GPS高空探测系统功能规格需求书-中国气象观测网.pdf

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1、- 1 - 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 二一二年九月 - 1 - 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。 - 1 - 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

2、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

3、 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 - 2 - 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、 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 - 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

5、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

6、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 - 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

7、示意图 - 3 - 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

8、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。 - 4 - 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

9、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

10、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

11、件系统功能主要包括放球操作和数据处理功能。具体如下： - 5 - 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

12、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

13、。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。 - 6 - 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

14、高度范围： 036km 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： 036km 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： 0100% 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

15、， 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： hPa - 7 - 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 1.5 3 15 1.5 6 20 1.5 10 30 1.5 16 60 1 20 100 1 24 100 0.5 32 120 0.2 4.3.6 风向 测量高度范围： 036km 测量范围： 0360； 最大允许误差： 3（风速大于3m/s） 。 4.3.7 风速 测量高度范围： 036km 测量范围： 0150 m/s； 最大允

16、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。 4.4.1.2 湿度测量元件安装在防护罩里, 以防止雨滴、云滴的溅落和太阳直接辐 射。防护罩内通风应良好 , 元件所在位置应与外界环境条件一致。 4.4.1.3 探空仪盒具有保温功能，在整个施放持续时间內，盒内电路板和元器件 的温度不低于 25，不高于 50。 4.4.1.4 探空仪的外壳应采用暗光材料，以减少对温度测量元件的辐射；其系留 支撑应有足够的强度，以免施放时或飞行过程中被拉断。 4.4.1.5 探空仪

17、在移动、运输、贮存过程中应对探空仪盒采取有效保护。在施放 - 8 - 时温度和湿度测量元件支架能伸展到规定位置并被锁定, 测量元件支撑在探空仪 盒的上方 , 与盒的轴线保持适当的夹角, 其距离使测量元件少受探空仪表面辐射热 的影响。 4.4.1.6 探空仪盒应方便装放探空仪；为检查、调节探空仪所开的观察、调节 孔在操作完毕后应能方便地覆盖。 4.4.2 测量传感器 温度、气压和湿度测量元件测量性能应符合4.3.1 4.3.5 的要求；其综合输 出值应为数字量。 4.4.2 测风模块 4.4.2.1 测风模块应为 GPS 和北斗双模接收解算模块，至少应具有同时接收和处 理 12 颗北斗卫星和 1

18、2 颗 GPS卫星信号的能力，并能将其规定参数发回地面，以 便进行卫星位置显示；数据采集部件应预留不少于两个数字或模拟通道。 4.4.2.2 测风模块应具有根据卫星信号质量优选出四颗以上用于对探空仪定位 卫星的能力，并能将被选卫星以其他卫星不同的标志发回地面。 4.4.2.3 测风模块的输出应为数字量，并应能与探空仪的信息兼容，以便与探空 仪信号一起排序对发射载波进行调制。 4.4.2.4 测风模块的工作性能应符合以下要求： （1）冷启动定位时间： 3min； （2）热启动定位时间： 1min （3）重新获捕时间： 1s； （4）数据更新时间：每秒一次。 4.4.3 发射机 4.4.3.1 发

19、射频率连续可调， 步进 1kHz。探空仪应提供相应串口由地面接收终端 发送指令进行频率设置； 4.4.3.2 平均发射功率： 120mW 200mW ； 4.4.3.3 发射体制：连续载波数字调频GFSK ； 4.4.3.4 发射谱宽： 50kHz（50dBc） ； 4.4.3.5 载波频率温度稳定性：探空仪在温度9050变化条件下，中心频 率允许偏移 20 kHz； - 9 - 4.4.3.6 发射时间间隔：每秒一次。 4.4.4 数据传输速率 2400bps。 4.4.5 电池 采用干电池供电，放电持续140 分钟，不低于规定电压最小值（工作状态， 温度30） 。 4.5 地面信号接收处理

