地基GPS/MET水汽探測設(shè)備的日常維護(hù)

摘 要：地基GPS/MET水汽探測設(shè)備的投入使用，大大提高了大氣探測自動(dòng)化的技術(shù)水平，是氣象業(yè)務(wù)、科研、服務(wù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。文章根據(jù)GPS/MET水汽探測設(shè)備的工作原理，就GPS/MET水汽探測設(shè)備日常維護(hù)進(jìn)行總結(jié)，為業(yè)務(wù)人員快速排除設(shè)備故障，保證儀器正常工作提供參考。

關(guān)鍵詞：地基；GPS/MET；水汽探測設(shè)備；日常維護(hù)

1 概述

GPS是全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）的縮寫。是美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，在20世紀(jì)60年代首先由美國海軍Transit衛(wèi)星定位系統(tǒng)開始投入運(yùn)行，1967-1969年美國空軍Timation衛(wèi)星第一次利用星載精密時(shí)鐘進(jìn)行被動(dòng)定位，隨后正式開始研發(fā)和布署GPS系統(tǒng)，直至1995年4月開始正式運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是不受時(shí)間和地點(diǎn)影響，具有全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力[1-3]。

隨著GPS技術(shù)的迅猛發(fā)展和成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越寬，首先在美國興起了一門新興邊緣學(xué)科——GPS氣象學(xué)，根據(jù)GPS/MET觀測站的空間分布特點(diǎn)，將GPS氣象學(xué)分為兩類：地基GPS氣象學(xué)（Ground-basedGPS/MET）和空基GPS氣象學(xué)（Space-basedGPS/MET）。

目前，GPS氣象探測已成為世界氣象組織（WMO）21世紀(jì)新的全球綜合高空觀測系統(tǒng)的重要組成部分[4-11]。地基GPS/MET技術(shù)從上世紀(jì)八十年代發(fā)展以來，伴隨GPS的快速發(fā)展，已經(jīng)從科學(xué)研究領(lǐng)域邁進(jìn)日常業(yè)務(wù)運(yùn)行工作。

目前在湖北省范圍內(nèi)已建立了58個(gè)GPS監(jiān)測站，并已投入運(yùn)行，選擇的是徠卡公司和天寶公司的接收機(jī)。赤壁地基GPS/MET水汽探測設(shè)備安裝的是天寶（Trmble）公司生產(chǎn)的TrimbleNetR8型號(hào)接收機(jī)。

2 地基GPS/MET水汽探測設(shè)備工作原理

地基GPS是將GPS接收機(jī)安放在地面上，通過地面的GPS接收機(jī)，從地面固定點(diǎn)測量信號(hào)延遲，得出天頂對流層信號(hào)延遲和延遲的梯度，計(jì)算站點(diǎn)上空的可降水水汽總量。地基GPS探測技術(shù)由于能夠提供高時(shí)間密度、高空間密度的大氣水汽總量信息，給精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)提供了有力的基礎(chǔ)。將在短臨預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)分析及數(shù)值預(yù)報(bào)方面產(chǎn)生積極影響。

3 地基GPS/MET水汽探測設(shè)備的日常維護(hù)

地基GPS/MET水汽探測設(shè)備的維護(hù)是一項(xiàng)非常重要的工作，設(shè)備主要包括觀測墩柱、GPS天線、雷電保護(hù)器、接收機(jī)、UPS電源和通訊設(shè)備（圖1為赤壁站現(xiàn)用地基GPS/MET水汽探測系統(tǒng)）。由于觀測墩和GPS天線都安裝在觀測場外，站點(diǎn)周圍盡量要視野開闊，天頂范圍無遮擋[12-13]。除了要注意站點(diǎn)周圍的環(huán)境變化，清潔天線罩灰塵及雜物，察看天線罩是否完好外，還要檢查各設(shè)備之間的連接是否有松動(dòng)，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)及時(shí)修復(fù)。定期清掃機(jī)房灰塵，不要在接收機(jī)上放置任何物體。在日常工作中主要針對電源、通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星跟蹤情況等進(jìn)行維護(hù)。

3.1 電源維護(hù)

當(dāng)NetRS接收機(jī)電源指示燈都滅掉，表明電源中斷，要隨時(shí)檢查GPS接收機(jī)已是否連接電源，否則會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)無法工作。

3.2 通訊網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

主要檢查GPS接收機(jī)與省局GPS數(shù)據(jù)服務(wù)器連接是否正常。直接利用計(jì)算機(jī)檢查，ping接收機(jī)和服務(wù)器IP，檢查網(wǎng)絡(luò)連接正常。瀏覽器登錄接收機(jī)查看連接情況，是否存在端口沖突。

這是一次由網(wǎng)絡(luò)故障引起的實(shí)例：2015年6月18日10時(shí)00分（北京時(shí)）發(fā)現(xiàn)本站GPS/MET設(shè)備出現(xiàn)異常，無觀測資料上傳。檢查情況為：接收機(jī)電源燈正常，通過電腦Ping接收機(jī)，能夠Ping通，局域網(wǎng)工作正常；ping省局服務(wù)器IP不通后，確認(rèn)本站路由器故障，直至夜間更換新的路由器后，GPS/MET設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，采集傳輸資料也恢復(fù)正常。

3.3 GPS/MET衛(wèi)星跟蹤情況檢查

NetRS接收機(jī)跟蹤雙頻信息，設(shè)備正常情況下L1，L2通道對應(yīng)都有信噪比（SNR）顯示。可通過訪問接收機(jī)web頁面查看，如果L1，L2的SNR數(shù)值顯示為“-”，顯示衛(wèi)星跟蹤存在故障。處理方法：查看接收機(jī)至衛(wèi)星天線電纜連接接口是否松動(dòng)；固件升級(jí)。

當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障后，臺(tái)站人員除了要及時(shí)判斷排查故障外，應(yīng)馬上處理并通過電話向本單位主管領(lǐng)導(dǎo)和上級(jí)業(yè)務(wù)管理部門；故障不能恢復(fù)時(shí)應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)填寫《GPS/MET故障報(bào)告書》，故障排除后，除將故障的處理情況上報(bào)上級(jí)業(yè)務(wù)管理部門外，并在臺(tái)站進(jìn)行記錄備案。

4 結(jié)束語

電源、通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障要及時(shí)排查處理，日常維護(hù)工作能防止設(shè)備因斷電或網(wǎng)絡(luò)等的原因造成設(shè)備工作不正常。

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