王寒傲

摘要：科学技术的进步带动了地面气象观测技术的飞速发展，自动化机器设备逐渐成为气象观测系统运行的主要载体。自动气象观测系统是一种被应用在机场空管气象的助航设备，该系统内配置了传感器，分布范围广，可以大大提高自动气象观测系统运行的稳定和可靠性。本文主要对数字集群通信技术在自动气象观测系统中的应用进行分析，通过数字集群通信技术概念介绍，无线通信系统和数字集群通信系统对比来探究其应用效果。

关键词：空管;数字集群通信技术;自动气象观测系统;应用

引言：

随着现代科学技术的发展，地面气象观测要素已经发生了较大的变化，地面气象观测工作人工控制系统已经被自动化系统代替，各种自动化气象设备已经投入到了观测系统的运行中。自动气象观测系统主要由日常业务自动站、区域自动站、自动土壤湿度仪器等组成，随着系统的升级和改造，现代化通信技术也被应用在了气象预测系统中，促使气象观测系统逐渐向着智能化、数字化、集成化的方向发展。

一、数字集群通信技术概念

数字集群通信技术是数字集群通信系统运行的重要组成部分，其通过数字时分多址技术集合而成的一种专项通信系统，其通过技术服务平台为多群组提供调度服务、数据传递服务、全双工移动电话服务等。且该系统可应用程度高、通信質量好、组网方式多样，已经被广泛应用到世界航空领域，取得了较大的成效。自动气象观测系统运行需要有多种场外探测设施，该系统因为数据传输效率高，可以被应用在自动气象观测系统中，但是其因为无限频道空间不足，在自动气象观测系统设施配置时，需要根据实际情况科学配置资源，以此保证满足通信要求。数字集群通信系统控制对象主要分为承载业务和用户移动端业务，用户可以根据数据传输方式实现多点对接，对于自动气象观测系统而言，其主要通过点对点的方式。

二、自动气象观测系统运行原理

对于自动气象观测系统而言，因为检测环境范围的特殊性，民航气象自动观测系统设备配置主要配置在沿跑道范围附近，这些设备远离观测中心，比如，根据中国民用航空局空管行业管理办公室颁布的《民用航空机场气象台建设指南》（AP-117-TM-2012-01）中规定，“云高仪应当安装在机场中指点标台内，如果不能安装在中指点标台内，可安装在跑道中线延长线 900 至 1200 米处”，这些设备因为探测环境的限制，无法使用有线通信系统，需要建设无线通信系统，以此降低建设成本，提高使用效率，无线通信系统也可以应用在一些地形条件复杂的地区。一些机场为了确保数据稳定传输，采用有线、无线互为备份的方式进行数据传输。自动气象观测技术主要由计算机和网络技术组成，其主要应用在机场建设中的气象条件观测中，其通过有线无线双线路的网络可以对机场气象条件进行智能监测，并实时传输数据，为机场建设提供天气预报信息、气候条件分析情况、飞行气象条件等。其主要在无人监控状态下通过无线传感器位置点设置，自动是机场地面的各种气象要素信息进行采集，通过无线通信方式传输到网络节点中。网络节点在联节通信和GPRS通信中将采集的数据传送到机位中进行处理，专业人员通过计算机编程对数据进行统计学计算，并计算出数据平均值和方差，以此对各种异常数据进行分类、排除、处理，最终获取高精度的气象数据，确保测量结果精准、可靠。后期工作人员可以将处理后的数据传送到观测中心中，通过显示器和无线通信设备对数据进行输送[1] 。

三、数字集群通信技术在自动气象观测系统中的具体应用

（一）区域自动站的建设

区域自动站是数字集群通信系统的一部分，其主要有传感器、采集器、太阳能、无线通信模块等设备组成，其中无线通信技术是GPRS技术的专用模块，该自动站和其他通信设备构成了无线通信运行系统。该技术可以保证运行系统的安全、稳定，其功能多，可以解决自动气象观测站的气象数据传输问题。GPRS无线业务由CRS衍生而来，在全球移动通信系统的基础上被研究实现，可以对海量化的气象数据业务进行自动分组。

