5《民用航空气象 第5部分设备技术要求修订校对稿》0325.docx

1、5民用航空气象 第5部分设备技术要求修订校对稿0325MH中国民用航空总局 发布2008-04-01实施2008-01-28发布民用航空气象第5部分：设备技术要求Civil aviation meteorologyPart 5：Equipment technical requirement（修订校对稿）（本稿完成日期：2008-03-18）MH/T 4016.52008代替MH/T 4016.4-2004中华人民共和国民用航空行业标准ICS 07.060A 47备案号：目 次前 言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 自动气象观测系统 14.1 基本组成 14.2 传感

2、器种类 14.3 传感器技术指标 14.4 数据采集处理器（主机和观测终端） 34.5 用户显示终端 45 自动气象站 45.1 基本组成 45.2 传感器 45.3 数据采集处理器（主机和观测终端） 45.4 数据采集单元 45.5 数据处理单元（主机和观测终端） 45.6 用户显示终端 46 机场终端区多普勒天气雷达 46.1 分类 46.2 基本组成 46.3 总体技术参数 46.4 数据采集处理系统 56.5 产品生成和输出系统 66.6 用户终端 76.7 监控和标定系统 77 边界层风（温）廓线雷达 87.1 基本组成 87.2 总体技术参数要求 87.3 天馈部分 87.4 发射

3、和接收机 87.5 系统运行控制部分 97.6 数据采集处理及应用系统 97.7 无线电声大气虚温垂直廓线探测系统（RASS） 108 卫星云图接收处理系统 108.1 静止卫星云图接收处理系统 108.2 极轨卫星云图接收处理系统 11前 言MH/T 4016民用航空气象分为八个部分：第1部分：观测和报告；第2部分：预报；第3部分：服务；第4部分：设备配备；第5部分：设备技术要求；第6部分：电码；第7部分：气候资料整编与分析；第8部分：天气图编绘与分析。本部分为MH/T 4016的第5部分。本部分代替MH/T 4016.52004民用航空气象 第5部分：设备技术要求。本部分与MH/T 401

4、6.52004相比主要变化如下：a）将准确度改为精度（本部分的4.3）；b）将启动风速由0.5 m/s改为小于或等于0.5 m/s（本部分的4.3.1和4.3.2）；c）在自动气象观测系统气象实况数据显示指标中增加了显示2 min时距内的阵风、2 min时距内的极端风速、1 min时距内的MOR平均值、10 min内的1 min跑道视程平均最小值和平均最大值的要求（本部分的表1）；d）删除了天气雷达的技术要求，增加了机场终端区多普勒天气雷达的技术要求（本部分的第6章）；e）增加了边界层风（温）廓线雷达的技术要求（本部分的第7章）。本部分由中国民用航空总局空中交通管理局提出并负责解释。本部分由中

5、国民用航空总局航空安全技术中心归口。本部分起草单位：中国民用航空总局空中交通管理局、中国民用航空中南地区空中交通管理局、中国民用航空华北地区空中交通管理局、中国民用航空华东地区空中交通管理局。本部分主要起草人：须剑良、骈啸川、武翠萍、许卓毅、徐臧仁。民用航空气象第5部分：设备技术要求范围MH/T 4016的本部分规定了民用机场配备的自动气象观测系统、自动气象站、机场终端区多普勒天气雷达、边界层风（温）廓线雷达和卫星云图接收处理系统应达到的技术要求。本部分适用于民用机场和军民合用机场民用部分配备的气象设备。规范性引用文件下列文件中的条款通过MH/T 4016的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是

6、注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。MH/T 4016.12007 民用航空气象第1部分：观测和报告MH/T 4016.22007 民用航空气象第2部分：预报MH/T 4016.32007 民用航空气象第3部分：服务MH/T 4016.42008 民用航空气象第4部分：设备配备术语和定义MH/T 4016.1MH/T 4016.32007、MH/T 4016.42008中确立的术语和定义适用于本部分。自动气象观测系统基本组成自动气象观

