Ⅱ型衛(wèi)星導航探空儀測試大綱

Ⅱ型衛(wèi)星導航探空儀測試大綱一、測試依據(jù)1、《衛(wèi)星導航探空儀功能規(guī)格需求書》（氣測函〔2020〕105號）2、《氣象觀測專用技術(shù)裝備測試規(guī)范通用要求》（QX/T526-2019）3、《常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務規(guī)范》（中國氣象局2010年）4、《無線電探空資料質(zhì)量控制》（QX/T123-2011）二、測試目的通過測試，檢驗參試衛(wèi)星導航探空儀（簡稱探空儀）是否達到《衛(wèi)星導航探空儀功能規(guī)格需求書》（簡稱需求書）的技術(shù)性能指標和要求，是否滿足《常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務規(guī)范》（中國氣象局2010年）的需求。三、測試要求1基本要求參試單位具備研發(fā)和規(guī)模生產(chǎn)探空儀的能力；具備進行探空儀技術(shù)性能檢測的能力；具備探空儀生產(chǎn)過程質(zhì)量控制和跟蹤管理能力。參試探空儀技術(shù)狀態(tài)穩(wěn)定。參試單位一次性提供340個參試探空儀（含備份）。2功能要求2.1工作狀態(tài)在衛(wèi)星導航探空接收機符合技術(shù)指標要求且工作正常的情況下，探空儀由氣球攜帶升空可以達到最大探測高度≥36km，最大探測距離≥200km。被測試的衛(wèi)星導航探空儀使用P波段作為通信頻率，探空儀發(fā)射P波段載頻與采用全向天線技術(shù)的地面信號接收處理設備進行數(shù)據(jù)通信傳輸。2.2測量要素2.2.1溫度和濕度探空儀溫度和濕度測量元件安裝在探空儀盒體伸出的支架上，溫度、濕度測量元件的測量數(shù)據(jù)通過溫度和濕度測量電路及衛(wèi)星導航及數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送至射頻芯片。2.2.2氣壓主要采用外接氣壓傳感器同步從地面至100hPa進行探測，氣壓低于100hPa可利用衛(wèi)星定位測量高度反算氣壓。2.2.3風及定位探空儀由衛(wèi)星導航及數(shù)據(jù)處理模塊接收和處理北斗和GPS衛(wèi)星導航定位信號，至少具有同時接收和處理12顆北斗衛(wèi)星和12顆GPS衛(wèi)星信號的能力，并能輸出規(guī)定參數(shù)，以便進行衛(wèi)星位置顯示。衛(wèi)星導航及數(shù)據(jù)處理模塊應具有根據(jù)衛(wèi)星信號質(zhì)量優(yōu)選出四顆以上的用于對探空儀定位的衛(wèi)星的能力，并能將被選衛(wèi)星設置標志。由安裝在衛(wèi)星導航探空儀上的衛(wèi)星導航及數(shù)據(jù)處理模塊接收和處理衛(wèi)星時間信息、衛(wèi)星位置信息和衛(wèi)星信號狀態(tài)信息等，以每秒為時間間隔，實時確定探空儀飛行軌跡的三維坐標和三維速度，相關(guān)信息通過信號調(diào)理電路發(fā)回地面，地面信號接收和處理設備接收解調(diào)后，得到風信息。2.3初始化和參數(shù)設置初始化保存探空儀頻點、傳輸速率、發(fā)射功率。具備探空儀頻點設置功能。具備探空儀傳輸速率設置功能。具備探空儀發(fā)射功率設置功能。2.4數(shù)據(jù)采集測量要素采樣頻率為1Hz，時間分辨率為0.01s。2.5數(shù)據(jù)處理具備將測量要素原始值轉(zhuǎn)換為測量要素值的處理能力。探空儀應具備電池電壓、盒內(nèi)溫度、衛(wèi)星定位準確度因子、衛(wèi)星顆數(shù)、衛(wèi)星信號狀態(tài)等監(jiān)測信息的采集功能，并通過無線方式對外發(fā)送的功能。2.6數(shù)據(jù)存儲具備探空儀校準參數(shù)信息的存儲功能，并能夠在基測時通過基測接口輸出校準參數(shù)。2.7數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機將經(jīng)過調(diào)制的載波信號通過功率放大器放大，經(jīng)發(fā)射天線向地面接收處理設備發(fā)送。與地面基測設備可以通過有線方式和近程無線方式進行參數(shù)傳輸、參數(shù)設置等交互。2.8數(shù)據(jù)質(zhì)量控制對溫度、濕度、氣壓、定位信息進行質(zhì)量控制，包括：采樣瞬時值的質(zhì)量控制（變化極限范圍）、瞬時氣象值的質(zhì)量控制（變化極限范圍）和綜合質(zhì)量控制，各參數(shù)質(zhì)量控制依照《無線電探空資料質(zhì)量控制》（QX/T123-2011）的規(guī)定執(zhí)行。2.9狀態(tài)監(jiān)控探空儀具備相關(guān)狀態(tài)信息的監(jiān)控，包括：探空儀衛(wèi)星定位準確度因子、探空儀衛(wèi)星顆數(shù)狀態(tài)、探空儀電池電壓狀態(tài)、探空儀盒內(nèi)溫度狀態(tài)、探空儀升速是否正常狀態(tài)。狀態(tài)監(jiān)控信息參見表1。表1狀態(tài)監(jiān)控參數(shù)表序號參數(shù)參數(shù)范圍狀態(tài)1定位準確度因子≤2.5定位較好＞2.5定位差2衛(wèi)星顆數(shù)≥4個可定位＜4個不能定位3電池電壓≥最低工作電壓正常＜最低工作電壓不正常4盒內(nèi)溫度-40℃～+50℃正常≤-40℃不正常5升速狀態(tài)300～420m/min正常150～300m/min或420m/min～600m/min偏慢或偏快＜150m/min或＞600m/min過慢或過快2.10遠程配置通過基測箱進行有線和近程無線方式，和自動探空系統(tǒng)（自動放球系統(tǒng)）進行有線方式連接探空儀，遠程平臺進行參數(shù)配置。2.11校準或標定可以通過基測箱進行固定點校驗。2.12控制指令及數(shù)據(jù)格式探空儀控制指令和傳輸協(xié)議見附錄A。3性能要求3.1工作頻段P波段（400.15MHz～406MHz）。頻譜應與GNSS兼容。3.2探測范圍探測高度：0～36km。探測斜距：≥200km。3.3靜態(tài)測量性能3.3.1溫度測量范圍：-90℃～+50℃。允許誤差：±0.2℃。3.3.2濕度測量范圍：0～100%。允許誤差：±3%。3.3.3氣壓測量范圍：1060hPa～100hPa（氣壓傳感器）。允許誤差：±1.3hPa（1060hPa～500hPa）；±0.7hPa（500hPa～100hPa）。3.3.4探空儀定位測量高度范圍：0～36km。水平允許誤差：±8m。垂直允許誤差：±16m。3.3.5定位時間冷啟動定位時間：≤2min。熱啟動定位時間：≤10s。重新獲捕時間：≤2s。數(shù)據(jù)更新周期：1s。3.3.6基測測試溫度允許誤差：±0.3℃，濕度允許誤差：±5%，氣壓允許誤差：±1.5hPa。3.4動態(tài)測量性能3.4.1溫度一致性：——Ⅱ型探空儀要求0.2℃(0～16km)，0.3℃(＞16km)測量準確度：——Ⅱ型探空儀要求0.4℃(0～16km)，0.8℃(＞16km)。3.4.2濕度一致性：——Ⅱ型探空儀要求5%測量準確度：——Ⅱ型探空儀要求5%(＞-40℃)，10%(-40℃～-60℃)。3.4.3氣壓一致性：——1.0hPa(＞100hPa)；——0.3hPa(100～10hPa)；——0.1hPa(＜10hPa)。測量準確度：——1.3hPa(＞100hPa)；——0.5hPa(100～10hPa)；——0.2hPa(＜10hPa)。3.4.4風向測量高度范圍：0～36km。測量范圍：0°～360°。