附件1：激光云高仪功能规格需求书(试行版)-中国气象观测网.DOC

附件1 激光云高仪功能规格需求书 （试行版） 中国气象局综合观测司 2013年11月目 录 1 前言 1 1.1目的 1 1.2 适用范围 1 1.3 制定依据 1 2 功能要求 1 2.1 云（底）高观测要求 2 2.1.1 定义 2 2.1.2 输出项目 2 2.1.3 产品输出时间与频率 2 2.1.4 准确度 2 2.2数据格式 2 3 组成结构 2 3.1 硬件结构 2 3.2 软件 3 3.2.1采集软件 3 3.2.2 终端软件 3 4 技术要求 3 4.1 云高测量范围 3 4.2 云高最小分辨力 3 4.3 可探测云层数 3 4.4 固定目标物距离测量误差 4 4.5 激光发射重复频率 4 4.6 接收器视场角 4 4.7 功耗 4 4.8 通讯传输 4 4.9 时钟精度要求 4 5 环境适应性要求 4 5.1气候条件 4 5.2生物条件 5 5.3化学活性物质 5 5.4电磁兼容性要求 5 5.4.1电磁骚扰限值要求 5 5.4.2电磁抗扰度要求 6 6 电源要求 7 7 可靠性要求 7 8可维护性要求 7 9 安全要求 7 9.1安全标记及要求 7 9.2电气安全 7 9.2.1防电击危险 8 9.2.2保护接地措施 8 9.2.3过流保护 8 9.2.4基本电气安全要求 8 9.3其它要求 9 10 防雷要求 9 10.1 一般要求 9 10.2 直接雷击的防护措施 9 10.3 雷击电磁脉冲的防护 10 10.3.1 屏蔽措施 10 10.3.2 等电位连接和采用共用接地系统 10 10.3.3 电涌保护措施 10 1 前言 云高的观测是地面气象观测中最基本的项目之一，云高观测资料对天气预报、气候变化分析和气象为社会公众服务都有重要意义，为指导和规范云高观测自动化工作，制定本需求书。本功能需求书由中国气象局气象探测中心牵头编写。 1.1目的 本功能需求书在《激光云高仪功能规格需求书（试验版）》基础上进行了完善，主要针对激光云高仪的功能、组成结构、观测要求提出功能需求，为开展试验考核评估和仪器设计定型提供依据。随着气象观测设备水平的逐步发展和观测需求的变化，功能需求书还将进一步完善。 1.2 适用范围 本需求书适用于地面气象观测中激光云高仪的研发、考核、定型和使用。 1.3 制定依据 《地面气象观测规范》（中华人民共和国气象行业标准，2007年） 《气象仪器和观测方法指南（第七版）》（世界气象组织，2005年） 《综合气象观测系统发展规划（2010-2015年）》（中国气象局，2009年） 《新型自动气象（气候）站功能规格书》（中国气象局，2010年） 2 功能要求 能够自动实现云高观测要素的原始数据采样、存储和处理，并按照规定数据格式输出。 2.1 云（底）高观测要求 2.1.1 定义 云（底）高定义为云底海拔高度与测站海拔高度差。 天顶云(底)高指所在观测点天顶位置的云底高。 2.1.2 输出项目 输出瞬时天顶云底高和分层云高。 2.1.3 产品输出时间与频率 每分钟输出云高。 2.1.4 准确度 在水平能见度≥2km的条件下，云高观测的准确度应达到表1的要求。 表1 云高准确度要求 观测项目 准确度 云高＜1km ±200m 云高≥1km ±20% 2.2数据格式 以中国气象局业务职能司发布的《地面观测气象数据字典》中云数据格式为准。 3 组成结构 3.1 硬件结构 激光云高仪主要由光学组件、发射器、接收器、处理器、供电电源、通信单元等组成，结构框图如图所示： 图1激光云高仪结构图 3.2 软件 3.2.1采集软件 采集软件运行在数据采集控制单元中，具有数据采集、数据处理、数据存储和数据传输功能。 3.2.2 终端软件 作为独立设备运行时，终端软件用于处理云观测数据，是安装在终端微机中的应用软件。终端软件应实现天顶云高输出，按本功能规格需求书2.2节规定格式输出。 4 技术要求 4.1 云高测量范围 150～7500m。 4.2 云高最小分辨力 30m。 4.3 可探测云层数 ≥3层。 4.4 固定目标物距离测量误差 30m。 4.5 激光发射重复频率 不小于2500Hz。 4.6 接收器视场角 ≤1.2毫弧度。 4.7 功耗 ≤300W（不加热）； ≤1000W（加热）。 4.8 通讯传输 需支持串口RS232/485/422和RJ45传输方式。 4.9 时钟精度要求 激光云高仪应具有时钟同步功能，实时时钟走时误差不大于15s /月。 5 环境适应性要求 硬件的设计、制造和测试应能承受该设备预期在地面气象观测站可能遇到的所有工作环境。设备应能在上述环境中365天24小时连续不间断工作。各种部件，如底座、安装件等，应有足够的机械强度和防腐蚀能力，确保在产品寿命期内，不因外界环