7、测系统由传感器、数据采集处理器和用户终端等部分组成。传感器和用户终端通过电缆或光纤等通信线路与数据采集处理器相连接。传感器种类传感器包括：风向传感器、风速传感器、气压传感器、温度传感器、相对湿度传感器、露点温度传感器、雨量计、云高仪、大气透射仪、背景光亮度传感器、前散射能见度仪、天气现象传感器、道面状况传感器和闪电传感器等。传感器技术指标风向传感器应达到下列指标： 测量范围：0360；精度：5；分辨率：5.6；启动风速：小于或等于0.5 m/s。风速传感器应达到下列指标：测量范围：0.5 m/s60 m/s； 精度：0.5 m/s（风速小于等于5 m/s时），或风速的10（风速大于5 m/s

8、时）；分辨率：0.1 m/s；启动风速：小于等于0.5 m/s。 气压传感器应达到下列指标：测量范围：550 hPa1 050 hPa； 精度：0.3 hPa；分辨率：0.1 hPa；温度传感器应达到下列指标：测量范围：-40+60； 精度：0.2；分辨率：0.1。相对湿度传感器应达到下列指标：测量范围：0100；精度：4； 分辨率：1。 露点温度传感器应达到下列指标：测量范围：-40+60；精度：1；分辨率：0.1。雨量计应达到下列指标：分辨率：0.1 mm；精度：0.4 mm（雨量小于等于10 mm时）， 或雨量的4（雨量大于10 mm时）。 云高仪应达到下列指标：测量范围：15 m3 0

9、00 m；分辨率：15 m；精度：10 m（云高小于等于1 000 m时）， 或30 m（云高大于1 000 m且小于等于3 000 m时）。大气透射仪应达到下列指标：RVR（跑道视程）报告范围：50 m2 000 m；精度：10 m（RVR小于等于400 m时）， 或25 m（RVR大于400 m且小于等于800 m时）， 或RVR的10（RVR大于800 m时）；分辨率：25 m（RVR小于等于400 m时），或50 m（RVR大于400 m且小于等于800 m时），或100 m（RVR大于800 m时）。背景光亮度传感器应达到下列指标：测量范围：4 cd/m30 000 cd/m；精度：

10、10。前散射能见度仪应达到下列指标：MOR（气象光学距离）测量范围：30 m30 000 m；MOR精度：50 m（MOR小于等于500 m时）， 或MOR的10（MOR大于500 m且小于等于2 000 m时）， 或MOR的20（MOR大于2 000 m时）；RVR报告范围、精度、分辨率同4.3.9。天气现象传感器应达到下列指标：检测出各种降水类型和强度、雾、霾等天气现象；MOR测量范围和精度同4.3.11；RVR报告范围、精度、分辨率同4.3.9。道面状况传感器应达到下列指标：探测跑道面的温度、积水情况（积水厚度）、结冰情况等； 温度传感器量程：-40+80； 精度：0.5。 闪电传感器应

11、达到下列指标：测量范围：0 km48 km； 报告内容：雷暴（闪电距离传感器0 km8 km时），附近的雷暴（闪电距离传感器8 km16 km时），远处的闪电（闪电距离传感器大于16 km时）；分辨率：分辨出八个方位和天顶。数据采集处理器（主机和观测终端）应能自动接收和处理传感器送来的原始数据。应按表1的指标显示气象实况数据。 气象实况数据显示指标要素单位分辨率风速和风向瞬时风速和风向风向：度（）；风速：米每秒（m/s）、千米每小时（km/h）和节（kn）风向：10风速：整数2 min平均风速和风向及阵风2 min极端风向和风速10 min平均风速、风向及阵风10 min风向变化(用期间的两个

12、极端风向表示)云云底高度米（m）和英尺(ft)整数能见度MOR（10 min平均和1 min平均）米（m）整数跑道视程跑道视程（10 min和1 min平均）米（m）整数10 min内的1 min平均最小值和平均最大值以实际跑道灯光强度计算的小于2 000 m的跑道视程以100跑道灯光强度计算的小于2 000 m的跑道视程跑道视程变化趋势跑道灯光设置级整数气压场面气压（QFE）百帕（hPa）和英寸汞柱（inHg）0.1 hPa和0.1 inHg修正海平面气压（QNH）温度和湿度温度度（C和F）0.1C和0.1F露点温度相对湿度1本地时间的日最高和最低温度度（C和F）0.1C和0.1F最高和最低