20、设备 4.5.1 天线类型 观测系统的地面信号接收处理设备应采用全向天线，无伺服系统，天线应置 于天线罩内，以防止大风和锈蚀。 4.5.2 天线抗风能力 天线（探空仪信号接收天线和导航卫星信号接收天线）在风速30 m/s 时应能 正常工作，阵风 50 m/s 时没有永久性变形。 4.5.3 接收灵敏度 优于 115dbm （载噪比为 12dB时） 4.5.4 电源 地面信号接收处理设备应配有在线式UPS电源，维持系统工作时间不低于2 小时。 4.5.5 电源适应性 电源电压单相 220V 、频率 50Hz，在电源电压变化 10 15，频率变化 3时，系统能正常工作。 4.5.6 接收设备与天线

21、距离 地面信号接收处理设备天线（探空仪信号接收天线和导航卫星信号接收天线） 与室内分机的连接电缆长度不小于50m 。 4.5.7 计算机 地面信号接收和处理设备数据终端为高档微机，用于完成地面接收和处理系 统控制、探空信号接收和解调、人机交互、产品数据处理和显示，并用于设备运 - 10 - 行状态监测和报警，符合以下要求： （1）硬件基本配置 CPU ：Pentium M 2.6GHz； 内存 ：2GB DDR DRAM； 硬盘： 250G/7200/SATA2 ； 集成主板： 2 USB；RJ45 LAN接口； 显示器： 19 LCD ； 安装结构： 192U机架。 （2）系统环境 操作系统

22、： Windows XP中文版或 Windows 7，及其后续视窗操作系统； 开发环境： MS VC+ 6.0 以上； IE6.0 以上浏览器。 （3）软件配置 安装且能稳定运行北斗 -GPS导航卫星高空气象观测软件系统。 4.5.7 连续工作时间 24 小时。 4.6 探空仪检测箱 探空仪检测箱按照电子探空仪地面检测箱功能需求书的功能和技术要求 执行。 4.7 可靠性和维修性 4.7.1 可靠性 4.7.1.1 观测系统各部分所用的电路元器件和测量器件应经过老化筛选，并采用 降额使用的方法提高可靠性。 4.7.1.2 整机所用电子元器件的可靠性指标应符合相关手册的要求，没有可靠性 指标的电子

23、元器件不应采用，探空仪、地面信号接收处理设备和探空仪检测箱设 计时的可靠性预计值至少应大于技术指标规定值的三倍。 4.7.1.3 探空仪的贮存时间为24个月，在储存有效期内，其失效率0.10。 - 11 - 4.7.1.4 地面信号接收处理设备的连续工作时间应不小于24h，平均故障间隔次 数(MTBF) 20 次。 4.7.1.5 探空仪检测箱的连续工作时间应不小于30min，平均故障间隔时间 MTBF( 1) 应不低于 1000h； 4.7.2 维修性 4.7.2.1 承制方应提供维修手册，其内容包括： （1）工作原理和结构概述； （2）电气原理图、装配图和元件明细表； （3）常见故障和排除

24、方法； （4）测量元件更换和校准方法。 4.7.2.2 观测系统的设计应遵循维修可达性、方便性和快速性原则；尽量采用积 木式结构和标准化、具有互换性的部件提高维修性水平。 4.7.2.3 采用设置测试点的方法减少维修中查找故障的时间，故障平均修复时间 MTTR 应不超过 30 min 。 4.8 电气安全性 4.8.1 观测系统的所有仪器、设备的电气、电子器件、组件的连接应牢固，在运 输和搬运时不应有接触或碰撞的可能。 4.8.2 地面信号接收处理设备和检测箱外壳带电应不超过36 V；电源线与机壳之 间的电阻在室内正常环境条件下应大于10M在湿热环境条件下应不大于2 M。 4.8.3 地面信号

25、接收处理设备的天线支架和外壳应配有接地线，接地电阻应不大 于 4。 4.9 电磁兼容性 系统的电磁兼容性设计满足GJB151A要求。包括采用综合有效措施抑制系统 自身产生和来自周围环境的电磁干扰；对市电电源采取滤波和抑制措施，防止电 源波动和脉动干扰；保证系统各组成单元在预定的电磁环境中协调工作。 - 12 - 4.10 环境适应性 4.10.1 工作环境 4.10.1.1 探空仪 高温： 50； 低温： -90； 湿热： 95（35） ； 淋雨：可承受直接降水； 气压： 1060 hPa5 hPa。 4.10.1.2 地面信号接收处理设备 高温：室外部分50，室内部分 30； 低温：室外部分