允許誤差：±3°（風速＞3m/s）。3.4.5風速測量高度范圍：0～36km。測量范圍：0～150m/s。允許誤差：±0.3m/s。3.4.6風矢量速度測量高度范圍：0～36km。水平分量（南北和東西）允許誤差：±0.2m/s。3.5信號編碼及調(diào)試發(fā)射性能3.5.1校驗碼采用CRC-CCITT16位校驗碼。3.5.2發(fā)射頻率連續(xù)可調(diào)，步進1kHz。探空儀應提供相應串口由地面接收終端發(fā)送指令進行頻率設置。3.5.3平均發(fā)射功率≤100mW，可指令設置不大于50mW的低功率發(fā)射模式。3.5.4調(diào)制方式GFSK。3.5.5發(fā)射譜寬≤50kHz（－50dBc）。3.5.6載波頻率溫度穩(wěn)定性探空儀未加保溫狀態(tài)下在溫度-40℃～+50℃變化條件下，中心頻率允許偏移≤4kHz。3.5.7傳輸速率默認2400bps，可設置為4800bps、9600bps。3.6近程無線通信性能無線全雙工近程通信模式。通信距離為室外≥50m。符合IEEE802.15.4標準協(xié)議。3.7供電采用干電池供電，Ⅱ型探空儀要求放電持續(xù)120min，Ⅱ型探空儀應根據(jù)用戶需求，可采用直接更換電池的方式，滿足長時探測要求放電持續(xù)8hour，不低于最低工作電壓（工作狀態(tài)，溫度-30℃）。3.8采樣時間準確度保留兩位小數(shù)。3.9體積和重量重量（含電池包裝狀態(tài)）：常規(guī)探測及氣候探測要求≤120g，長時探空探測要求≤170g。體積：包括探臂，探臂與探空儀泡沫盒夾角小于10°時，不大于90mm*65mm*280mm(長、寬、高)。3.10功耗≤1.8W。4可靠性要求4.1貯存可靠性探空儀的貯存時間為24個月，在儲存有效期內(nèi)，失敗率λ≤0.1。4.2施放可靠性探空儀在儲存有效期內(nèi)施放，施放失敗率λ≤0.1。5環(huán)境適應性要求衛(wèi)星導航探空儀能夠存儲在高溫高濕和低溫環(huán)境下性能不變，其在運輸或受到持續(xù)較強振動后，性能應不變，正常工作，技術(shù)指標要求見表2。表2衛(wèi)星導航探空儀環(huán)境適應性要求貯存環(huán)境工作環(huán)境振動運輸高溫低溫濕熱高溫低溫濕熱氣壓淋雨+60℃-50℃95％（+40℃）+50℃-90℃95％（+35℃）1060hPa～5hPa降雨強度100mm/h～150mm/h，雨滴直徑0.5mm～4.5mm，持續(xù)時間30min單一頻率正弦振動，頻率10Hz～20Hz、加速度29.4m/s2，持續(xù)振動時間30min用模擬試驗臺正弦振動，加速度29.4m/s2，頻率4Hz，持續(xù)時間2hour采用綜合有效措施抑制探空儀自身產(chǎn)生和來自周圍環(huán)境的電磁干擾；保證探空儀各組成單元在預定的電磁環(huán)境中協(xié)調(diào)工作。6安全要求對裝備安全標識提出要求。包括但不限于以下內(nèi)容：電源（極性和電壓）、開關(guān)的通斷等進行標識。7外觀及結(jié)構(gòu)要求7.1外觀采用通用化、系列化、組合化設計，降低系統(tǒng)的復雜程度。探空儀安裝、調(diào)整和校正方便，維修維護簡便易行。探空儀外觀應表面平整，曲面無變形；各部件應無損傷，無污染，無毛刺，無殘損；各模塊組裝穩(wěn)固，無晃動。7.2結(jié)構(gòu)形式探空儀測量元件的安裝應牢固、可靠。探空儀溫濕度傳感器應安裝在探空儀盒體伸出的支架上,應位于探空儀上方，并盡可能遠離探空儀殼體；氣壓傳感器應安裝在探空儀內(nèi)部。傳感器支架和發(fā)射板處于一個平面上，從背面向上引出，至泡沫盒最右側(cè)邊距離為20mm～30mm。7.3探空儀接口探空儀采用7芯排針彎座，間距2.0mm，排針座在下方引出，長度5mm，其中伸出泡沫盒部分的長度≤3mm（不含在280mm內(nèi)）；排針座第7腳至泡沫盒最左側(cè)邊距離為16mm±10mm，天線至泡沫盒最右側(cè)邊距離為20mm±10mm。7芯排針彎座由右至左為1-7腳，特性見表3。表3接口定義7654321NCTXDNCNCRXD加電電壓-加電電壓+備用TTL備用備用TTLGND5V排針座第1腳和2腳實現(xiàn)探空儀加斷電功能，連接加電電纜，1腳外接5V電壓信號；針座3腳和6腳實現(xiàn)探空儀改頻功能；座4腳5腳和7腳備用。具體方式如下：方式1：1腳外接5V電壓信號，持續(xù)1s以上，觸發(fā)探空儀開機工作，同時探空儀可利用自動探空系統(tǒng)進行供電；1腳外接接地信號，持續(xù)1秒以上，電池斷電，探空儀不工作。施放時1管腳保持高電平。方式2：關(guān)機狀態(tài)下，高電平3秒以上開機；開機狀態(tài)下，高電平3秒以上關(guān)機。（高電平≥2.4V）7.4機械強度探空儀在移動、運輸、貯存過程中應對探空儀盒采取有效保護。在施放時溫度和濕度測量元件支架能伸展到規(guī)定位置并被鎖定,測量元件支撐在探空儀盒的上方,與盒的軸線保持適當?shù)膴A角,其距離使測量元件少受探空儀表面輻射熱的影響。探空儀盒應方便裝放探空儀；為檢查、調(diào)節(jié)探空儀所開的觀察、調(diào)節(jié)孔在操作完畢后應能方便地覆蓋。8材料與表面處理要求探空儀采用環(huán)保保溫材料，機殼是為暗光材料，伸出機殼外的溫度和濕度測量元件，不受機殼輻射和氣流阻擋的影響。溫度傳感器表面涂覆有防輻射鋁層。9包裝、運輸和標識要求9.1包裝9.1.1外包裝除應符合《包裝儲運圖示標志》（GB-T191-2008）的要求外，還應：——標志齊全、清晰，無錯漏；——箱體整潔、完整，無缺損；——按規(guī)定緊固包裝，不得有突出尖狀物。9.1.2內(nèi)包裝除應符合《防護包裝規(guī)范》（GJB145A-93）的要求外，箱內(nèi)還應：——有合格證及裝箱單；——配套齊全、正確、完整，無損傷和差錯。9.1.3成套性每箱探空儀應附有：——產(chǎn)品說明書；——產(chǎn)品合格證；——裝箱單；——備件和附件。9.2運輸裝箱后的接收設備可以航空、公路、鐵路和水運運輸；運輸裝卸過程中應避免高溫日曬、雨雪淋濕和強烈撞擊。9.3標識外包裝箱上通常應有以下標志：——產(chǎn)品型號、名稱、數(shù)量、生產(chǎn)廠家名稱及詳細地址；——執(zhí)行的產(chǎn)品標準號；——箱體外形尺寸；——重量；——出廠日期；——需要時還應標明發(fā)站、到站及收貨單位；——符合《包裝儲運圖示標志》（GB-T191-2008）規(guī)定的“小心輕放”、“向上”、“怕雨”等包裝儲運圖示標志。探空儀殼體外面的明顯處應有以下標志：——產(chǎn)品型號、名稱；——生產(chǎn)廠家；——出廠編號；——生產(chǎn)日期。四、測試方法測試內(nèi)容主要為靜態(tài)性能測試和動態(tài)測量測試，其中靜態(tài)性能測試包括外觀結(jié)構(gòu)檢查、功能性檢測、電氣性能測試、安全性測試、環(huán)境適應性測試、測量性能測試和貯存可靠性測試等；動態(tài)測量測試包括動態(tài)比對測試、兼容通用性測試、遠程探測能力測試、施放可靠性測試、電磁兼容通用性測試等。1產(chǎn)品抽樣在廠家準備的333個探空儀中由測試組隨機抽樣。探空儀具體分配如下：靜態(tài)性能測試：選取50個探空儀，其中10個溫度準確性測試，10個濕度和氣壓準確性測試，24個環(huán)境適應性測試，備份6個。動態(tài)比對測試：80個探空儀，60個探測性能對比，20個備份，選取2個不同氣候區(qū)的業(yè)務臺站，每個臺站有效施放30個。施放可靠性測試：203個探空儀，選取2個不同氣候區(qū)的3-4個業(yè)務臺站進行試驗，共計施放180個，遠程探測能力測試3個，備份20個。