13、温度出现的时间北京时间 (hhmm)降水1 h内的降水持续时间分（min）1 min1 h降水量毫米（mm）0.1 mm本地时间的日降水量天气现象当前天气现象应能自动编发及经人工干预后编发符合MT/T 4016.12007要求的METAR和SPECI报文。应能自动接收趋势预报，并附加到METAR和SPECI报之中对外发布。应能自动输出气象实况数据。应具有存储气象实况数据和报文的能力。 应提供遵循TCP/IP网络协议的接口。用户显示终端 用户显示终端应显示气象实况数据，宜同时显示METAR和SPECI报文。预报用户终端应具有将趋势预报发送到数据采集处理器的功能。对于一般用户应采用计算机彩色显示器

14、。对于环境亮度较强的用户（如塔台），宜根据实际情况，配备高亮度显示器或显示面板。自动气象站基本组成自动气象站由传感器、数据采集处理器（或数据采集单元和数据处理单元）和显示终端组成。传感器传感器包括：风向传感器、风速传感器、气压传感器、温度传感器、相对湿度传感器和雨量计。传感器技术指标见4.3。数据采集处理器（主机和观测终端）见4.4.1、4.4.34.4.6。数据采集单元应能自动接收各传感器的原始数据，经处理后送回数据处理单元。应能将各传感器的工作状态信息送回数据处理单元。应提供遵循TCP/IP网络协议的接口。数据处理单元（主机和观测终端）应能自动接收和处理数据采集单元送来的数据。应满足4.4

15、.34.4.6的要求。用户显示终端 见4.5。机场终端区多普勒天气雷达分类机场终端区多普勒天气雷达按照工作频段分为X波段、C波段和S波段多普勒天气雷达。基本组成机场终端区多普勒天气雷达系统基本组成为：数据采集处理系统、监控系统、产品生成和输出系统、用户终端和通讯线路。总体技术参数机场终端区多普勒天气雷达应满足的总体技术参数要求见表2。机场终端区多普勒天气雷达总体技术参数要求内容项目工作频段X波段C波段S波段探测范围强度监测距离300 km400 km460 km强度测量距离150 km200 km230 km速度监测距离150 km200 km230 km方位角扫描范围036003600360

16、仰角扫描范围-2+90-2+90-2+90表2（续）内容项目工作频段X波段C波段S波段探测范围回波强度-20 dBz+70 dBz-20 dBz+70 dBz-15 dBz+70 dBz速度-32 m/s+32 m/s-64 m/s+64 m/s-64 m/s+64 m/s谱宽016 m/s016 m/s016 m/s探测分辨率距离120 m150 m150 m测高100 m100 m100 m强度0.5 dBz0.5 dBz0.5 dBz速度0.2 m/s0.2 m/s0.2 m/s谱宽0.2 m/s0.2 m/s0.2 m/s探测精度距离50 m50 m50 m方位角0.10.10.2仰角

17、0.10.10.2测高200 m(探测范围为100 km时),或300 m(探测范围为100 km200 km时)强度1 dBz1 dBz1 dBz速度1 m/s1 m/s1 m/s谱宽1 m/s1 m/s1 m/s其它平均无故障工作时间500 h500 h500 h平均故障修复时间0.5 h0.5 h0.5 h整机性能不间断连续工作注：精度用均方差表示。数据采集处理系统机场终端区多普勒天气雷达数据采集处理系统应具备的主要技术性能见表3；宜具备的技术性能见表4。机场终端区多普勒天气雷达数据采集处理系统主要技术性能内容项目工作频段X波段C波段S波段天线罩天线罩直径大于反射体直径2 m3 m材料刚

