自动气象站风向传感器校准方法探讨

吴丽娜，宋 媛，雷晓妹，陈菊萍

(甘肃省气象信息与技术装备保障中心，兰州730020)

0 引言

风向作为自动气象站常规观测要素之一，其观测数据在气象预报、工业、农业、航空等重要领域应用广泛[1，2]。目前国内气象部门使用的风向传感器多是光电式风向传感器，其观测数据一般采用7位格雷码方式输出。由于现行风向传感器检定规程所选取的检定点仅对7位格雷码的前4位进行全“0”和全“1”状态的检测，而未对后3位进行全“1”状态的检测。因此，在检定校准中很难发现风向传感器出现的超差现象。

针对上述问题，已有学者开展了相关研究，如王明辉等提出设计9个不同于检定规程的特定测试方位；魏明明[3，4]等提出了一种通过在原有规程的基础上增加2个特定点或者另外选取8个特定点的方法进行风向传感器校准；郑亮[5]等提出对风向传感器进行现场校准时，可选取3个点，即0°、121°和239°。这些研究工作在一定程度上解决了实际检定过程中的部分问题，但依然存在可改进之处。文章在现有研究的基础上，提出了一种改进的风向传感器校准方法，不但能消除现行检定规程中的不足，且较好地考虑了实际检定过程中可操作性和可靠性的问题。

1 风向传感器工作原理

1.1 格雷码介绍

格雷码的任意两个相邻码之间只有1位不同。例如，2的格雷码为0000011，3的格雷码为0000010，4的格雷码为0000110，因此遇到数字进位时，只有1位代码不同，变化微小。因而被大量应用于风向传感器的方位角编码[6，7]。

1.2 风向传感器工作原理

目前，国家气象部门使用的风向传感器多为二代站风向传感器。……