2測試方式靜態(tài)性能：主要對探空儀廠家資料審查、探空儀外觀結(jié)構(gòu)、發(fā)射接收性能、電氣性能以及傳感器指標等進行檢查和測試。動態(tài)比對：采取同球施放多個探空儀的方法，主要比對被測試探空儀與參考探空儀之間的觀測結(jié)果準確性、一致性，并檢查探空儀施放可靠性。3測試儀表和設備檢測設備見表4。表4檢測設備表序號檢測設備1千分尺2穩(wěn)壓電源（30V,3A）3衛(wèi)星信號模擬器（北斗/GPS）4六位半萬用表5頻譜儀（9kHz～3GHz）6功率計（100kHz～50GHz，-70dBm～+44dBm）7信號源（100kHz～3GHz，-110dBm～+27dBm加功放）8恒溫箱（-40℃～55℃）9高低溫箱（-70℃～150℃）10六位半萬用表11恒溫槽（-95℃～+50℃）12鉑電阻溫度計（-195℃～+420℃，精度0.01℃）13濕度箱（+10℃～+30℃，10%～95%RH）14精密露點儀（-20℃～+70℃Td，精度±0.2℃Td）15雙壓法濕度發(fā)生器（-65℃～+50℃，10%～95%RH，精度±1%RH）16壓溫聯(lián)合控制箱（-30℃～+60℃，5hPa～1100hPa）17氣壓標準器（5hPa～1100hPa，精度0.08hPa）18溫濕度交變箱（-70℃～+150℃，10%～95%RH）19低溫低氣壓箱（-70℃～+150℃，常壓～5hPa）20游標卡尺4資料審查對被試單位提交的材料進行檢查：（1）備案的產(chǎn)品企業(yè)標準（2）產(chǎn)品研制的工作報告和技術(shù)報告（3）配置一覽表（4）產(chǎn)品的成套結(jié)構(gòu)圖紙與電路圖紙（5）產(chǎn)品生產(chǎn)、裝配、調(diào)試的工藝文件（6）標準化審查報告（7）產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟分析報告（8）產(chǎn)品說明書：應包括產(chǎn)品原理、組成、實物照片、技術(shù)說明、安裝、使用、維護和安全警告說明、軟件組成、校準方法等內(nèi)容。產(chǎn)品說明書中的技術(shù)指標、裝備原理圖、主要算法、軟硬件接口等應滿足需求書規(guī)定的技術(shù)要求。（9）產(chǎn)品生產(chǎn)、檢測、銷售、服務體系說明；用于檢測衛(wèi)星導航探空儀的標準、設備和儀器的檢定、校準證書。（10）確定參試單位生產(chǎn)過程質(zhì)量控制和跟蹤管理能力（ISO9001質(zhì)量體系認證）。具體應提交材料清單詳見附件3。（11）適配自動探空系統(tǒng)的測試報告5靜態(tài)性能5.1測試環(huán)境在氣溫+15℃～+35℃，氣壓860hPa～1060hPa，濕度20%～80%的室內(nèi)進行測試。5.2外觀和結(jié)構(gòu)測量方法：采用目視檢查、卡尺測量、電子秤測量和手感觸摸相結(jié)合測量探空儀重量（含電池包裝狀態(tài)）：Ⅱ型探空儀≤120g，長時探空儀≤170g。包括探臂，探臂與探空儀泡沫盒夾角＜10°，尺寸≤90mm*65mm*280mm(長、寬、高)。探空儀測量元件的安裝應牢固、可靠。探空儀溫濕度傳感器應安裝在探空儀盒體伸出的支架上,位于探空儀上方，并盡可能遠離探空儀殼體；氣壓傳感器應安裝在探空儀內(nèi)部。傳感器支架和發(fā)射板處于一個平面上，從背面向上引出，至泡沫盒最右側(cè)邊距離為20mm～30mm。對探空儀電源、開關(guān)等進行標識，通過目視檢查探空儀殼體是否注明名稱、廠家、編號、日期等信息；外觀表面是否平整，曲面無變形；各部件是否無損傷，無污染，無毛刺，無殘損；各模塊組裝穩(wěn)固，無晃動。對外包裝檢查是否有廠家及產(chǎn)品詳細信息，是否注明包裝儲運標識。5.3探空儀接口接口物理要求：探空儀采用7芯排針彎座，間距2.0mm，排針座在下方引出，長度5mm，其中伸出泡沫盒部分的長度≤3mm（不含在280mm內(nèi)）；排針座第7腳至泡沫盒最左側(cè)邊距離為16±10mm，天線至泡沫盒最右側(cè)邊距離為20±10mm。測試方法：采用目測和卡尺測量，并根據(jù)探空儀接口物理特性表5記錄數(shù)據(jù)。表5探空儀接口物理特性表序號測試規(guī)格要求測試結(jié)果備注17芯排針彎座，間距2.0mm2排針座在下方引出，長度5mm，其中伸出泡沫盒部分的長度≤3mm（不含在280mm內(nèi)）3排針座第7腳至泡沫盒最左側(cè)邊距離為16±10mm4天線至泡沫盒最右側(cè)邊距離為20±10mm接口電氣功能要求（方式1與方式2滿足一種即可）：方式1測試要求：1腳外接5V電壓信號，持續(xù)1秒以上，可利用自動探空系統(tǒng)進行供電；1腳外接接地信號，持續(xù)1秒以上，電池斷電，探空儀不工作。施放時1管腳保持高電平。測試方法：1腳外接3V～5V電壓信號持續(xù)1秒以上，通過衛(wèi)星導航探空接收機（設置與探空儀同頻點）和數(shù)據(jù)處理終端查看探空儀是否正常開機工作（有探空信號，終端能正常顯示）；開機狀態(tài)下，斷開1腳外接信號，利用萬用表電壓檔測試1腳對地電壓，查看電壓（由廠家提供穩(wěn)定態(tài)電壓）；通過基測箱和數(shù)據(jù)處理終端以及連接線纜，通過指令檢查設置探空儀設置頻點功能是否正常；1腳外接接地信號持續(xù)1秒以上，通過衛(wèi)星導航探空接收機和數(shù)據(jù)處理終端查看探空儀是否正常關(guān)機（無探空信號）。方式2測試要求：關(guān)機狀態(tài)下，高電平3秒以上開機；開機狀態(tài)下，高電平3秒以上關(guān)機。測試方法：1腳外接高電平信號持續(xù)3秒以上，通過衛(wèi)星導航探空接收機（設置與探空儀同頻點）和數(shù)據(jù)處理終端查看探空儀是否正常開機工作（有探空信號，終端能正常顯示）；通過基測箱與數(shù)據(jù)處理終端連接，通過指令檢查探空儀設置頻點功能是否正常；1腳外接高電平信號持續(xù)3秒以上，通過衛(wèi)星導航探空接收機和數(shù)據(jù)處理終端查看探空儀是否正常關(guān)機（無探空信號）。接口電氣功能記錄數(shù)據(jù)如下：表6探空儀接口電氣功能表序號測試規(guī)格要求測試結(jié)果備注1方式11腳外接5V電壓信號，持續(xù)1秒以上，探空儀開機工作21腳外接接地信號，持續(xù)1秒以上，探空儀不工作。3施放時1管腳保持高電平狀態(tài)。廠家提供穩(wěn)定態(tài)電壓4方式2關(guān)機狀態(tài)下，高電平3秒以上開機5開機狀態(tài)下，高電平3秒以上關(guān)機測試結(jié)論：通過探空儀接口物理特性和電氣功能的測試，測試記錄數(shù)據(jù)結(jié)果合格（方式1和方式2滿足一種即可），即為探空儀聯(lián)調(diào)達到《衛(wèi)星導航探空儀功能規(guī)格需求書》要求。5.4功能性能5.4.1溫度和濕度目視檢查探空儀溫度和濕度測量元件安裝結(jié)構(gòu)，應安裝在探空儀盒體伸出的支架上。給探空儀通電，通過接收機以及接收軟件，查看數(shù)據(jù)，應該包含溫度和濕度信息。5.4.2氣壓給探空儀通電，通過接收機以及接收軟件，查看數(shù)據(jù)，應該包含氣壓直接測量信息。5.4.3風及空間位置目視檢查探空儀，應安裝有北斗-GPS衛(wèi)星導航定位模塊。給探空儀通電，通過接收機以及接收軟件，查看數(shù)據(jù)，應該包含衛(wèi)星時間信息、衛(wèi)星位置信息和衛(wèi)星信號狀態(tài)信息等。