光學(xué)經(jīng)緯儀觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析與處理

斯蘭芬　吳靜　李敏

摘要 高空氣象觀測(cè)過程中因各種原因會(huì)造成測(cè)風(fēng)資料失測(cè)，為了保證測(cè)風(fēng)資料的完整性及可用性，在實(shí)際工作中需要根據(jù)規(guī)定規(guī)范采用經(jīng)緯儀觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高空風(fēng)資料補(bǔ)測(cè)。文章根據(jù)經(jīng)緯儀補(bǔ)測(cè)方式的不同進(jìn)行相關(guān)分析，并提出處理方法，供同行參考。

關(guān)鍵詞 經(jīng)緯儀觀測(cè);補(bǔ)測(cè)方式;數(shù)據(jù)的輸入;分析與處理

中圖分類號(hào)：TH761.1 文章標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.028

隨著L波段雷達(dá)-GTS1型電子探空儀在全國(guó)范圍的推廣應(yīng)用，探測(cè)質(zhì)量有了大幅度的提升。然而，雷達(dá)故障或其他原因可造成測(cè)風(fēng)資料失測(cè)，致使測(cè)風(fēng)資料的完整性及可用性降低[1-3]。為了提高測(cè)風(fēng)資料的完整性及可用性，在實(shí)際工作中，根據(jù)規(guī)范規(guī)定在正點(diǎn)后75 min內(nèi)采用經(jīng)緯儀進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)測(cè)。根據(jù)不同失測(cè)情況，經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)補(bǔ)測(cè)分為3類。下面將根據(jù)不同情況列出現(xiàn)象，分析原因，得出意見和建議。

1 瞬間或過頂丟球等造成測(cè)風(fēng)資料部分缺測(cè)

由于瞬間丟球或過頂丟球及其他原因造成測(cè)風(fēng)資料部分缺測(cè)時(shí)，可使用經(jīng)緯儀觀測(cè)小球數(shù)據(jù)進(jìn)行高空資料補(bǔ)測(cè)。近地層測(cè)風(fēng)資料失測(cè)（圖1），根據(jù)規(guī)范規(guī)定在規(guī)定放球時(shí)間內(nèi)用經(jīng)緯儀觀測(cè)小球進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，臺(tái)站使用的小球一般是20 g的。根據(jù)天氣情況選擇使用20 g氣球的顏色，把20 g氣象球及其附加物（繩子或繩子和燈籠）進(jìn)行稱重后，到放球軟件或凈舉力查算軟件中查出凈舉大小，根據(jù)查算出的凈舉力進(jìn)行小球充灌。在經(jīng)緯儀架設(shè)好后選擇一個(gè)整分鐘時(shí)間對(duì)小球施放。對(duì)觀測(cè)回來的小球數(shù)據(jù)使用“ZXG01F型光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)”進(jìn)行數(shù)據(jù)接收后保存（注：如果小球觀測(cè)還沒結(jié)束就需要發(fā)TTAA報(bào)文時(shí)，可以啟用經(jīng)緯儀的復(fù)讀功能或隨時(shí)傳輸功能，對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)隨時(shí)進(jìn)行接收）。

1.1 經(jīng)緯儀觀測(cè)小球數(shù)據(jù)讀入的第一種讀取方法

如果L波段雷達(dá)此次觀測(cè)工作還未結(jié)束，可以點(diǎn)擊“L波段雷達(dá)放球軟件”中的“地面參數(shù)”，在彈出的對(duì)話框欄中單擊“補(bǔ)放小球”菜單，輸入球皮及附加物重、施放前后的仰角和方位角、小球的施放時(shí)后，點(diǎn)擊“讀入文件”，找到“ZXG01F型測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”下的“Ldat”文件夾打開，找到當(dāng)時(shí)補(bǔ)放的小球記錄后打開就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)（圖2），然后點(diǎn)擊“確定”按鈕即可。（切記：要使用小球記錄代替L波段雷達(dá)觀測(cè)的測(cè)風(fēng)記錄，則需在發(fā)報(bào)前對(duì)錯(cuò)誤的L波段雷達(dá)測(cè)風(fēng)球坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除），這樣經(jīng)緯儀觀測(cè)的小球記錄計(jì)算出的量得風(fēng)層才能代替錯(cuò)誤的高空風(fēng)。此時(shí)報(bào)文中的觀測(cè)方式將不會(huì)變化（測(cè)風(fēng)發(fā)報(bào)的方式：0表示探空球測(cè)風(fēng);1表示小球測(cè)風(fēng);2無線電經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)或雷達(dá)無斜距測(cè)風(fēng);3表示雷達(dá)測(cè)風(fēng)）。

1.2 經(jīng)緯儀觀測(cè)小球數(shù)據(jù)輸入的第二種方法

如果L波段雷達(dá)觀測(cè)工作已經(jīng)結(jié)束并且已經(jīng)退出放球軟件，則小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可以從“L波段雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件”輸入。輸入的方法：點(diǎn)擊“L波段雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件”中的“探空數(shù)據(jù)處理”菜單，點(diǎn)擊下拉菜中的“補(bǔ)放小球、雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)輸入”，在彈出的對(duì)話框中選擇補(bǔ)放測(cè)風(fēng)方式為“補(bǔ)放小球（用經(jīng)緯儀單獨(dú)補(bǔ)放200 m升速小球）”后確定（圖3a），將彈出“輸入小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)”對(duì)話框（圖3b），后面的操作與1.1一樣。

