GB/T 33700-2017 地基导航卫星遥感水汽观测规范

　　ICS 07 . 060 A 47

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33700—2017

　　地基导航卫星遥感水汽观测规范

　　Specificationfortheground-basedGNSWatervaporremotesensingobservation

　　2017-05-12 发布 2017-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33700—20 17

　　GB/T 33700—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国气象局提出。

　　本标准由全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会(SAC/TC 507)归口 。

　　本标准起草单位：中国气象局气象探测中心、内蒙古自治区气象局、广东省气象局。

　　本标准主要起草人：涂满红、曹云昌、王海深、胡烜、杨明华、张恩红、梁宏。

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　　地基导航卫星遥感水汽观测规范

　　1 范围

　　本标准规定了地基导航卫星遥感水汽观测要求、值班要求、数据中心运行监控要求等。

　　本标准适用于基于全球导航卫星系统的地基遥感水汽观测。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 19391 全球定位系统(GPS)术语及定义

　　GB/T 28588 全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范

　　GJB 2228A 全球定位系统(GPS)测量技术规程

　　QX 4 自动气象台(站)防雷技术规范

　　QX/ T 45—2007 地面气象观测规范 第 1 部分：总则

　　3 术语和定义

　　GJB 2228A、GB/T 19391、GB/T 28588 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　地基导航卫星遥感水汽观测站 ground-basedGNSSstationforwatervaporremotesensingobserva- tion

　　利用全球导航卫星系统进行地基水汽遥感观测的站点。

　　3.2

　　GNSS观测文件 GNSSobservationfile

　　每个历元的卫星观测的码距以及相位信息。

　　3.3

　　GNSS导航文件 GNSSnavigationfile

　　导航卫星广播轨道、工作状态信息及电离层和时间信息文件。

　　3.4

　　GNSS气象文件 GNSSmeteorologicalfile

　　地基导航卫星遥感水汽观测站的温度、气压、湿度等气象资料文件。

　　4 观测要求

　　4 . 1 观测内容

　　包括：相位观测值、码距观测值、气压、气温、相对湿度等;观测文件应包括：GNSS 导航文件(以下简

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　　称“导航文件”)、GNSS观测文件(以下简称“卫星文件”)和地面气象文件。

　　4 . 2 观测方式

　　自动连续观测，获取卫星文件秒数据和气象分钟数据。

　　4 . 3 观测数据

　　4 . 3 . 1 数据格式

　　数据格式应符合 RINEX2 . 1 及以上版本。

　　注：RINEX格式是一种与接收机无关的导航文件交换格式，是导航卫星测量应用中普遍采用的标准数据格式。 改格式采用文本文件形式存储数据，具有特定的文件命名方式。

　　4 . 3 . 2 数据流程

　　数据流程分为：

　　— 有气象仪：观测数据采集软件直接将卫星文件、导航文件和气象仪观测的地面象文件收集压缩并上传至数据中心;

　　— 无气象仪：数据采集软件将卫星文件、导航文件收集上传至数据中心，再由数据中心按要求匹配相关地面气象自动站数据。

　　4 . 4 时制和 日界

　　观测项目均采用世界协调时(UTC) ,以 UTC 时 00 时为 日界。

　　5 观测设备与构成

　　观测设备主要包括导航卫星信号接收机、导航卫星信号接收天线、地面气象观测设备、供电设备、通信设备、计算机等设备以及观测墩、观测室等基础设施。

　　可配置远程监控软件，将地基导航卫星遥感水汽观测站(以下简称“GNSS/MET 站”)联接形成地基导航卫星遥感水汽观测站网。 观测站网由若干 GNEE/MET 站、数据中心以及通信网络组成。 数据中心应具备数据管理、数据处理分析及产品服务等功能。

　　6 技术要求

　　6 . 1 功能要求

　　地基 GNSS/MET站宜使用高精度、高稳定性、自动化的导航卫星接收设备和气象仪，获取原始观测资料，通过网络上传数据处理中心，经数据解算和质量控制，最终形成可用的水汽观测数据。

　　6 . 2 设备要求

　　6 . 2 . 1 一般要求

　　一般要求如下：

　　— 应具有国务院气象主管机构颁发的使用许可，或经国务院气象主管机构业务主管部门审批同意用于观测业务;

　　— 代替气象仪的气象站传感器与 GNSS/MET站天线位置相距应小于 1 000 m,传感器高度与天

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　　线的高度差应小于 3 m。

　　6 . 2 . 2 导航卫星信号接收机

　　6 . 2 . 2 . 1 功能要求

　　功能应满足以下要求：

　　a) 具有接收、存储并向计算机终端输出气象仪数据的功能;

　　b ) 非正常断电后能恢复供电 自动恢复工作;

　　c) 可自动同时接收 4 颗及以上导航卫星的双频或多频波段的载波相位数据、码距、观测值。

　　6 . 2 . 2 . 2 性能要求

　　性能应满足以下要求：

　　a) 具备多频同步跟踪地平仰角 0°以上的所有可用卫星。

　　b ) 并行通道不低于 192 个;码伪距 40 cm,载波相位 2 mm。

　　c) 接收机钟频：晶振日稳定性不低于 10 - 8 。

　　d) 外接原子钟频标接口：原子钟 10 MHz或 5 MHz。

　　e) 接收机与扼流圈天线的整体功耗应在 8 W 以内。

　　f) 可同时设置不同的采样率，最高采样率不小于 20 Hz(非内插)。

　　g) 接收机应全密封防水，符合 GB/T 4208 中 IP 67 。

　　h) 内置集成电池连续工作时间超过 12 h。

　　i ) 具有在 -40 ℃ ~+65 ℃、相对湿度不大于 100%的环境下正常工作的能力。

　　j) 接收至少有两个外部电源端口，用于交流电及蓄电池供电，其中交流电需适配器转换，蓄电池可直接供应直流电。 直流供电电压 9 V~28 V,交流转换器工作电压 100 V~240 V。

