[发明专利]一种基于多雨量传感器观测降水的方法

说明书

本发明公开一种基于多雨量传感器观测降水的方法，本方法采用多个雨量传感器检测降水数据，并将多个雨量传感器的数据进行融合计算，在融合之前，将单雨量传感器观测数据进行一致性计算，去除可疑数据。采用多个雨量传感器融合计算的方法避免了因单个雨量传感器故障造成观测数据丢失的现象，增加了雨量观测的连续行。本发明尤其适合在海岛站、高山站和偏远地区气象站的雨量观测。综合而言，本方法可以增加雨量观测数据的可信度，同时减少偏远地区难维护保障自动气象站的维保次数。

技术领域

本发明涉及一种基于多雨量传感器观测降水的方法，属于降水预测技术领域。

背景技术

降雨量是地面气象观测中必不可少的要素之一，也是气象服务中非常重要的决策参数之一。降雨量可以反映一个地区气候变化的趋势，也在城市、农业等行业领域决策中发挥至关重要的作用。

目前，我国气象部门在用的大部分雨量传感器为干簧管翻斗式雨量传感器，具有结构简单、功耗低的优点，但是经过多年的计量校准和现场运行发现，翻斗式雨量传感器存在观测结果偏移和易堵塞等多种问题，而且出现故障时，在许多海岛站、高山站和偏远地区的气象站难以得到及时的维护和保障，造成雨量数据偏移和缺失。

目前气象观测的手段还主要围绕单传感器的探测，观测精度提高主要是依靠提高传感器的感应精度和抗干扰能力，但是提高传感器的感应精度和抗干扰能力具有一定的难度。多雨量传感器相比单个的传感器具有在单个传感器出现故障时，能够使用其他传感器的观测数据进行融合，保障观测数据连续不间断，并剔除干扰信号造成异常值，以及增加在剧烈天气过程中观测站点雨量观测值可疑数据的可信度等方面的优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于多雨量传感器观测降水的方法，解决单雨量传感器降水观测结果偏移、易堵塞，海岛站、高山站和偏远地区的气象站难维护，造成雨量数据偏移和缺失的问题。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于多雨量传感器观测降水的方法，包括以下步骤：S01)、采用多个雨量传感器观测降雨量，并将多个雨量传感器的观测数据传输至微处理器；S02)、微处理器分别对多个雨量传感器检测的数据进行1分钟加权计算，所述1分钟加权计算是指微处理器计时1分钟接收到雨量传感器产生方形脉冲的数量，并判断加权后的数据是否为1个有效数，所述有效数是指正整数，如果是进行步骤S03，如果否，进行步骤S05；S03)、判断6小时内1分钟加权数据是否出现除第一个雨量传感器产生的有效数外，又出现另外的雨量传感器产生的有效数，如果是进行步骤S04，如果否将第一个有效数剔除并清零；S04)、将第一个有效数和最新出现的有效数作为最近1分钟加权有效数；S05)、对进行有效数一致性计算，数据输出，数据输出是模拟单雨量传感器产生的脉冲，数据为一致性计算的结果。

进一步的，微处理器同时对多个雨量传感器产生的脉冲数进行累加统计，当累加脉冲数大于100时进行一致性计算，若有剔除的数据，则进行故障报警，如果无，则将累加数清零并重新累加。

进一步的，一致性计算的过程为：设第一路雨量传感器产生的有效数为x1、第二路雨量传感器产生的有效数为x2、第i路雨量计采集到的分钟数据为xi，且x1、x2、…、xi均为正整数，已知x1、x2、xi，计算其均值u和方差σ，公式如下：

u＝(x1+x2+…+xi)/i，

然后分别计算x1、x2、…、xi与u的差值的绝对值，若差值的绝对值大于标准差值1倍，则该数据滤掉，不参与到终值的平均值计算，滤掉一致性异常的数据后，剩下几个数据，就对这几个数据求均值，四舍五入取整，以此整数作为最终结果。