2 用經(jīng)緯儀與雷達(dá)或探空接收機(jī)同時(shí)跟蹤大球

因雷達(dá)故障或其他原因，致使探空數(shù)據(jù)正常而測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)全部失測(cè)，在放球時(shí)采用經(jīng)緯儀與雷達(dá)或接收機(jī)同步跟蹤大球進(jìn)行測(cè)風(fēng)資料的觀測(cè)。經(jīng)緯儀跟蹤大球時(shí)的觀測(cè)方式與跟蹤小球時(shí)一樣。由于臺(tái)站使用的GYR1型（原ZXG01F）電子式光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀在觀測(cè)的同時(shí)可復(fù)讀上一分鐘數(shù)據(jù)，或與電腦聯(lián)機(jī)進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的隨時(shí)傳輸，為了保證探空TTAA報(bào)文在規(guī)定時(shí)間準(zhǔn)時(shí)發(fā)報(bào)，在經(jīng)緯儀觀測(cè)的同時(shí)可以對(duì)觀測(cè)到的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)輸入。

2.1 經(jīng)緯儀跟蹤大球觀測(cè)數(shù)據(jù)輸入的第一種方法

經(jīng)緯儀跟蹤大球時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)可以從L波段雷達(dá)放球軟件的“球坐標(biāo)曲線”上手動(dòng)修（圖4）。修改方法為：點(diǎn)擊放球軟件中“坐標(biāo)曲線”（圖4a），把鼠標(biāo)放置到要修改的分鐘數(shù)據(jù)坐標(biāo)上后點(diǎn)擊右鍵，在彈出的菜單中點(diǎn)擊“修改球坐標(biāo)數(shù)據(jù)”（圖4b），在彈出的對(duì)話框中輸入經(jīng)緯儀觀測(cè)數(shù)據(jù)保存（其中距離框中輸入為0.000或刪除）后確定即可（圖4c）。

2.2 經(jīng)緯儀跟蹤大球觀測(cè)數(shù)據(jù)輸入的第二種方法

進(jìn)入L波段雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件，點(diǎn)擊“探空數(shù)據(jù)處理”菜單欄中的“補(bǔ)放小球、雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)輸入”，在彈出的“補(bǔ)放測(cè)風(fēng)方式”對(duì)話框中選擇“經(jīng)緯儀仰角、方位數(shù)據(jù)（與雷達(dá)或探空接收機(jī)同時(shí)跟蹤大球）”（圖5a）后確定，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊“讀入文件”，找到經(jīng)緯儀觀測(cè)數(shù)據(jù)的文件名后打開即可讀入經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)（圖5b）。

經(jīng)緯儀跟蹤大球的測(cè)風(fēng)方式，根據(jù)高空風(fēng)報(bào)告電碼（GD-03III）與高空壓、溫、濕、風(fēng)報(bào)告電碼（GD-04III）電碼說明，a4的測(cè)風(fēng)方式將由“3”改為“2”，其他不變。

3 由于雷達(dá)故障或其他原因致使測(cè)風(fēng)資料全部缺失，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)全部用小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)代替

在日常測(cè)報(bào)工作中，有時(shí)會(huì)碰到因雷達(dá)故障探空數(shù)據(jù)正常，而測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)全部失測(cè)的情況發(fā)生后，根據(jù)規(guī)定規(guī)范這種情況不需要重放球，只需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)采用經(jīng)緯儀補(bǔ)放小球，用小測(cè)風(fēng)所得的量得風(fēng)層代替高空風(fēng)量得風(fēng)層即可[4-5]。小球的充灌、施放、小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)輸入方法與1相同。但小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)所得的高空風(fēng)資料根據(jù)規(guī)范規(guī)定不能編入TTAA和TTCC報(bào)告電碼中?？砂碐D-08III碼規(guī)定，另行編發(fā)兩份高空風(fēng)報(bào)文，即PPAA（PPCC部分合并在PPAA中）和PPBB（PPDD部分合并在PPBB中）兩份報(bào)告電碼即可。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis and Processing of Optical Theodolite? ?Observation Data

SI Lan-fen et al （Hetian Meteorological Bureau， Hetian， Xinjiang 848000）

Abstract In order to ensure the integrity and availability of wind data， we will use theodolite observation data to make up the high-altitude wind data in practice. According to the different ways of theodolite supplementary survey， analysis， put forward their own treatment method for peer reference.

Key words Theodolite observation; Supplementary measurement method; Data input; Analysis and processing

基金項(xiàng)目 和田地區(qū)氣象局2019年和田氣象科技與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（HT201906）。

作者簡(jiǎn)介 斯蘭芬（1977–），女，副高級(jí)工程師，主要從事綜合測(cè)報(bào)工作。

收稿日期 2020–06–18