（二）数字集群通信技术应用概述

数字集群通信技术因为优势显著，已经被广泛应用在航空领域，早期，我国济南机场的建设初期，最先应用了数字集群技术，在此影响下，该技术已经在我国民航机场建设中得到了有效应用。其可以促使机场气象观测系统设备在复杂的无线电环境下保持较高的无限频率，且该技术在运行时，不需要借助其他通信服务，其性能和功能已经大大超过了一些移动通信设备。该技术主要应用在民航机场无线通信中，通过数字集群通信技术，促使自动气象观测系统实时、高效的传输数据，有效节约了资源、通信电缆安装成本，另外该技术也可以促使自动气象观测系统有效传输信息备份，大大保障了系统运行稳定和安全[2] 。

（三）无线数据传输设计应用方案

数字集群通信技术在自动气象观测系统中的具体应用主要表现在自动观测系统中的各种场外数字集群通信系统移动终端设备传感器连接中，通过使用数字通道确保场外传感器实现无线传输。该方法既可以作为场外传感器常用方法，也可以作为备用方法，为了确保有线通信和无线通信之间数据的实时转换，可以采用中央处理器单元和通信服务器作为常用设备进行连接配置。终端设备技术指标包括：信道间隔、输出功率、接收机静态和动态敏感度等，场外设备运行条件较为复杂，因此在工作机型配备时，需要选择场外宽温的设备，根据规定调式温度范围。场内工作机型配备时一般选择普通型号，其常常安设在供电机房中，以此保证供电稳定，场外终端供电一般选择性能高的宽温工作电源，以此保证场外终端供电稳定。对于多线路供电，自动气象观测系统传感器传输效率高，通过增加数据格式可以自动切换供电设备，并在数字集群通信系统下实现多路复用发送功能。

（四）设计方案应用现状

数字集群通信技术在自动气象观测系统中的应用也可以表现在数据转化设备多路串口单片机配置中，以此通过场外数字传感器将数据直接转化为数字集群通信系统格式中的AT数据报，通过AT数据报终端生成初始数据，以此通过制定程序进行处理。这种多路复用数字集群通信系统终端控制对系统信道的占用，最终减少数据数量，降低系统运行成本。但是在具体设计中需要注意以下问题：第一，要注意每个设备数据的纯熟量，通过计算最大传输量来确定数据节点的传输时间，以此精准计算出探测设备数据通道尺寸;第二，在复用通信通道时，会出现数据阻断现象，因此需要做好防阻断处理工作;第三，为了避免控制中心运行器将需要运输的数据作为复用数据进行处理，需要设置自动删除模块，以此在多点数据运输时可以生成协议头[3] 。

（五）注意事项

因为机场环境条件的复杂，导致机场自动气象观测系统通信设施复杂、线路多、数据传输量大，在远离机场的地方需要建立指点标台、安装云高仪设备，这些设备外型大，安装时需要占用大量的民用土地，会涉及一些土地权益问题，如果问题得不到处理，会对通信管线布设带来一定的难度。另外，机场在建设施工时，地下的一些管线设施会受到施工影响，如果通信线路受到影响，直接对自动气象观测系统造成一定的影响，因此需要技术人员综合考虑以上问题，加强对数字集群通信技术的研究和应用，以此保证自动气象观测系统的稳定运行。

四、结束语

综上所示，自动气象观测系统运行环境复杂，为了确保系统数据传输、供电等功能的安全和稳定，需要将数字集群通信技术应用在自动气象观测系统运行中，以此通过设备控制、方案设计等，有效解决无线数据传输问题。

参考文献

[1] 王静. 350兆数字集群系统在公安无线通信中的应用分析[J]. 中国新通信， 2019， 021（010）：219.

[2] 黄杨晖， 石海健， 袁乃华，等. 数字集群通信系统中的终端接入方法和装置：， CN105451359B[P]. 2020.

[3] 黄勇. 简述数字集群通信系统在地铁通信中的应用[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2020， No.325（07）：47-47.