5.4.4初始化和參數(shù)設置將探空儀通過線纜與計算機連接，發(fā)送相應的指令查詢探空儀頻點、傳輸速率、發(fā)射功率信息。發(fā)送指令應該具備頻點設置功能發(fā)送指令應該具備空中傳輸波特率設置功能。發(fā)送指令應該具備發(fā)射功率設置功能。5.4.5數(shù)據(jù)采集給探空儀通電，通過接收機以及接收軟件，查看數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)間隔應該為1s；數(shù)據(jù)包內(nèi)時間分辨率為0.01s。5.4.6數(shù)據(jù)處理給探空儀通電，通過接收機以及接收軟件，查看數(shù)據(jù)，應該可以按照協(xié)議格式（十六進制與十進制轉(zhuǎn)換）直接轉(zhuǎn)換為溫度、濕度、氣壓等測量要素值，而不需要通過本地調(diào)用參數(shù)計算。給探空儀通電，通過接收機以及接收軟件，查看數(shù)據(jù)，應該具備電池電壓、盒內(nèi)溫度、衛(wèi)星定位精度因子、衛(wèi)星顆數(shù)、衛(wèi)星信號狀態(tài)等監(jiān)測信息。5.4.7數(shù)據(jù)存儲將探空儀通過線纜與計算機連接，發(fā)送相應的指令查詢，可以查詢探空儀校準信息。5.4.8數(shù)據(jù)傳輸給探空儀通電，應該可以通過接收機（對應的頻點）接收到探空儀的信號；探空儀與基測箱，應該可以通過有線方式或無線連接，進行指令交互。5.4.9狀態(tài)監(jiān)控給探空儀通電，通過接收機和接收軟件查看探空儀數(shù)據(jù)，應具備相關(guān)狀態(tài)信息的監(jiān)控，包括：探空儀衛(wèi)星定位精度因子、探空儀衛(wèi)星顆數(shù)狀態(tài)、探空儀電池電壓狀態(tài)、探空儀盒內(nèi)溫度狀態(tài)以及探空儀升速是否正常等狀態(tài)。具體見表7表7狀態(tài)監(jiān)控參數(shù)表序號參數(shù)參數(shù)范圍狀態(tài)1定位準確度因子≤2.5定位較好＞2.5定位差2衛(wèi)星顆數(shù)≥4個可定位＜4個不能定位3電池電壓≥最低工作電壓正常＜最低工作電壓不正常4盒內(nèi)溫度-40℃～+50℃正?！?40℃不正常5升速狀態(tài)300～420m/min正常150～300m/min或420m/min～600m/min偏慢或偏快＜150m/min或＞600m/min過慢或過快5.4.10遠程配置及軟件升級可以通過基測箱、自動探空系統(tǒng)和自動放球系統(tǒng)進行有線和近程無線方式連接探空儀，遠程平臺進行參數(shù)配置。5.4.11校準或定標探空儀溫濕度探臂應該能夠置于基測箱測試室內(nèi)，進行校驗是否合格。5.4.12控制指令及數(shù)據(jù)格式通過基測箱或者轉(zhuǎn)換接口與計算機連接，按照控制指令進行逐條檢查，應該符合協(xié)議要求。通過接收機接收探空儀信號，應該符合空中協(xié)議。5.5信號編碼及發(fā)射性能--工作頻段：對探空儀工作頻段進行直接測量和天線接收測量。對探空儀工作頻率設置3個不同頻點進行測試，首先設置為403MHz±0.5MHz，然后再設置為400.15MHz±0.5MHz，最后設置為406MHz±0.5MHz，記錄頻譜儀發(fā)射信號工作頻點。直接測量：用同軸線將探空儀發(fā)射機和頻譜儀直接連接，使探空儀處于發(fā)射狀態(tài)，記錄頻譜儀發(fā)射信號頻率，分析探空儀工作頻段。示意圖見圖1。天線接收測量：將接收天線輸出信號直接連接在頻譜儀信號輸入端，用天線接收探空儀信號，記錄分析探空儀工作頻段。示意圖見圖2。被試探空儀頻譜儀被試探空儀頻譜儀穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源被試探空儀頻譜儀圖1直接測量示意圖圖2天線接收測量示意圖--校驗碼：通過接收機接收探空儀的數(shù)據(jù)，計算分析其原始數(shù)據(jù)，應符合高空協(xié)議中規(guī)定的校驗碼要求。示意圖見圖3。穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源被試探空儀探空接收機圖3校驗碼測試示意圖--發(fā)射頻率：在工作頻段的測試方法上，通過指令將探空儀設置在工作頻段內(nèi)的任意頻點（精確到1kHz），通過頻譜儀查看實際的發(fā)射頻點，記錄分析探空儀發(fā)射頻率。示意圖見圖1和圖2。--發(fā)射功率：測試環(huán)境應寬敞，周圍無金屬等反射物體。采用直接測量法或替代測量法。直接測量法是將探空儀天線與發(fā)射機電路斷開并安裝高頻接插件，首先用頻譜儀檢查探空儀信號是否正常，然后取下天線，將高頻插件直接連接在功率計上測量。示意圖見圖4。穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源被試探空儀高頻接插件功率計頻譜儀圖4發(fā)射功率直接測量示意圖替代測量法測試分三個步驟：示意圖見圖5。a)信號源置脈沖工作方式，工作頻率設置為被試探空儀的實際發(fā)射頻率。將信號源輸出至專用功率放大器輸入端，功率放大器的一端輸出通過衰減器與功率計連接，一端接發(fā)射天線。b)頻譜儀輸入端接收天線與功率放大器發(fā)射天線間距離為60cm～100cm，調(diào)節(jié)信號源輸出，使專用功率放大器輸出平均功率分別為100mW和50mW，分別記錄頻譜儀顯示的信號強度，然后關(guān)閉信號源。c)調(diào)節(jié)被試探空儀處于工作狀態(tài)，將發(fā)射機放在原功率放大器的位置上，發(fā)射天線與功率放大器天線的水平位置保持一致，記錄頻譜儀顯示信號強度。判斷被試探空儀的發(fā)射信號強度值是否在使用信號源發(fā)射時的兩個信號強度值之間。圖5發(fā)射功率替代測量法測試示意圖--調(diào)制方式：將探空儀通電，通過衛(wèi)星導航探空接收機（檢驗為GFSK調(diào)制方式）接收同頻點的探空儀信號，查看接收機能否正常解調(diào)并通過數(shù)據(jù)處理終端顯示探空儀數(shù)據(jù)，記錄正常接收并顯示的狀態(tài)。示意圖見圖6。穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源被試探空儀探空接收機數(shù)據(jù)處理終端圖6調(diào)制方式測試示意圖--發(fā)射譜寬:頻譜儀輸入端連接接收天線，加電使探空儀處于工作狀態(tài)，然后在頻譜儀上記錄相對中心頻率f0的幅度U0在兩邊－50dBc處的頻帶寬度△f。示意圖見圖7。圖7發(fā)射譜寬測試示意圖--載波頻率穩(wěn)定性：打開被試探空儀保溫盒，放入溫度測試箱中。對探空儀加電，然后開啟溫度調(diào)節(jié)，使測試箱溫度升至＋50℃±2℃，穩(wěn)定5min后記錄頻譜儀指示的發(fā)射頻率f1；再使溫度測試箱溫度降至－40℃±2℃，穩(wěn)定5min后記錄頻譜儀指示的發(fā)射頻率f2。然后計算：△f＝f1－f2，記錄為載波頻率偏移。示意圖見圖8。溫度測試箱溫度測試箱穩(wěn)壓電源被試探空儀頻譜儀圖8載波頻率穩(wěn)定性測試示意圖--數(shù)據(jù)傳輸速率：加電使探空儀工作并處于正常發(fā)射狀態(tài)，地面接收設備接收探空儀發(fā)射信號，根據(jù)接收的數(shù)據(jù)量和所用時間計算數(shù)據(jù)傳輸速率。示意圖見圖3。5.6近程無線通信性能室外空曠無遮擋情況下，將探空儀與基測箱（具備無線近程通信功能）分別置于距離50米、距地面高度≥1.5m的兩個測試點，通電后查看基測箱是否輸出組網(wǎng)成功指令。