部使用電容來分流有害高頻噪聲。消除公共抗阻耦合的方法有：采用適當的接地方式減少相互干擾電路共用數字電路、地線的現象。減小公共地線局部的抗阻，當公共地線局部的抗阻減小以后，電壓也會隨之減小，從而能夠到達控制公共抗阻耦合的目的。 結束語 當地面氣象設備在工作過程中發(fā)生障礙時，應該從多方面，多角度進行分析。大家比擬容易無視抽象運行環(huán)境的干擾。對于無線傳輸的干擾問題，應該積極主動與當地移動供給商進行協(xié)商，減少該區(qū)域內的信號干擾。在地面觀測站的建設過程中，要充分考慮電磁干擾的因素，防止電源電纜與通信電纜共用地。其次，還