Основные виды систем сбора метеорологических данных

Система сбора данных (ССД) — комплекс средств, предназначенный для работы совместно с персональным компьютером, либо специализированной ЭВМ и осуществляющий автоматизированный сбор информации о значениях физических параметров в заданных точках объекта исследования с аналоговых и/или цифровых источников сигнала, а также первичную обработку, накопление и передачу данных [6].

По способу сопряжения с компьютером системы сбора данных можно разделить на:

• — системы сбора данных на основе встраиваемых плат сбора данных со стандартным системным интерфейсом (наиболее распространен — интерфейс PCI);
• — системы сбора данных на основе модулей сбора данных с внешним интерфейсом (RS-232,RS-485,USB, UART);
• — системы сбора данных, основанные на магистрально-модульном сборе.

По способу получения информации они делятся на:

• — сканирующие;
• — мультиплексные (многоточечные);
• — параллельные;

Сканирующий принцип построения систем сбора данных используется там, где надо измерить поле распределения параметров: тепловизор, аппарат УЗИ, томограф используют для получения первичной информации именно ССД сканирующего типа.

Параллельными системами сбора данных следует считать системы сбора данных на основе интеллектуальных датчиков, каждый такой датчик по сути одноканальная система сбора данных со специализированным интерфейсом.

Мультиплексная (мультиплексорная) система сбора данных имеет на каждый измерительный канал индивидуальные средства аналоговой обработки сигнала и общий для всех каналов блок аналого-цифрового преобразования. Наибольшее распространение в настоящее время имеют именно мультиплексные системы сбора данных.

Внедрение системы сбора данных в предприятия метеообеспечения ГА позволяет решить следующие задачи [4]:

• — обеспечение требуемой оперативности процесса сбора данных от момента появления новой потребности в отчетной информации до полного сбора и консолидации данных со всех источников;
• — снижение объема ручного труда по заполнению и контролю отчетных форм за счет предоставления развитых средств контроля первичных данных и автоматического заполнения форм;
• — предоставление развитых средств контроля за соблюдением установленного порядка подготовки и сбора отчетности;
• — ведение и распространение для всех участников системы сборы единой нормативно-справочной информации, используемой в процессе распространения и сбора отчетной информации;
• — предоставление оперативного доступа к актуальной и достоверной информации всем заинтересованным лицам в соответствии с их правами и обязанностями.

Автоматизированные метеорологические информационно-измерительные системы в основном различаются от:

• — типа применяемых датчиков (отечественные или зарубежные);
• — протоколов обмена и передачи метеоинформации;
• — способа передачи информации (радиоканал или проводная система).

Основой метеоинформации, используемой для метеообеспечения предприятий ГА, служат результаты наблюдений за метеовеличинами и их характеристиками, представляющими собой показатели состояния и развития физических процессов в атмосфере.

Методика выполнения наблюдений изложена в [7]. Программа метеонаблюдений для метеообеспечения взлета и посадки воздушных судов ГА включает следующие виды наблюдений:

• — за атмосферным давлением (только инструментальные);
• — за температурой и относительной влажностью воздуха (только инструментальные);
• — за скоростью и направлением ветра у земли и на высотах (только инструментальные);
• — за облачностью (за высотой нижней границы облаков (ВНГО) — инструментальные и визуальные, за количеством и формой облаков — визуальные);
• — за метеорологической дальностью видимости (МДВ) (визуальные);
• — за метеорологической оптической дальностью (МОД) (инструментальные);
• — за осадками (за количеством, интенсивностью и продолжительностью — инструментальные и визуальные, за видом осадков — визуальные);
• — за атмосферными явлениями: туманом, дымкой, метелями, шквалами, грозами, гололедно-изморозевыми отложениями (инструментальные и визуальные).

Состав метеооборудования, используемого для метеообеспечения ГА, определяется классом аэродрома и программой наблюдений. В состав метеооборудования входят следующие технические средства (ТС):

• — первичные измерительные преобразователи, СИ, датчики АМИИС;
• — вторичные измерительные преобразователи (блоки управления и преобразования (БУП), контроллеры, интерфейсные блоки, адаптеры и т. д.) электрических сигналов первичных измерителей метеовеличин в форму, пригодную для дальнейшей автоматизированной (автоматической) обработки в центральном устройстве с целью получения метеоинформации;
• — центральные устройства, реализующие алгоритмы, в которых заложены методики выполнения измерений (МВИ) метеовеличин и получение на их основе метеоинформации, а также протоколы обмена и передачи метеоинформации;
• — ТС, реализующие интерфейс пользователя (визуализация метеовеличин метеоинформации в удобной для использования форме);
• — ТС архивации метеоинформации;
• — ТС кодирования и передачи метеоинформации;
• — вспомогательные устройства, обеспечивающие необходимые условия для измерений и обслуживания.