組網(wǎng)成功后，通過基測箱發(fā)送探空儀設置指令，查看信息反饋狀態(tài)。示意圖見圖9?！荨?.5m50m干電池被試探空儀通用基測箱圖9近程無線通信性能測試示意圖5.7供電在-30℃環(huán)境中，探空儀處于待施放狀態(tài)，采用干電池供電，接通電源的同時計時，并用頻譜儀檢測探空儀的發(fā)射信號，間隔15min測量1次電池的電壓直至探空儀信號不穩(wěn)定或消失，記錄電池放電平均時間。示意圖見圖10。低溫測試箱低溫測試箱干電池被試探空儀頻譜儀探空接收機數(shù)據(jù)處理終端數(shù)字萬用表圖10供電測試示意圖5.8采樣時間通過導航探空接收機接收同頻點探空儀信號，查看原始數(shù)據(jù)中采樣時間分辨率。示意圖見圖6。5.9功耗將探空儀開機通電后，使其靜置5min穩(wěn)定后，對其進行功耗測量。具體的測量方法可采用：在探空儀電池輸出回路中串入電流表，通過對電池的端電壓及輸出電流的測量，計算得到功耗數(shù)值。示意圖見圖11。干電池干電池被試探空儀電流表電壓表圖11功耗測試示意圖5.10傳感器--溫度元件：將探空儀（Ⅱ型）的熱敏電阻置于恒溫槽中，其測量電路放在槽外，用探空儀采集器采集測量電路的輸出溫度信號，測試點的溫度穩(wěn)定后，計算機同時錄取標準溫度值和測量電路輸出溫度值。示意圖見圖12。參考測試點：-90℃、-70℃、-50℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、+20℃、+30℃、+50℃（具體測試點可以在計劃測試點附近±2℃范圍內(nèi)選?。?。恒溫槽恒溫槽穩(wěn)壓電源探空儀溫度傳感器計算機測量電路采集器圖12溫度傳感器測試示意圖--濕度元件：將探空儀（Ⅱ型）的濕度傳感器置于恒溫恒濕箱測試室中，其測量電路放在箱外，測試室溫度分別調(diào)至+25℃±2℃（常溫）和-30℃±2℃（低溫）。用探空儀采集器采集測量電路的輸出濕度信號，測試點的濕度穩(wěn)定后，計算機同時錄取標準相對濕度值和測量電路的輸出相對濕度值。示意圖見圖13。參考測試點：95%、80%、70%、50%、30%、20%、10%及10%以下的一個測試點（具體測試點可以在計劃測試點附近±3%范圍內(nèi)選取）。濕度箱濕度箱/雙壓法濕度發(fā)生器穩(wěn)壓電源探空儀濕度傳感器計算機測量電路采集器圖13濕度傳感器測試示意圖--氣壓元件：將氣壓傳感器置于壓力溫度觀測箱中，箱內(nèi)溫度分別設定為±15℃±2℃，壓力數(shù)據(jù)通過插頭送給數(shù)據(jù)采集器或者無線方式發(fā)送至導航探空接收機。測試點的氣壓穩(wěn)定后，計算機同時錄取標準壓力值和測量電路的輸出壓力值。示意圖見圖14。參考測試點：1060hPa、1013hPa、900hPa、700hPa、500hPa、300hPa、100hPa（具體測試點可以在計劃測試點附近±20hpa范圍內(nèi)選?。?。壓溫聯(lián)合控制箱壓溫聯(lián)合控制箱穩(wěn)壓電源探空儀氣壓傳感器計算機測量電路采集器圖14氣壓傳感器測試示意圖5.11探空儀定位準確度和定位時間--冷啟動定位時間：將24hour以內(nèi)未加電的探空儀安放在衛(wèi)星導航模擬器發(fā)出的信號環(huán)境中，給探空儀加電并開始計時設為T0，待出現(xiàn)穩(wěn)定的定位數(shù)據(jù)時間設為Ti，計算△T=Ti-T0。示意圖見圖15。數(shù)據(jù)處理終端數(shù)據(jù)處理終端穩(wěn)壓電源被試探空儀探空接收機衛(wèi)星導航模擬器圖15冷啟動時間測試示意圖--熱啟動定位時間：方法1：主控芯片有備電時（廠家提供說明是否具有備電），衛(wèi)星導航模擬器發(fā)出的信號環(huán)境中，探空儀定位12.5min后，衛(wèi)星導航模擬器保持工作狀態(tài)，關(guān)閉探空儀等待不超過2hour；然后給探空儀加電并開始計時設為T0，待出現(xiàn)穩(wěn)定的定位數(shù)據(jù)時間設為Ti，計算△T=Ti-T0。示意圖見圖15。方法2：主控芯片無備電時（廠家提供說明是否具有備電），衛(wèi)星導航模擬器發(fā)出的信號環(huán)境中，探空儀通過控制線纜連接，穩(wěn)定定位12.5min后，探空儀保持通電工作狀態(tài)，關(guān)閉模擬器信號等待不超過2hour；然后通過線纜給探空儀發(fā)送重啟指令，同時打開模擬器信號，并開始計時設為T0，出現(xiàn)穩(wěn)定的定位數(shù)據(jù)時間設為Ti，計算△T=Ti-T0。示意圖見圖16。數(shù)據(jù)處理終端數(shù)據(jù)處理終端穩(wěn)壓電源被試探空儀探空接收機衛(wèi)星導航模擬器圖16熱啟動（方法2）時間測試示意圖--重新捕獲時間：將探空儀安放在衛(wèi)星導航模擬器發(fā)出的信號環(huán)境中并給探空儀加電，待北斗或GPS出現(xiàn)穩(wěn)定的定位數(shù)據(jù)后，關(guān)閉衛(wèi)星導航模擬器，待確定沒有定位數(shù)據(jù)后，打開衛(wèi)星導航模擬器，同時記錄時間設為T0，待定位信息再次出現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)時記錄時間為Ti，計算△T=Ti-T0。示意圖見圖16。--數(shù)據(jù)更新周期：通過導航探空接收機接收同頻點的探空儀，在數(shù)據(jù)處理終端查看探空儀的數(shù)據(jù)時間并記錄。示意圖見圖15。--測風模塊定位和測風定位性能：選取探空儀接收衛(wèi)星導航模擬器發(fā)出的信號，對模擬的已知標準定位信息進行檢驗，采用批量統(tǒng)計的方法檢驗北斗-GPS模塊定位經(jīng)度、維度和高度測量誤差。示意圖見圖15。5.12環(huán)境適應性低溫測試：1）工作條件：將2個處于施放包裝狀態(tài)的探空儀置于低溫觀測箱中。在箱內(nèi)處于自然溫度條件時，用頻譜儀在箱外測量發(fā)射中心頻率、頻譜寬度，并觀察信號是否正常。用干冰或其它制冷方法降低溫度至-70℃，穩(wěn)定2hour重新測量發(fā)射頻率、頻譜寬度，并觀察信號是否正常。結(jié)合動態(tài)施放進行低溫工作條件試驗，通過地面接收機記錄施放初始和空中環(huán)境溫度最低點時的發(fā)射頻率、頻譜寬度，并觀察信號是否正常，-70℃以下溫度在動態(tài)比對測試中驗證。示意圖見圖17。2）貯存條件：將2個探空儀（含電池，但不通電）置于低溫觀測箱,溫度至于-50℃持續(xù)16hour。貯存前、后分別測量每個探空儀的發(fā)射頻率、頻譜寬度，并觀察信號是否正常。測試后，在室內(nèi)正常溫度條件下，用探空儀作負載分別對Ⅱ型和長時探空儀電池進行放電特性測試，記錄電池的放電總時間，每間隔10min記錄1次電池的輸出電壓。示意圖見圖17。低溫測試箱低溫測試箱干電池被試探空儀頻譜儀探空接收機數(shù)據(jù)處理終端數(shù)字萬用表圖17低溫測試示意圖高溫測試：1）工作條件：測試在高溫觀測箱中進行，溫度設置為+50℃穩(wěn)定2hour，測試項目同低溫工作條件測試。示意圖見圖18。2）貯存條件：將2個探空儀（含電池，但不通電）置于高溫觀測箱,溫度至+60℃持續(xù)16hour。測試項目同低溫貯存條件測試。示意圖見圖18。高溫測試箱高溫測試箱干電池被試探空儀頻譜儀探空接收機數(shù)據(jù)處理終端數(shù)字萬用表圖18高溫測試示意圖濕熱測試：只進行恒定濕熱測試，在濕熱觀測箱中進行；測試時應先升溫至規(guī)定值然后再升濕；測試前后應分別進行檢查和測試。1）工作條件：溫度+35℃，相對濕度95％。