26、 -40，室内部分 10； 湿热： 95%RH （35） ； 低气压：不低于 650 hPa。 4.10.1.3 探空仪检测箱 高温： 40； 低温： 10； 湿热： 90% （35） ； 低气压：不低于650 hPa。 4.10.2 系统贮存环境 低温： -50 高温： 60 。 湿热： 95 %RH （40 ） 。 4.10.3 运输和振动 4.10.3.1 振动 用振动试验设备，加速度29.4m/s 2，频率 10Hz20Hz，持续时间 30min。 4.10.3.2 运输 用模拟运输试验台，加速度29.4m/s 2，频率 4Hz，持续时间 2h。 - 13 - 4.11 软件系统 软件

27、系统界面及功能设计统一，系统调用各型号探空仪承制方提供的用于解 算探空仪所测气象信息和地面信号接收处理设备控制的专用数据解析动态库，以 供地面信号接收处理设备的控制和探空仪信号接收解调，在此基础上，完成放球 操作和探空数据处理。具体要求如下： 4.11.1动态链接库调用 软件通过对动态链接库调用实现探空系统放球操作，对专用数据解析动态库 要求具体如下： 4.11.1.1探空系统的专用数据解析动态库以打包的形式调用，其输出格式和波特 率应符合高空气象观测业务应用软件输入输出接口的规定。 4.11.1.2接收的探空仪数据包括温度、气压、湿度、导航卫星对探空仪的定位数 据和状态信息监控数据等应进行同

28、步接收，并在信号到达解析动态库的瞬时加入 数据处理计算机给出的时间，数据间隔应不大于1.0s ，时间数据至少应提供一位 小数。 4.11.1.3应完成探空仪气压、温度、湿度观测数据接收、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, 同时，能够输出未进行 处理的原始探空数据。 4.11.1.4应具备根据卫星状态信息数据对测风数据进行自动剔除的功能。 4.11.1.5解析动态库输入应为99Byte 的二进制码，要求探空仪按照观测数据和校 准数据两种编码格式发送，具体格式见表2 和表 3；波特率为 2400bps。 4.11.1.6能解析软件对地面信号接收处理设备功能调

29、用，包括天线控制、地面定 位信息信号调用等。 表 2 探空仪观测数据编码格式 字节位置定义说明 码组标识符帧头 采集板编码探空仪识别码 9 数据包标识0：探空仪校准数据，1：观测数据； 10 UTC时间 : 小时Hour 11 UTC时间 : 分钟秒数据为0599（扩大 10 倍），占10 位，需要与分 - 14 - 12 UTC时间 : 秒 钟的字节合并，分钟为059，占 6 位，将秒的2 位移 至分钟的第78 位上。 13 定位状态0/1 14-17 经度- to （正数表示东经，负数表示西经） 18-21 纬度- /2 to /2 （正数表示北纬，负数表示南纬） 22-25 海拔0600

30、000（比例因子是10） 26-27 北向速度比例因子为100，分辨率为0.01m/s ，范围是 -327.68m/s到 327.67m/s 。 28-29 东向速度 30-31 垂向速度 32 卫星数接收到卫星数（GPS+BD 最多 24） 33 HDOP 定位精度因子（饱和值为25.5 ，即如果大于25.5 时， 输出值为25.5 。其比例因子是10） 34 卫星状态信息包编号状态信息包编号和参与解算卫星数（暂定分8 组） 35-46 卫星状态信息 一组 3 个卫星，每组4 字节（包括卫星号、是否参与 计算、载噪比、仰角和方位）。 47-66 PTU数据 67 电压监控电池电压等 68 盒

31、内温度监控 69-85 预留预留 16 字节 86-97 校验预留 98-99 校验和 字尾（ 16 比特校验和为无符号短整型数，其为所有信 息字节（包括帧头）求和，忽略超出16 位的进位和溢 出。低字节先发，高字节后发。） 注：1）字节 34- 卫星状态包编号表示本数据包中卫星状态信息的编号（3bit ） ，从 0 开始， 要发送 24 颗卫星的状态信息，则该编号为07；以及参与解算卫星数（5 位） ； 2）字节35-46 卫星状态信息中，共三组，每组四字节，第一字节中7bit表示卫星 号（其中 GPS的卫星号为132，北斗 2 的卫星号为实际卫星号50。 ） ，第 8 个 bit 代表该颗