18、性结构，有防水、防腐蚀能力双程射频损失（干燥情况下）0.3 dB0.3 dB0.3 dB抗风能力50 m/s连续风 50 m/s连续风50 m/s连续风天线反射体直径4.5 m8.5m8.5 m增益50 dB50 dB44 dB波束宽度（水平或垂直）0.550.551.0第一旁瓣电平-29 dB-29 dB-29 dB馈线损耗1.5 dB1.5 dB1.5 dB天线扫描方式PPI、RHI、体扫天线最大扫描速度PPI：36/s；RHI: 36/s表3（续）内容项目工作频段X波段C波段S波段天线天线控制方式预置全自动和本地手动控制天线仰角、方位角定位精度0.10.10.2天线仰角、方位角控制精度0

19、.10.10.1发射机发射机方式全相干体制脉冲峰值功率（脉冲压缩相当功率）75 KW250 KW750 KW脉冲宽度可选可选可选脉冲重复频率可调可调可调参差重复频率比2/3、3/4、4/52/3、3/4、4/52/3、3/4最大发射占空比0.0020.0020.002接收机及数据处理频综短期（1 ms）频率稳定度10-1110-1110-11线性动态范围90 dB90 dB90 dB噪声系数3 dB3 dB3 dB最小可测灵敏度-109 dBm(1 s)-112 dBm(2 s)库数1 024A/D转换器字长14 bit数据的质量控制和预处理强度数据经过噪声域值、距离订正、标校等处理，地物杂波

20、的对消能力不小于50 dB，速度数据经过信号质量控制、退模糊等处理，具有适应参差重复频率发射时进行处理的能力输出数据反射率因子、平均径向速度、速度谱宽及仰角、方位角和时钟数据等其它整机的相位稳定度0.10.10.2机场终端区多普勒天气雷达数据采集处理系统宜具备的技术性能内容项目工作频段X波段C波段S波段接收机及数据处理数据的质量控制和预处理具有强降水对回波衰减的补偿功能（特别是X波段和C波段雷达），生成和输出雨衰补偿后的各种产品，进行有无衰减补偿的比较，显示指定某点的补偿量。接收机接收机宜采用双接收通道(高灵敏度通道和低灵敏度通道),以增加接收机的线性动态范围。产品生成和输出系统配置的计算机和

21、网络通信设备应是成熟的通用设备，便于维护和升级，具有大容量存储设施。应用软件架构应是开放的，具有清晰的接口，便于用户开发 。应能采集信号处理器的基本数据，生成基本数据文件，存储并实时显示回波图像。应能对基本数据进行各种加工处理，生成用户所需气象产品（包括图形产品和数据产品），按用户需求的格式保存产品。图形产品具有产品名称、观测时间、台站名、观测要素、坐标和标尺等说明。生成的气象产品应满足用户提出的需求，并包括：回波强度平面位置显示；径向速度平面位置显示；速度谱宽平面位置显示；回波强度距离高度显示；径向速度距离高度显示；速度谱宽距离高度显示；回波强度等高平面位置显示；任意垂直剖面显示；最大回波强

22、度显示；回波顶高显示；雨强显示；垂直累积液态含水量；速度方位显示；垂直风廓线显示；一小时降水量；风切变识别产品；分层组合湍流平均值和最大值。应能自动输出气象产品。应能自动或以人机交互方式将生成的气象产品传输给各类用户。自动传输应按预置的产品分发目录单向用户提供气象产品。人机交互方式应按用户的特殊需要和临时需要选择提供气象产品。应对雷达具有监控功能。应提供遵循TCP/IP网络协议的接口。用户终端用户交互式终端用户交互式终端应具有下列功能：获得雷达运行状况的文本资料；自动或人工接收、调用产品生成子系统的气象产品；显示符合气象行业规定的气象产品储存气象产品；对气象产品做各种显示变化，包括叠加、放大和

23、动画等。用户显示终端应具有下列功能：接收产品生成子系统的气象产品；储存图形产品；显示符合气象行业规定的气象产品；对气象产品做各种显示变化，包括叠加、放大和动画等。监控和标定系统应具有下列基本功能：远程与本地控制雷达工作状态，包括开机、发射、等待、重启和关机；控制天线扫描方式和扫描速度，包括每种扫描方式下的扫描模式；控制发射机工作参数，包括脉冲重复频率和脉冲宽度等；控制信号处理器工作参数，包括地物杂波修正值、采样体积，多普勒天气雷达还应包括参差重复频率、信号质量指数等；监测雷达工作参数，包括发射频率、发射功率、接收机最小可测灵敏度和噪声系数；标定雷达天线方位角、仰角；在线标定回波强度值；监视雷达