將2個探空儀用外接電源供電，以施放工作狀態(tài)置于濕熱觀測箱的自制支架上，使探空儀正常工作。相對濕度達到95％后維持12hour，開始進行測試，測試項目同低溫工作條件測試。示意圖見圖19。2）貯存條件：將4個探空儀（含電池，但不通電）置于濕熱觀測箱的自制支架上，調(diào)節(jié)溫度到+40℃，相對濕度95％，測試時間為48hour。檢查、測試項目同低溫貯存條件測試。示意圖見圖19。濕熱交變箱濕熱交變箱干電池被試探空儀頻譜儀探空接收機數(shù)據(jù)處理終端數(shù)字萬用表圖19濕熱測試示意圖低溫-低氣壓（溫度-高度）測試：測試在觀測箱中進行，抽取4個探空儀進行測試。測試時，探空儀用干電池供電，處于施放包裝狀態(tài)，。將探空儀置于觀測箱內(nèi)，關(guān)閉箱門，用頻譜儀、接收天線和檢波器在箱外接收探空儀信號，觀察探空信號是否正常，同時用頻譜儀測量中心頻率、信號強度和頻譜寬度。測試條件：箱內(nèi)溫度從室內(nèi)自然條件開始，逐漸下降至-70℃，溫度達到-70℃后開始降低觀測箱內(nèi)壓力，最低至5hPa。試驗過程中，同步在箱外接收探空儀信號，觀察探空信號是否正常，用頻譜儀測量中心頻率、信號強度和頻譜寬度。示意圖見圖20。低氣壓箱低氣壓箱干電池被試探空儀頻譜儀探空接收機數(shù)據(jù)處理終端數(shù)字萬用表圖20低氣壓測試示意圖淋雨測試：選取2個被測探空儀，在室內(nèi)采用淋雨試驗室模擬技術(shù)指標要求的降雨強度100mm/h～150mm/h，雨滴直徑0.5mm～4.5mm，持續(xù)時間30min，其中，降水區(qū)域應包括探空儀全部范圍。降水過程中和停止降水后采用頻譜儀或接收機連續(xù)觀察探空儀信號，記錄探空儀信號正常。示意圖見圖21。淋雨房淋雨房干電池被試探空儀頻譜儀探空接收機數(shù)據(jù)處理終端圖21淋雨測試示意圖振動測試：將2個探空儀按包裝狀態(tài)放在振動臺上用夾具夾緊，然后作單一頻率正弦振動，頻率10Hz～20Hz、加速度29.4m/s2，持續(xù)振動時間30min。測試試驗后探空儀是否形變，按工作狀態(tài)連接通電，用頻譜儀觀察信號，發(fā)射機應有相應的頻譜及調(diào)制信號。運輸測試：將2個探空儀按包裝狀態(tài)放在模擬運輸試驗臺用夾具夾緊，然后按加速度29.4m/s2，頻率4Hz，持續(xù)時間2hour,測試試驗后探空儀是否形變，按工作狀態(tài)連接通電，用頻譜儀觀察信號，發(fā)射機應有相應的頻譜及調(diào)制信號。5.13機械強度采用目視檢查、卡尺測量相結(jié)合，檢查運輸振動前后裝箱狀態(tài)、包裝狀態(tài)的探空儀，施放狀態(tài)的探空儀是否符合要求。5.14材料與表面處理采用目視檢查。5.15包裝、運輸和標識采用目視檢查外包裝、內(nèi)包裝、成套性、標識。5.16貯存可靠性廠家提供傳感器2年貯存可靠性報告。6動態(tài)比對測試動態(tài)對比測試采取同球多探空儀施放比對方法，以RS41GPS探空系統(tǒng)作為參照系統(tǒng)?；禍y定：施放前按《常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務規(guī)范》（中國氣象局2010年）對探空儀進行基值測定，基值測定在電子探空儀基測箱中進行。探測性能測試同球探空儀施放：每次施放時，其中1個RS41型探空儀，參試單位提供探空儀2個，參試探空儀測風模式采用衛(wèi)星導航模式，依照動態(tài)測試性能指標判定其動態(tài)一致性和準確性。施放次數(shù)：探測性能測試參試的探空儀施放30次，每天4-6次（要考慮與業(yè)務探空儀的規(guī)定等壓面對比）。施放地點：選定兩個不同氣候區(qū)的臺站進行試驗。觀測記錄：每次觀測過程中記錄探空儀運行情況，詳細記錄探空觀測數(shù)據(jù)、基值測定、地面瞬間觀測、放球時間、觀測終止時間、探空終止原因、最大探測高度和最遠探測距離等。電磁兼容性技術(shù)指標：采用綜合有效措施抑制探空儀自身產(chǎn)生和來自周圍環(huán)境的電磁干擾；保證探空儀各組成單元在預定的電磁環(huán)境中協(xié)調(diào)工作。測試方法：在動態(tài)比對測試中驗證，同球施放多個探空儀，各探空儀均正常工作及合格。7施放可靠性在兩個不同氣候區(qū)的3-4個常規(guī)高空氣象觀測站總計施放180次，其中在自動探空系統(tǒng)中施放10次。每次施放1個被試衛(wèi)星導航探空儀，值班人員應詳細記錄系統(tǒng)運行情況（附件2），觀察探空、測風數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品生成是否異常，并檢查質(zhì)控碼是否標識正確，質(zhì)控后的數(shù)據(jù)是否符合《常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務規(guī)范》（中國氣象局2010年），同步檢查不同廠家探空儀與接收機、探空儀與自動探空系統(tǒng)的兼容通用性。當遇有故障時，值班人員詳細地記錄系統(tǒng)的故障出現(xiàn)時間、故障現(xiàn)象、故障原因，并通知測試技術(shù)組，由測試技術(shù)組確認后協(xié)調(diào)廠家進行排查處理。8遠程探測能力遠程施放3次，統(tǒng)計每次施放被試探空儀的最大探測高度和最大探測距離，評估高空系統(tǒng)遠程探測能力。被試探空儀的最大探測高度受限于氣球升空高度，最大探測距離達到或超過200km≥2次即為合格。五、合格判據(jù)1靜態(tài)性能測試（含資料審查）對被試單位提交的材料進行檢查，材料齊全評定為合格。按照需求書要求，根據(jù)靜態(tài)性能測試（包括外觀結(jié)構(gòu)檢查、功能性檢測、電氣性能測試、安全性測試、環(huán)境適應性測試、電磁兼容通用性測試、測量性能測試等）結(jié)果對探空儀各項功能及其指標進行評定，符合需求書的要求為合格。2動態(tài)比對測試（含遠程探測能力測試）按照規(guī)定等壓面和分層數(shù)據(jù)計算溫度、氣壓、濕度和風，對比分析被試探空儀與RS41GPS探空儀的系統(tǒng)誤差和標準偏差。在被試探空儀與RS41GPS探空儀的綜合標準偏差中，分離出RS41GPS探空儀的誤差，得出被試探空儀標準偏差，作為被試探空儀的動態(tài)誤差測量結(jié)果。用被試探空儀的標準偏差評價一致性和準確性，符合需求書的要求為合格。統(tǒng)計3次施放被試探空儀的最大探測高度和最大探測距離，被試探空儀的最大探測高度受限于氣球升空高度，最大探測距離達到或超過200km的≥2次，即為合格。3施放可靠性測試（含兼容通用性測試）觀測的總故障次數(shù)（觀測期間，探空儀由于電池異常、衛(wèi)星導航定位異常、信號發(fā)射異常、傳感器異常，造成地面探空儀無法施放、施放后重放球和數(shù)據(jù)無效的責任故障，評定為故障），依照《設備可靠性試驗成功率的驗證試驗方案》（GB/T5080.5-1985）R0=0.9，DR=1.75，α=β=0.05，nf=227，rRE=31，取前227次放球如r≤30，則為合格。同時，給出故障記錄，提供每次故障的原因、出現(xiàn)部位、排除的方法和故障排除時間等數(shù)據(jù)和說明，在此基礎上對衛(wèi)星導航探空儀可靠性做出定性結(jié)論，符合需求書的要求，則為合格。施放可靠性測試中觀察探空、測風數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品生成是否異常，并檢查不同廠家探空儀與衛(wèi)星導航探空接收機、自動探空系統(tǒng)的兼容通用性，能兼容并正常使用的，則合格。六、結(jié)果評定根據(jù)測試結(jié)果，全部滿足衛(wèi)星導航探空儀功能規(guī)格需求書中要求判定為測試通過。各測試環(huán)節(jié)按照逐步通過，順序開展。具體如下：靜態(tài)性能測試（含資料審查）符合功能規(guī)格需求書的要求，則靜態(tài)性能測試（含資料審查）通過，出具相應的測試報告，進行動態(tài)比對測試。動態(tài)比對測試（含遠程探測能力測試）符合功能規(guī)格需求書的要求，則動態(tài)比對測試（含遠程探測能力測試）通過，出具相應的測試報告，進行施放可靠性測試。施放可靠性測試通過以后，出具相應的測試報告，并形成最終的衛(wèi)星導航探空儀測試報告。