32、卫星是否参与计算，参与计算则为1，不参与计算则为0；信噪比占用1 个 字节；方位和仰角信息合并占用2 个字节，仰角最大为90，占用 7bit ，方位角最大 为 360，占用 9bit ，需要将方位角的1 个 bit移至仰角所占字节中。 3) 字节 9 数据包标识为探空仪发射两种状态的标识，0 为探空仪校准数据传送给地 面终端的格式；1 为探空仪观测数据传送给地面终端的格式。 4）HDOP（Horizontal Dilution of Precision） ：水平定位精度因子。是描述水平坐标精 度的误差程度，值为纬度和经度误差平方和的开根号值，值越小定位精度越高，最 准确时精度近似1， - 15

33、 - 表 3 探空仪校准数据编码格式 字节位置定义说明 1-4 码组标识符帧头 5-8 采集板编码探空仪识别码 9 数据包标识0：探空仪校准数据；1：观测数据 10-97 探空仪校准数据 98-99 校验和 字尾（16 比特校验和为无符号短整型 数，其为所有信息字节（包括帧头） 求和，忽略超出16 位的进位和溢出。 低字节先发，高字节后发。） 4.11.2 放球操作 软件通过调用动态链接库实现对地面信号接收处理设备的控制和探空仪信号 接收、解调和预处理，在此基础上根据常规高空气象观测业务规范要求，完 成放球操作，具体要求如下： 4.11.2.1具有台站参数设置、地面参数设置、设备参数设置、启动

34、设备、天线控 制等。 4.11.2.2 自动接收和处理探空仪序列号和校准数据； 4.11.2.3 监视设备与计算机之间的通信状态； 4.11.2.4 实现探空系统状态信息和故障显示、报警、定位（声音、图形方式）； 4.11.2.5 完成地面基测和地面瞬时观测数据等人工录入，基测合格判断等功能。 4.11.2.6 实时显示并输出气压计算高度和卫星定位高度反算气压； 4.11.2.7 在放球过程中解调探空仪传送至地面的信息，显示并输出经自动预处理 后的温、压、湿、风和探空仪运行轨迹（升速、经纬度、相对测站位置的投影坐 标和高度）曲线及数据； 4.11.2.8 在放球过程中支持人工修改各种数据； 4

35、.11.2.9 放球过程中自动定时备份数据，支持定时人工干预； 4.11.2.10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； 4.11.2.11支持补放测风球； 4.11.2.12在施放过程中系统“死机”情况下，重新启动后可继续接收信号； 4.11.2.13可自动和手动（或遥控）施放，可进行放球时间订正； 4.11.2.14在规定的接收频率范围内， 能显示工作场所干扰频率和探空仪频率的波 - 16 - 形； 4.11.2.15 监控卫星定位导航状态信息，并通过声音和图形方式进行相应异常情 况报警。 3.3.1.14 根据常规高空气象观测业务规范要求，生成数据文件供探空数

36、据处 理软件调用。 4.11.3 探空数据处理 软件系统在对探空仪原始探测数据进行处理的基础上生成输出产品，具体要 求如下： 4.11.3.1 对标准数据文件的秒数据和参数信息进行再次编辑处理功能。 软件通过数据文件列表选取，针对经动态链接库预处理和人工二次处理后的 实时和历史标准数据文件，根据常规高空气象观测业务规范要求数据处理方 法提供对探空数据进行显示、删除、修改、处理等功能的手段，操作员能够以人 工介入的方式处理各种数据。 具体包括： 1）删除终止后所录取的数据； 2）自动修正探空数据错误； 3）删除（恢复）探空数据； 4）手动修正探空曲线错误； 5）修改探空数据； 6）删除（恢复）球

37、坐标数据； 7）手动修改球坐标曲线； 8）手动修改球坐标数据； 9）删除下沉记录； 10）恢复误删除出的探空、测风数据； 11）探空数据查询； 12）球坐标数据查询； 13）每秒球坐标数据查询； 14）放球前 5min 探空数据查询； - 17 - 15）放球前 5min 每秒球坐标数据查询； 16）放球时间订正； 17）对数据修改后恢复； 18）恢复部分数据文件； 19）查找指定的探空数据文件； 20）将探空仪参数文件复制到硬盘指定位置； 21）产生探空仪参数文件； 22）生成每分钟数据； 23）将经处理后数据和数据文件根据常规高空气象观测业务规范要求， 生成文本文件； 24）产生上传文件（