24、工作状态，包括收、发系统及数据处理系统的工作状态、天线扫描方式和扫描速度等；监测雷达机房的温度、湿度和雷达主要部件供电电压和电流等；任何一个参数有问题，显示终端会以醒目和声音的方式给出故障告警，并提示故障原因；在重要部位设置自动保护装置，如果有重要参数超过了预先规定工作条件限度，在向雷达工作人员发出警告的同时，自动关闭雷达系统，以保护系统安全； 设有日志，其中包括故障记录表。边界层风（温）廓线雷达基本组成边界层风廓线雷达主要由天馈、发射和接收机、系统运行控制部分、数据采集及应用系统组成。在边界层风廓线雷达基础上可附加声发射装置，构成无线电声大气虚温垂直廓线探测系统（RASS）。总体技术参数要求

25、边界层风廓线雷达总体技术参数应满足下列要求：a) 最高有效探测高度：大于或等于3 000 m，高海拔地区冬季大于或等于1 500 m；b) 最低有效探测高度：小于或等于60 m；c) 高度分辨率：60 m；d) 时间分辨率：用3波束探测方式的时间分辨率小于等于5 min，用5波束的探测方式的时间分辨率小于或等于10 min；e) 径向不模糊速度：大于或等于10.0 m/s；f) 径向速度精度：小于或等于0.25 m/s；g) 风速测量精度: 小于或等于1.0 m/s（RMS）；h) 风向测量精度: 小于或等于10(RMS)；i) 整机运行平均无故障工作时间（MTBF）大于或等于2 500 h；

26、j) 整机运行平均故障修复时间（MTTR）小于或等于0.5 h。天馈部分天馈部分应配有天线罩和电磁防护墙。天馈部分的技术参数应满足下列要求：a) 天线增益：大于或等于25 dB；b) 波瓣宽度：小于或等于10；c) 第一旁瓣电平：小于或等于-20 dB；d) 远瓣电平：小于或等于-30 dB；e) 倾斜波束高度角：大于或等于70。发射和接收机发射和接收机应具有在宽脉冲工作时使用脉冲压缩技术提高探测高度的功能。发射和接收机的整体相位噪声应小于等于0.1。发射机的技术参数应满足下列要求：a) 发射频率：800 MHz1 400 MHz；b) 峰值功率：大于或等于600 W；c) 最小脉冲宽度：小于

27、或等于0.4 s； d) 最大发射占空比：大于或等于8%；e) 瞬时频率稳定度：在1 ms内，小于或等于10-11 。接收机的技术参数应满足下列要求：a) 线性动态范围：大于或等于85 dB；b) 噪声系数：小于或等于1.5 dB；c) 灵敏度：小于或等于-150 dBm； d) 瞬时频率稳定度：在1 ms内，小于或等于10-11。系统运行控制部分系统运行控制部分应满足下列运行控制功能：a) 选择工作所采用的波束方式；b) 配置发射和接收机、信号处理器的运行配置参数；c) 选择一致性计算方式（固定时间或连续性）；d) 配置一致性计算的时间参数。系统运行控制部分应该具有下列监控功能：a) 监控并

28、显示各主要部件的工作状态；b) 自动保护人和设备的安全；c) 实时显示各主要部件的工作电压和电流；d) 实时显示各主要部件的工作温度；e) 实时显示发射机的发射峰值功率；f) 在线对系统进行自动标定；g) 实时显示接收机接收到的平均功率；h) 等时间间距提取系统状态和各运行参数生成日志文件；i) 风廓线雷达运行出现问题时能及时告警，并提取问题出现时的系统状态和各运行参数，记录在日志文件中。数据采集处理及应用系统数据处理及应用系统的信号处理器技术参数应满足下列要求：a) 模数转换（A/D）位数：大于或等于14；b) 时域累加数：在1282 048之间可选；c) 快速傅立叶变换（FFT）点数：在642 048之间可选。数据处理及应用系统应具有下列功能：a) 即时显示探测到的每