　　k) 数据传输：支持 TCP/IP数据流;内置 FTP 服务支持 FTP 主动上传;可进行远程软件升级、远程参数设置和远程复位，采用基于 WEB 的控制界面。

　　l ) 接收机应具备至少存储原始观测数据 7 天的能力。

　　m ) 接收机能够自动校时，接收机采样整秒时刻与卫星之差小于 1 ms。

　　n) 周跳出现频率：对于 24 h、采样率为 30 s 的零基线测量，最小卫星高度角取 0°, 当卫星仰角在10°~90°时，两个接收机每个周跳的观测量大于 3 000,在 0°~10°间观测量大于 1 000 。

　　o ) 多路径检验：连续观测 24 h,截止高度角设置为零，采样间隔 30 s。 仪器应在 3 min 内完全锁定所有可见卫星并能正常记录观测数据;高度角在 10°以上的观测量中应有大于 95%的有效观测量;测距观测质量 MP1 和 MP2 小于 0 . 5 m。

　　p) 通信接口应满足以下要求：

　　1) 至少 1 个以太网接 口 (RJ-45)和 2 个 RS-232 接 口 ;

　　2) RJ-45 接口支持 TCP/IP协议。

　　6 . 2 . 3 导航卫星信号接收天线

　　应满足以下要求：

　　a) 相位中心稳定性在一年内小于 1 . 0 mm,并有定向标志以满足高精度测量的要求;

　　b ) 应采取防护与屏蔽措施，并具有经认证的天线绝对相位中心改正模型;

　　c) 低噪声放大器的增益减去线缆损耗的增益不小于 15 dB;

　　d) 扼流圈天线相位中心偏差应小于 3 mm;

　　e) 在 -40 ℃ ~+65 ℃的环境下能正常工作;

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　　f) 密封防水应符合 GB/T 4208 中 IP67 的相关要求。

　　6 . 2 . 4 地面气象观测设备

　　应符合 QX/ T 45—2007 的相关要求。

　　6 . 3 环境要求

　　应符合以下要求：

　　— 距易产生多路径效应的地物(如高大建筑、数 目 、水体、海滩和易积水地带等)的距离不小于200 m ;

　　— 易于安置接收设备、具有良好的数据传输条件、联调联试条件的地方，周围障碍物的高度角应小于 15°;

　　— 距微波站和微波通道、无线电发射台、高压线穿越地带等电磁干扰区距离应大于 200 m ;

　　— 具备地基导航卫星遥感水汽站正常运行的条件，包括安全、供电、供水、避雷等其他基础设施保障;

　　— 应避开采矿区、铁路、公路等易产生振动的地带;

　　— 有代表性并能保持长期稳定，顾及相关规划和建设，避免环境破坏和站址迁移;

　　— 防雷应符合 QX 4 的要求。

　　6 . 4 通信要求

　　GNSS/MET观测站点与数据中心的数据连接宜通过专门网络通信链路进行数据传输，通讯设备要求能长期、可靠、连续地工作;数据传输速率应大于 64k bps;实时通讯的误码率应小于 10 - 9 ,延时小

　　于 100 ms。

　　7 检查与维护

　　应按下列要求进行：

　　a) 观测人员应在北京时间 08 时、20 时正点后 30 min 内，检查台站系统。 建立工作 日记，认真填写检查处理情况，发现系统异常或仪器故障应在值班工作日记详细记录，并向下一班交待注意事项，记录格式参见附录 A表 A. 1、附录 B表 B. 1、附录 C表 C. 1 。

　　b ) 保持 GNSS/MET 站设备处于正常连续的运行状态，观测人员在观测正点 10 min 后，检查观测文件的传输情况，遇有接收机文件没有生成等问题，应半小时内通知维护和保障人员。

　　c) 遇有网络通讯异常造成的文件未及时传输，应在网络连通后，进行数据的补传。

　　d) 建立专用值班工作日记，当班人员认真填写检查处理的情况。 当发现仪器故障时，应在值班工作日记(参见附录 B)详细记录，并向下一班交待注意事项。

　　e) 接收机、天线的更换，业务软件的更新或升级，应进行详细登记。

　　f) 当发现影响观测环境保护的现象或可能影响观测记录的干扰源时，应在 24 h 内上报。

　　g) 备份接收机软件和软件设置的技术文件，当有软件故障时及时恢复备份。

　　h) 数据中心应建立实时运行监控系统，实现对数据异常和设备故障的自动报警，及时指导台站进行处理。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　GNSS/MET站观测值班工作 日记

　　GNSS/MET站观测值班工作 日记见表 A. 1 。

　　表 A.1 GNSS/MET站观测值班工作 日记

　　年 月 日

　　GB/T 33700—20 17

　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　GNSS/MET站日维护记录表

　　GNSS/MET站日维护记录表见表 B. 1 。

　　表 B.1 GNSS/MET站日维护记录表

　　年 月 日

　　GB/T 33700—20 17

　　附 录 C

　　(资料性附录)

　　GNSS/MET站月维护记录表

　　GNSS/MET站月维护记录表见表 C. 1 。

　　表 C.1 GNSS/MET站月维护记录表

　　年 月

　　GB/T 33700—20 17

　　参 考 文 献

　　[1] 全球导航卫星系统大气探测基准站网建设指南(试行)(中国气象局监测网络司)