38、基数据），文件名的定义和文件内容遵照常规高空气 象观测业务规范要求； 25）对两种观测方法（气压传感器和定位高度反算气压）的气压观测数据 进行识别、加权判定和综合处理，获得综合观测的气压数据，该数据可根 据用户需求进行调用和生成报文产品；处理后气压数据在500hPa前后无 气压跳变和不连续现象。 4.11.3.2 探空数据文件处理 针对 4.11.3.1处理后数据，根据常规高空气象观测业务规范要求，提供 完成以下探空数据处理手段。 1）修改地面观测记录表； 2）表格形式显示本时次观测的地面观测记录表及所用探空仪参数； 3）修改探空仪参数； 4）修改数据文件中的仪器器差； 5）修改设备信息参数；

39、 6）生成高空观测记录表； 7）生成任意时刻、高度、等压面气象要素值； 8）生成高空加密观测记录表； 9）生成等间隔高度上的各气象要素值； 10）生成包括逆温层、等温层、零度层、对流层顶、特性点（包括最高、 最低温度、湿度层、风层） 、最大风层、终止层等的特性层观测数据； - 18 - 11）生成包括位势高度、温度、湿度、露点、温度露点差、风等要素的规 定层数据； 12）生成中国气象局业务和科研需要或其它用户需要的产品。 4.11.3.3 报表生成和数据通信功能 提供自动或手工生成中国气象局和WMO 要求提供的标准格式的高空气象观测 报文、报表的功能，并通过数据通信手段完成上传。具体要求包括：

40、 1）生成探空、测风报文； 2）将报文以文本形式保存到指定目录，并支持台站根据自己情况， 决定发报 方式； 3）生成缺测报文； 4）生成高空压、温、湿记录和气候月报表； 5）增加、修改高空压、温、湿记录和气候月报表； 6）高空风记录月报表； 7）增加、修改高空风记录月报表； 8）产生高空气象资料信息化模式文件； 9）生成标准探空资料文件月总汇； 10）生成标准风资料文件月总汇； 11）生成高空测报质量考核表； 12）生成台站月值班日志； 13）提供将文件传送至指定位置（本地或异地）的功能。 4.11.3.4 图形显示功能 能以图形的方式显示探空、测风数据。具体要求包括： 1）显示艾玛图； 2）

41、显示风随高度变化曲线； 3）显示探空曲线； 4）显示气球飞行轨迹； 5）显示气球高度飞行轨迹； 6）显示气球升速曲线； 7）显示定位高度和气压高度误差曲线； 8）处理前、后探空曲线对比图； - 19 - 9）处理前、后探空曲线对比图； 10）处理前、后球坐标曲线对比图； 11）显示球坐标（表数据）曲线； 4.11.3.5 打印、窗口查看、快捷操作和帮助查询等辅助功能 为确保软件便捷性，软件应具备打印、窗口查看、快捷操作和帮助查询等辅助 功能。具体要求包括： 1）具备将数据和图形结果的打印功能。 2）数据处理软件主窗口可根据操作员习惯改变，可以编辑工具栏、 窗口栏和 状态栏等； 3）提供快捷键操

42、作，并可根据用户需求进行快捷键调整； 4）提供帮助选项，能够显示软件开发信息和如何使用此软件的帮助信息。 5 技术文件和资料 观测系统在设计定型试验考核前应提供下述文件、图纸、资料： （1）用于承制方设计、生产和质量控制的产品技术规范，按照GB/T1.1 的要 求和格式编写，由中国气象局组织审查后作为产品的部门标准。 （2）系统的技术说明书和使用维护说明书，包括探空仪、地面信号接收处理 设备和探空仪检测箱。 （3）系统各部分产品图纸，包括原理图、机械图和装配图等； （4）系统产品制造工艺文件； （5）可靠性和维修性设计报告； （6）标准化设计和审查报告； （7）研制总结报告和技术总结报告； （8）软件编制说明和测评报告； （9）承制单位质量检验部门的验收报告，包括所采用的标准器、测试设备及 其采用的验收方法和检验规则等。