大探FDR土壤水分自动站和其标定解析.doc

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大探FDR土壤水分自动站和其标定解析 大探FDR土壤水分自动站和其标定解析 大探FDR土壤水分自动站和其标定解析 FDR土壤水分自动站及其标定 黄飞龙1,何明媚,刘艳中 〔广东省大气探测技术中心,广州,510080〕 大纲:针对国家气象局农业气象察看的需要,采用频域反射技术〔FDR〕设 计开发了一套土壤水分探测系统。系统共包括传感器测量,数据采集,远程数据管 理等几个局部。FDR测量原理建立在传输线理论友善振电路的基础上。数据采集 局部充分考虑了信号的抗搅乱能力以及纠错措施。系统采用无线通信模式将测量数 据传达到中心数据库。仪器和数据分别进行标定。田间标定使用仪器与烘干法对照 察看数据,经过乘幂函数拟合计算不一样土壤种类的参数,修正仪器测量公式,使测 量到的土壤介电常数的变化能够正确反响含水率的变化。再利用烘干法对含水率测 量数据进行标定。原始测量数据依照多项式函数拟合校正此后进一步降低了测量的 绝对误差。罗定地区土壤水分自动察看数据最大误差控制在±2%以内,远小于农业 气象察看标准赞同的±5%。 要点词:自动站,土壤水分,FDR,标定,函数拟合 FDRSoilMoistureAutoStationandtheCalibrationMethods HuangFeilong,HeYanli,LiuYanzhong (GuangdongAtmosphericSoundingTechnologyCenter,Guangzhou,510080,China Abstract:Inordertosatisfytheneedsofagrometeorologicalobservation,soilmoisture detectionsystemusingFrequencyDomainReflectometry(FDRwasdesigned.Itincludes FDRsensors,dataacquisitionandremotedatamanagement.FDRmeasurementisbased ontransmissiontheoryandresonancecircuit.Dataacquisitionparttakesfullaccountof signal’s-ainteirferenceabilityanderrorcorrectionmethods.Datameasuredis transferedtocentraldatabaseinwirelesscommunicationmodefirst,andthenissentback tolocalstationsthroughInternet.FieldcalibrationcomparedthedatafromFDRsensor andovendryingmethod,thusfactorswerecalculatedbyfuncitonfitting,whichwere determinedbysoiltype.Sochangeofrelativepermittivitydetectedcouldreflect variationofsoilmoisture.Thenovendryingmethodwasusedagaintocalibratethe measuringdatabypolynomialfunctionfittingmethod,whichwouldreducetheabsolute erroroffinalresult.Afterthethree-stagecalibration,themaximumerrorofdata measuredfromLuodingAreaislessthan2%,which±isfarsmallerthan5%acco±rding toagrometeorologicalobservation.functionfit Keywords:autostation,soilmoisture,FDR,calibration; 0序言 土壤水分的储藏量以及它的变化规律,对农业生产,生态环境的监测调治甚至 是天气的变迁都拥有重要的研究价值,是最基础的数据。从2021年全国气象局长 会议以来,为了满足干旱气象效劳的需求,中国气象局在多个省份增加了基于 FDR技术的土壤水分自动察看站点,睁开土壤墒情察看业务。1黄飞龙〔1980-〕 广东郁南人,硕士,从事大气自动探测与控制研究, 土壤水分的探测方法有多种,其中烘干称重法是最传统的,由于对设备的要求 不高,操作简单,结果可靠,不仅被使用得最多,而且在国际上也被作为对照的标 准方法。但是烘干法也有弊端:每次测量需要取土,烘干,称重,输入,计算等多 个步骤,工作量大,时间长,特别是测量不一样深度的

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