[發明專利]一種具有多傳感器的積雪深度測量的觀測檢驗方法技術領域

在審

• 申請號: 202011610639.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112729202A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張鑫;雷勇;曹曉鐘;汪洲;黃劍釗;宋樹禮;嚴國威;龐文靜;霍延風;黃子芹;劉志邦
• 申請（專利權）人: 中國氣象局氣象探測中心
• 主分類號: G01B21/18
• 分類號: G01B21/18;G01D21/02;G01W1/14;G01M9/06;G01M9/04
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 梁晨

本發明公開了一種具有多傳感器的積雪深度測量的觀測檢驗方法，該方法使用多種手段，檢測與驗證測試對象的基本性能并確定精度、儀器校準存在的問題，測量已知風向、風速影響的測量偏差以及確定測量偏差是否在制造商提供的功能規格需求書范圍內，確認被測雪深傳感器運行期間受環境溫度變化的影響是否滿足功能規格需求書要求。

技術領域

本發明涉及氣象領域，具體為一種具有多傳感器的積雪深度測量的觀測檢驗方法。

背景技術

固態降水是自動傳感器觀測和測量較為復雜的參數之一。降水量測量一直是許多研究工作的主要內容，但關于描述自動傳感器精確測量固態降水的技術，可靠性的程序和性能標準方面的信息還是有限的。

最近，使用積雪深度自動測量儀器測量降水數據的臺站逐步增加，并且出現在許多新的應用中。此外，現代數據處理能力，數據管理和數據同化技術為更好的評估和錯誤分析提供了手段。在過去的幾年里，在不同的地方部署和測試了各種自動雪深測量系統或儀表，以利用它們的效率和更加客觀的測量結果。

超聲波雪深傳感器測量超聲波脈沖的發送和接收之間的時間間隔。此測量用于確定傳感器與被測表面之間的距離。聲學雪深測量技術的性能取決于空氣溫度，超聲傳感器需要對空氣中的聲音速度變化進行校正，聲波測距儀的測量不確定度為距離的0.5-1％，在典型條件下會導致雪深測量不確定度在1cm左右。

雪深測量的激光傳感器是幾年前才引進的，目前已經在各個地方進行了測試和使用。激光雪深傳感器利用光電測距原理測量傳感器與雪表面之間的距離。目前大部分的激光雪深傳感器都采用單激光測距儀，這就導致了這種類型的雪深傳感器的一個重要缺陷，即缺乏空間代表性。為了解決這個問題，已經進行了一些試驗和多頭產品測試，包括一個固定的3頭傳感器和掃描激光雪深傳感器，它可以沿圓形路徑掃描多個點。除了激光測距傳感器外，還有其他光學技術能夠測量地面和雪深的狀態。盡管有一些缺點和難度，自動積雪測量技術提供了更加客觀的結果，可以提供連續和實時數據。

市面上生產的雪深傳感器可能存在一些不合格的產品，建立臺站時需要先對傳感器進行性能檢驗，因此，提出有一種具有多傳感器的積雪深度測量的觀測檢驗方法，也可以適用傳感器使用年限過長，定期檢驗，及時排查一些不合格的傳感器對測量結果準確性的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有多傳感器的積雪深度測量的觀測檢驗方法，適用于以下類型的自動雪深傳感器，它采用不同的測距技術，通過傳感器測量從雪表面到傳感器的距離：

a)超聲波型，也稱為聲波測距深度傳感器；

b)包括單點和多點的激光雪深傳感器；

c)其他雪深傳感器。

這種方法主要包括兩個主要測試：實驗室測試和外場測試。實驗室測試包括基本性能測試和各種環境變化下的測試。為了保證雪傳感器在實際中的性能，提出了現場試驗。在外場試驗中，按照到本標準方案中規定的步驟，需考慮自然地面和人造目標表面如雪板。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：本發明提一種具有多傳感器的積雪深度測量的觀測檢驗方法，其特征在于，所述觀測檢驗方法包括基本功能測試，風洞測試，溫試驗箱測試，所述基本性能測試目的是驗證測試對象的基本性能并確定精度、儀器校準存在的問題，所述風洞測試主要是測量已知風向、風速影響的測量偏差以及確定測量偏差是否在制造商提供的功能規格需求書范圍內，所述溫試驗箱測試目的主要為了確認被測雪深傳感器運行期間受環境溫度變化的影響是否滿足功能規格需求書要求。