探空儀數(shù)據(jù)格式探空儀交互協(xié)議序號幀頭命令描述數(shù)據(jù)方向數(shù)據(jù)說明幀尾1設置探空儀頻點7FFFFF0xF6XXXFreqz(2B)+DIV（1B）例如：Freqz=403，設置為(F-400)*1000+1=3001=0x0BB9=0x0B,0Xb9；DIV=0x01（該字節(jié)固定不變）；無10020x02PAGEXXX-OK/Error(1B)0:失?。?:成功10032查詢探空儀頻點7FFFFF0xA8XXX無無10020x08PAGEXXX-Freqz(2B)參照上面設置頻點命令10033設置空口速率7FFFFF0xA4XXXB(1B)B:0:2400bps

1:4800bps

2:9600bps無10020x04PAGEXXX-OK/Error(1B)0:失??；1:成功10034查詢空口速率7FFFFF0xAAXXX無無10020x0APAGEXXX-B(1B)B:0:2400bps

1:4800bps

2:9600bps10035設置發(fā)射機功率值7FFFFF0xf7XXXB(1B)B:0~3,（3：高功率；0、1、2：低功率）無10020xf7PAGEXXX-OK/Error(1B)0:失??；1:成功10036查詢發(fā)射機功率值7FFFFF0xe2XXX無無10020xd2PAGEXXX-B(1B)B:0~310037設置工作模式7FFFFF0xedXXXB1(1B)+B2(1B)B1B2:0x040xfc工廠模式(關(guān)閉P波段射頻發(fā)射)

B1B2:0x010xfd發(fā)射模式(禁用數(shù)據(jù)質(zhì)量控制)B1B2:0x110xfd發(fā)射模式(使能數(shù)據(jù)質(zhì)量控制)無10020xedPAGEXXX-B1(1B)+B2(1B)B1B2:0x040xfc工廠模式

B1B2:0x010xfd發(fā)射模式(禁用數(shù)據(jù)質(zhì)量控制)B1B2:0x110xfd發(fā)射模式(使能數(shù)據(jù)質(zhì)量控制)10038查詢工作模式7FFFFF0xecXXX無無10020xecPAGEXXX-B1(1B)+B2(1B)B1B2:0x040xfc工廠模式

B1B2:0x010xfd發(fā)射模式(禁用數(shù)據(jù)質(zhì)量控制)B1B2:0x110xfd發(fā)射模式(使能數(shù)據(jù)質(zhì)量控制)10039系統(tǒng)軟件復位7FFFFF0xeeXXX無無10020xeePAGEXXX-B(1B)B:0x111003探空儀探測數(shù)據(jù)編碼格式字節(jié)位置定義說明1-4碼組標識符幀頭（0x7f0xff0xff0xee）5-8采集板編碼探空儀識別碼(例如0x190x050x060x10)9數(shù)據(jù)包標識0/1/2……10UTC時間:hourhour11UTC時間:min秒數(shù)據(jù)為0～599（擴大10倍），占10位，需要與min的字節(jié)合并，min為0～59，占6位，將秒的2位移至min的第7～8位上。12UTC時間:秒13定位狀態(tài)0/114-17經(jīng)度-πtoπ（正數(shù)表示東經(jīng)，負數(shù)表示西經(jīng)）18-21緯度-π/2toπ/2（正數(shù)表示北緯，負數(shù)表示南緯）22-25海拔0～600000（比例因子是10）26-27北向速度比例因子為100，分辨率為0.01m/s，范圍是-327.68m/s到327.67m/s。28-29東向速度30-31垂向速度32衛(wèi)星數(shù)接收到衛(wèi)星數(shù)（GPS+BD最多24）33HDOP定位準確度因子（飽和值為25.5，即如果大于25.5時，輸出值為25.5。其比例因子是10）34衛(wèi)星狀態(tài)信息包編號狀態(tài)信息包編號和參與解算衛(wèi)星數(shù)（暫定分8組））35-46衛(wèi)星狀態(tài)信息一組3個衛(wèi)星，每組4字節(jié)（包括衛(wèi)星號、是否參與計算、載噪比、仰角和方位）。47-50溫度1(原始)（unsignedlongint）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后，即：B0B1B2B351-54預留預留4字節(jié)55-58溫度2(原始)（unsignedlongint）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后，即：B0B1B2B359-62預留預留4字節(jié)63-64濕度1（原始）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后，即：B0B165-66預留預留2字節(jié)67-68濕度2（原始）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后，即：B0B169-70預留預留2字節(jié)71-73氣壓原始低字節(jié)在前，高字節(jié)在后，即：B0B1B274氣壓附溫（計算）（signedbyte）分辨率1℃，-40~6075-77預留預留3字節(jié)78數(shù)據(jù)質(zhì)量控制Bit0:溫度監(jiān)控1-正常；0-異常；Bit1：濕度監(jiān)控1-正常；0-異常；Bit2：氣壓監(jiān)控1-正常；0-異常；Bit3：海拔監(jiān)控1-正常；0-異常；Bit4：溫度露點差監(jiān)控1-正常；0-異常；79電壓監(jiān)控電池電壓，比例因子為10，分辨率為0.1V，0~10.0V80盒內(nèi)溫度監(jiān)控比例因子為1，分辨率為1℃，-40~50℃81采樣時間比例因子100，采樣時間保留2位小數(shù)，0.01s～0.99s82-83溫度1（計算）（signedshortint）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后比例因子為100，分辨率為0.01℃，-99.00~99.0084-85溫度2（計算）（signedshortint）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后比例因子為100，分辨率為0.01℃，-99.00~99.0086-87濕度（計算）（unsignedshortint）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后比例因子為100，分辨率為0.01%RH，0~100.0088-90氣壓（計算）低字節(jié)在前，高字節(jié)在后比例因子為100，分辨率為0.01hPa，0~1200.0091-94預留預留4字節(jié)95-96數(shù)據(jù)組流水號高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，0~6553597預留預留1字節(jié)98-99校驗和字尾（16比特校驗和為無符號短整型數(shù)，其為所有信息字節(jié)（包括幀頭）求CRC-CCITT16校驗和。