北斗衛星通信在自動氣象站數據傳輸中的應用

孟徐

摘 要：傳統的無線通信覆蓋面積比較小，尤其是在地理環境比較惡劣的山區，存在大面積的覆蓋盲區，而且還較容易受到自然災害的影響。北斗衛星通信的覆蓋面積廣，而且還具有全天候無盲區的功能。本文主要介紹了北斗衛星通信在自動氣象站數據傳輸中的應用，以及北斗衛星通信的特點。

關鍵詞：北斗衛星通信；自動氣象站；數據傳輸

自動氣象站可以分為有線遙測自動站和無線遙測自動站兩類，有線適用于傳輸距離較近的環境，無線適用于無人區以及偏遠山區等網絡環境較差的地區。氣象數據單位時間內傳輸的數據量雖然不大，但是其安全性能卻是特別好，而且還適用于通信環境差的地區。結合以上特點，我國北斗衛星通信方式是最適合的。

1 北斗衛星通信的特點

北斗衛星通信的特點是覆蓋范圍廣，且安全性能好，沒有通信盲區。用戶終端機按其性能分可以分為指揮型用戶機和普通型用戶機，指揮型用戶機可以向任何下屬下達命令，而且還可以接受所有通信數據，并對其進行數據通信。在其性能上，也有受到限制的地方，例如單次的通信信息容量有限，通信頻度受到控制，在數據發送后沒有通信回執等[1]。

2 北斗衛星通信在氣象數據傳輸應用中的優勢

2.1 實時性

北斗衛星通信的實時性特別強，可以保證每秒200個用戶同時發送通信請求，并且可以在幾秒鐘內同時到達。由于該系統是我國自主研發的，所以我國擁有該系統的完全自主權，在保證了我國用戶的利用不受影響的情況下，在國際上也迅速發展起來，北斗衛星通信系統的氣象數據傳輸業務是可以長期發展下去的。

2.2 抗干擾性

用戶終端外形簡小易于安放，而且安裝簡便。耗電量小，還可在太陽光充足的情況下進行太陽能充電。終端機的抗干擾能力比較強，即使在環境十分惡劣的情況下，也可以正常使用，而且對于通信覆蓋率的問題也能較好的解決。

3 數據傳輸系統的設計在氣象站中的應用

自動氣象站數據傳輸系統的組成，是由一個氣象監控中心和由若干個無人觀測站組成的，采用“多點對一點”的觀測模式，也就是由無人觀測站向氣象監控中心傳輸數據，傳輸方式分為主動自報式和交互查詢式兩種[2]。主動上報式的優勢在于通信的成功率比較高，而交互查詢式的優勢在于其通訊資源的豐富，并且費用較低。根據北斗衛星通訊的特點，應采取主動上報式投入使用，交互查詢式以輔導作用，兩者相結合最終實現氣象傳輸系統的有效使用。

北斗衛星在接收到采集的數據后將其發送到地面站，然后在根據地面站的分類發送到自動氣象站，同時在將所有數據發送到信息中心。衛星地面站可以將所有數據通過遠程發送到相應的用戶機，這樣一來可以提高數據采集的效率及準確度。

氣象傳輸的設計應主要考慮通信與北斗衛星之間的關系。氣象設備傳輸的數據會因為氣象要素的增大而增大，因為數據傳輸系統中的兩個重要指標包括單包數據量和通信頻率。一般情況下，單包數據量是北斗衛星通信量的4倍，對于傳輸頻率的要求相對來說就沒有那么高了。傳輸頻率一般都是以整點為標準或是每十分鐘一上報。綜合所有因素考慮，北斗衛星通信的自動氣象站數據傳輸采用的分針傳輸技術還是不錯的。北斗衛星的民用通用協議中還是存在重發機制的，并且在數據丟失后，其系統沒有回執消息。對于這點，我們在設計系統傳輸的過程中，還要增加數據驗證的功能，用來確保數據的可靠性，以至于實現北斗衛星在自動氣象站的應用。

4 在自動氣象站數據傳輸中的應用效果

隨著我國經濟的迅速發展，人們對于氣象問題的認識度越來越高，對因為氣象問題而頻繁發生的自然災害也越發的無奈，所以在這種情況下，更加要了解氣象的特征，做好事前防護措施[3]。掌握本地氣象規律是當前防范自然災害的主要方法。近幾年來我國由于氣象問題造成的事后損失十分巨大，無論是人力還是財力都損耗的十分嚴重。氣象災害每年都會發生，導致這種災害發生的主要原因還是人們在日常生活中對環境保護工作的不重視。面對這些問題我國采用的通信方式是超短波，但是使用超短波必須在惡劣環境中增加中繼站，中繼站的建立會花費大量的費用，與此同時降低了其可靠性?，F階段隨著北斗衛星通信的廣泛應用，可以借助這個應用平臺，利用北斗衛星雙向短信傳遞功能解決氣象數據的通信問題。

自動氣象站是一個可以自動觀測數據的一個設備，主要由傳感器、電源、通信接口等組成。傳感器主要是將氣象情況轉換成數字的的一種信號的輸入輸出，由敏感元件和轉換器組成。電源是用于給通信設備提供可持續工作電量用的。通訊接口主要用于連接后續通訊標準數據的一種接口。

結束語：在建設氣象設備的過程中，可以發現通信技術是通過不斷完善不斷改進才得以進步的。但是自動氣象站對通信技術的依賴是十分強的，并且為了氣象設備可以更好地發展，應該在建設過程中多參照數據通信系統，以保障可以為其提供充足的數據，北斗衛星通信可以更好地發展。

[參考文獻]

[1]田勇.北斗衛星通信在水文測報數據傳輸中的應用[J].科協論壇（下半月），2013，12（08）：162-163.

[2]伍光勝，李建勇，劉艷中，雷衛延.浪涌氣象數據采集系統及其關鍵技術[J].南京信息工程大學學報（自然科學版），2013，04（04）：336-345.

[3]汪波.用于地面氣象觀測的北斗衛星通信傳輸系統設計與實現[D].北京郵電大學，2012.