氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)亩ㄐ蕴骄縚第1頁
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文檔簡介

1、<p>  氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)亩ㄐ蕴骄?lt;/p><p>  [摘 要]本研究主要討論氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境對信號傳輸?shù)挠绊懀治鰠^(qū)域氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)囊蛩?,以及地面常?guī)站氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)囊蛩兀⑨槍@些影響因素找出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方法。 </p><p>  [關(guān)鍵詞]氣象觀測設(shè)備;運行環(huán)境;影響;信號傳輸;定性研究 </p>

2、<p>  中圖分類號:S161 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)34-0367-01 </p><p><b>  1.前言 </b></p><p>  近年來,我國氣象觀測事業(yè)取得了飛速發(fā)展,地面氣象觀測設(shè)備也日益增加,設(shè)備維護的任務(wù)越來越重。這就要求氣象業(yè)務(wù)檢測人員具有較高的業(yè)務(wù)水平,他們不僅僅要能夠熟練掌握氣象設(shè)備維修技

3、術(shù),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(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)囊蛩匾约懊娉R?guī)站氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)囊蛩兀⑨槍@些影響因素找出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方法。 </p><p>  2.區(qū)域氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)囊蛩?</p><p>  2.1 大氣環(huán)境變化 </p><p>  區(qū)域氣象觀測設(shè)備無線傳輸主要使用GPRS的方式。通

4、信信號在空間傳播的過程中,會與大氣中的氣體分子產(chǎn)生相互作用?,F(xiàn)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(zhuǎn)、電離層閃爍、大氣閃爍、大氣折射等因素的影響。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(diào)制后,大氣湍流噪聲將會明顯增強,接收信號噪聲比減少,模

5、擬調(diào)制的大氣無線通信噪聲隨之增大,導(dǎo)致數(shù)字無線通信的誤碼率增加。 </p><p>  2.2 電磁干擾環(huán)境 </p><p>  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(馬達、機器)會帶來嚴(yán)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(wǎng)絡(luò)。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(jù)電磁場規(guī)律向四周空間發(fā)射。 </p>

6、<p>  3.地面常規(guī)站氣象觀測設(shè)備運行環(huán)境影響信號傳輸?shù)囊蛩?</p><p>  3.1 電纜感應(yīng)電動勢 </p><p>  有線傳輸?shù)姆绞绞乾F(xiàn)在地面氣象觀測站主要采用的觀測方式。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通于整個地面,其設(shè)備電源線與通信電纜線在井中進行平行鋪設(shè)。當(dāng)線路中的信號以數(shù)字信號的方式進行傳輸時,根據(jù)數(shù)字信號的原理與

7、其無噪聲、抗干擾能力強的特點,線路中所產(chǎn)生的感應(yīng)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、連貫的高低電平波形特點,它會受到感應(yīng)電動勢的影響。值得注意的是,當(dāng)?shù)孛嬗^測站的供電系統(tǒng)接入當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)電網(wǎng)時,電壓峰值將會呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài),農(nóng)業(yè)電的電壓也很難達到標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致磁通量變化顯著。傳感器通信線和電源線平行鋪設(shè),當(dāng)兩條線路都出現(xiàn)老化現(xiàn)象,并且傳感器通信線受到外界因素的影響而發(fā)生擺動時,信號的

8、傳輸會受到極大干擾。 </p><p>  3.2 地線導(dǎo)致的電磁干擾 </p><p>  當(dāng)?shù)鼐€存在阻抗時,便會造成電磁干擾。電流流過底線的同時,會產(chǎn)生一種電壓,這就是地線噪聲。在此電壓的驅(qū)動下,地線會產(chǎn)生環(huán)路電流,形成地環(huán)路干擾。當(dāng)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(dāng)電流通過地線時,地線上會立即產(chǎn)生電流。如果電流較大,那么電壓也會很大。當(dāng)?shù)鼐€周圍啟

9、用大功率電器時,地線中會產(chǎn)生強大的電流,這個電流會在兩個設(shè)備的連接電纜上產(chǎn)生電流,每根導(dǎo)線上的電流不相同,由此會產(chǎn)生一定的電壓差,從而對電路造成影響。 </p><p>  4.影響信號傳播的因素的解決策略 </p><p>  4.1解決環(huán)境干擾源影響通信傳輸?shù)膶Σ?</p><p>  在設(shè)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(shè)備的信號收發(fā)。因此

10、,在設(shè)備的設(shè)計過程中,要加強設(shè)備物理層,讓它具有較大的差錯控制碼,可以糾正少量的非持續(xù)性錯誤,其次,要在應(yīng)用層進一步采用差錯控制協(xié)議來解決傳輸錯誤的問題,例如可以采用適當(dāng)?shù)闹貍鞔胧?。設(shè)備運行環(huán)境中,由于設(shè)備濾波器帶外抑制的限制以及干擾源本身的原因,會產(chǎn)生互調(diào)、諧波、雜散等無用信號,信號的強度不僅與干擾源本身的質(zhì)量有關(guān),還與兩個因素有關(guān):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(shè)備收發(fā)信機空間隔

11、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(nèi),就會對其造成干擾。區(qū)域氣象觀測設(shè)備對外來干擾的承受力主要受兩個因素的影響,其一為設(shè)備本身信號的強度,設(shè)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(shè)備維修過程中,首先要能夠有效保障觀測設(shè)備自身的信號強度,其次,要大力排除周邊信號的干擾。 </p><p>  4.2解決地線電磁干擾影響通

12、信傳輸?shù)膶Σ?</p><p>  對于地面有線純數(shù)字傳輸,要采用多種方式解決隨機差錯。在一樣的測量條件之下,對同一個量值要進行多次反復(fù)準(zhǔn)確的測量,但是仍然會存在某些偶然的因素使測量產(chǎn)生誤差。單次測量的隨機誤差不存在規(guī)律,多次測量遵循統(tǒng)計規(guī)律,通過對測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理,能夠在理論上消除對測量結(jié)果的影響。在實際測量的過程中,要對某一個存在誤差的數(shù)值進行多次單要素測量,通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方式分析處理測量到的數(shù)據(jù)。在檢測站

13、的硬件建設(shè)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(yīng)部分設(shè)計為一個高頻截止器件,電磁干擾濾波器的其他部分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:(1)采用適當(dāng)?shù)慕拥胤绞綔p少相互干擾電路共用數(shù)字電路、地線的現(xiàn)象。(2)減小公共地線部分的抗阻,當(dāng)公共地線部分的抗阻減小以后,電壓也會隨之減小,從而能夠達到控制公共抗阻耦合的目的。 </p><p><b&g

14、t;  結(jié)束語 </b></p><p>  當(dāng)?shù)孛鏆庀笤O(shè)備在工作過程中發(fā)生障礙時,應(yīng)該從多方面,多角度進行分析。大家比較容易忽視抽象運行環(huán)境的干擾。對于無線傳輸?shù)母蓴_問題,應(yīng)該積極主動與當(dāng)?shù)匾苿庸?yīng)商進行協(xié)商,減少該區(qū)域內(nèi)的信號干擾。在地面觀測站的建設(shè)過程中,要充分考慮電磁干擾的因素,避免電源電纜與通信電纜共用地。其次,還需要積極排除周圍環(huán)境的干擾因素。 </p><p>&

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