低字節(jié)先發(fā)，高字節(jié)后發(fā)。）字節(jié)34-衛(wèi)星狀態(tài)包編號表示本數(shù)據(jù)包中衛(wèi)星狀態(tài)信息的編號（3bit），從0開始，要發(fā)送24顆衛(wèi)星的狀態(tài)信息，則該編號為0～7；以及參與解算衛(wèi)星數(shù)（5位）；字節(jié)35-46衛(wèi)星狀態(tài)信息中，共三組，每組四字節(jié)，第一字節(jié)中7bit表示衛(wèi)星號（其中GPS的衛(wèi)星號為1～32，北斗2的衛(wèi)星號為實際衛(wèi)星號＋50。），第8個bit代表該顆衛(wèi)星是否參與計算，參與計算則為1，不參與計算則為0；信噪比占用1個字節(jié)；方位和仰角信息合并占用2個字節(jié)，仰角最大為90，占用7bit，方位角最大為360，占用9bit，需要將方位角的1個bit移至仰角所占字節(jié)中。字節(jié)9數(shù)據(jù)包標識為探空儀發(fā)射兩種狀態(tài)的標識，0為探空儀校準數(shù)據(jù)傳送給地面終端的格式；7為探空儀探測數(shù)據(jù)傳送給地面終端的格式。HDOP（HorizontalDilutionofPrecision）：水平定位準確度因子。是描述水平坐標準確度的誤差程度，值為緯度和經(jīng)度誤差平方和的開根號值，值越小定位準確度越高，最準確時準確度近似1近程通信組網(wǎng)協(xié)議序號CLUSTERID方向幀頭數(shù)據(jù)說明幀尾1接收其他設備地址信息0x1001PAGEXXX-3F3FFFType(1B)+ID(1B)+NwkAddr(2B)+PNwkAddr(2B)+MacAddr(8B)Type:1:探空儀2:終端3:基測箱ID：自定義設備標號NwkAddr:網(wǎng)絡地址PNwkAddr:父節(jié)點網(wǎng)絡地址MacAddr:MAC地址無2發(fā)布設備網(wǎng)絡地址信息0x1003XXX3F3FFFTAddr(2B)+res(6B)+RAddr(2B)+res(6B)+JAddr(2B)+res(4B)TAddr：探空儀網(wǎng)絡地址RAddr:熔斷網(wǎng)絡地址JAddr：基測網(wǎng)絡地址Res:為保留字節(jié)無3串口數(shù)據(jù)無線透傳0x1002XXXPAGEXXX-BFBFFFSType(1B)+SID(1B)+DType(1B)+DID(1B)+DTUdata(?B)Stype:自身設備類型SID:自身設備IDSType:目標設備類型DID:目標設備IDDTUdata:要透傳的一串數(shù)據(jù)無中心節(jié)點上電自動建立網(wǎng)絡，終端節(jié)點上電自動加入網(wǎng)絡。其中參數(shù)設置如下zgApsUseExtendedPANID[Z_EXTADDR_LEN]={0x57,0x58,0x43,0x2D,0x00,0x00,0x00,0x01}；(擴展網(wǎng)絡ID)ZDAPP_CONFIG_PAN_ID=0x2019DEFAULT_KEY="{0x58,0x59,0x5A,0x32,0x30,0x31,0x39,0x30,0x35,0x32,0x37,0x31,0x36,0x35,0x30,0x31}"只有上述三個參數(shù)相同的設備才可自動組網(wǎng)。建立、加入網(wǎng)絡成功后，即可按照上述協(xié)議進行網(wǎng)絡地址信息記錄和數(shù)據(jù)無線透傳（應用層的端口號為8）?？赏競鞯拿盍斜硪姳鞟.1。

附件1測試數(shù)據(jù)文件格式命名及要求1觀測情況文本文件文件名：SYQK_XX_YYYYMMDD_HH.txt（HH為放球時間，XX為廠家編碼）文本格式：第一段：單位名稱第二段：GIIiiiyyyymmdd.hhG：GPS探空數(shù)據(jù)文件；IIiii：臺站區(qū)站號；yyyy：探測開始時間（年）；mm：探測開始時間（月）；dd：探測開始時間（日）；hh：探測開始時間（時）；第三段：探空接收設備型號第四段：探空接收設備生產(chǎn)廠商第五段：探空儀參數(shù)保留4096個字節(jié)用于保存施放的探空儀參數(shù)，各廠家根據(jù)各自探空儀的情況在該數(shù)據(jù)段中自行定義，未用完的字符用空格填充。第六段：施放地點（臺站參數(shù)，每個參數(shù)單獨一行）臺站名稱；臺站所在省、市、區(qū)名；臺站所在地址；臺站區(qū)站號；測站海拔高度；臺站所在地經(jīng)度(精確到0.1度)；臺站所在地緯度(精確到0.1度)；施放次數(shù)。第七段：施放參數(shù)（每個參數(shù)單獨一行）探空儀儀器號碼（######）；施放時間（北京時，####年##月##日##時##分##秒）；終止時間（北京時，####年##月##日##時##分##秒）；終止原因，終止原因在“球炸”、“信號突失”、“干擾”、“信號不清”、“設備故障”、“儀器故障”、“放棄”七種原因中由人工選擇；終止高度(位勢米)；施放前太陽高度角(精確到0.1度)；施放后太陽高度角(精確到0.1度)；氣球平均升速（米/秒，###）；氣球最大升速（米/秒，###）；氣球最小升速（米/秒，###）；施放次數(shù)（###）。第八段：基測（每個參數(shù)單獨一行）基測箱溫度值(℃，##.#)；基測箱濕度值(%RH，###)；氣壓表附溫讀數(shù)(℃，##.#)；氣壓表附溫器差(℃，##.#，第一位為正負號)；氣壓表附溫訂正后值(℃，##.#)；氣壓表讀數(shù)（hPa，####.#）；氣壓表器差（hPa，##.#，第一位為正負號）；氣壓表讀數(shù)訂正后值（hPa，####.#）；氣壓表綜合訂正值（hPa，##.#，第一位為正負號）；氣壓表綜合訂正后值（hPa，####.#）；探空儀溫度基測值(℃，###.#，第一位為正負號)；探空儀溫度儀器值(℃，###.#，第一位為正負號)；探空儀溫度變量值（基測值-儀器值，℃，##.#，第一位為正負號）；探空儀氣壓基測值（hPa，####.#）；探空儀氣壓儀器值（hPa，####.#）；探空儀氣壓變量值（基測值-儀器值，hPa，##.#，第一位為正負號）；探空儀濕度基測值(%RH，###)；探空儀濕度儀器值(%RH，###)；探空儀濕度變量值（基測值-儀器值，%RH，###，第一位為正負號）；探空儀基測結(jié)論，在“合格！”和“探空儀基測不合格！”兩選一。第九段：瞬時觀測記錄（每個參數(shù)單獨一行）通風干濕表中干球溫度表讀數(shù)(℃，###.#，第一位為正負號)；通風干濕表中干球溫度表儀器誤差訂正值(℃，##.#，第一位為正負號)；通風干濕表中干球溫度表訂正后值(℃，###.#，第一位為正負號)；通風干濕表中濕球溫度表讀數(shù)(℃，###.#，第一位為正負號)；通風干濕表中濕球溫度表儀器誤差訂正值(℃，##.#，第一位為正負號)；通風干濕表中濕球溫度表訂正后值(℃，###.#，第一位為正負號)；相對濕度(%RH，###)；低于-10℃時的相對濕度(%RH，###)；氣壓表附溫讀數(shù)(℃，##.#)；氣壓表附溫器差(℃，##.#，第一位為正負號)；氣壓表附溫訂正后值(℃，##.#)；氣壓表讀數(shù)（hPa，####.#）；氣壓表器差（hPa，##.#，第一位為正負號）；氣壓表讀數(shù)訂正后值（hPa，####.#）；氣壓表綜合訂正值（hPa，##.#，第一位為