大气透射仪和前向散射仪备份的机理浅述
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摘 要：上海浦东机场I，II跑道南北两个下滑台共四个点均各装有一套大气透射仪（以下称为MITRAS）和一套前向散射仪（以下称为FD12p）用于测量气象光学视程（MOR）。MOR是计算跑道视程（RVR）的重要参数。为了使RVR的提供万无一失，这四个点均以MITRAS作为测量MOR值的主用设备，以FD12p作为备用设备。本文将阐述以下这两种设备测量MOR值的备份机制。
关键词：大气透射仪 前散射仪 备份
设备原理简单介绍
1. MITRAS：通过测量发射机和接收机的光强来计算MOR值。计算公式如下
MOR=3B/-lnT 其中
B为发射机和接收机间的有效基线长度，单位：米
T为光束在大气中从发射机发出穿越有效基线长度至接收机所测得光通量的比。
2. FD12p：发射机发射红外光的脉冲，与发射机呈33°的接受机检测空中粒子散射的光，并测量接受脉冲的强度，来计算MOR。
从原理上看，MITRAS是直接测量发射光线的透光率，而FD12p是通过空气中粒子的散射来推断能见度，所以，MITRAS的准确率应该在FD12p之上。
输出格式
机务员们都知道，当我们用维护终端连接到传感器后，MITRAS的输出数据格式和FD12p是完全不同的，那么系统是如何能够同时辨认两种传感器的数据呢？其实，这是因为它们各有多种不同的输出数据格式。数据格式是两种设备能够互为备份的关键因素，我们来看他们各自的数据输出格式。
1. MITRAS：共有6种格式输出，分别可用命令MES 0，MES 1，MES 2，MES 3，MES 4，MES 5来实现，限于篇幅，以下仅列出能得到能见度值的信息格式：
1） MES0
1988-12-31 23:59.59 ID 1 V2450 CV2870 B1200 S4101
2） MES1
DATE TIME TM(I) R(I) T(RAW) T(NOC) V(NOC) T(COM) V(COM)
1988-12-31 23:59:59 2543 3211 1.0500 0.8500 2450 0.8720 2870
3） MES2
DATE TIME TM(T) TM(C) TM(WTP) R(T) R(C) R(WT)
1988-02-04 12:30:59 30.8 0.9500 0.9992 31.2 0.9400 0.9985
4） MES5
V 4607 CV 13830 B ///// S0101
以上各项所代表的分别为：V――能见度，B――背景光亮度，S――传感器状态。
2. FD12p：FD12p共有八种信息格式，分别为MES0~7，以下仅列出显示测量出能见度值的信息格式：
1） MES0
00 6800 126.87
各位信息各代表了硬件故障，硬件警告，一分钟平均能见度和偏移频率
2） MES1
00 6839 52 0.3
各位信息各代表了硬件故障，硬件告警，一分钟平均能见度，瞬间降水类型和降水量
3） MES5
ID 1 V 1050 CV ////// B ///// S0101
4） MES6
ID 1 V 4550 B ///// S4101
5） MES7
00 6839 7505 L 52 61 61 0.33 12.16 0 23.4 12345
MES7主要用于我们的航空用途，其中第4项至第7项均为天气现象的代码，不同处在于是瞬时，15分钟和1小时。在此不做赘述。
从两者的输出格式我们可以看出，FD12p的MES5和MES6输出数据为模拟成MITRAS的输出，使得系统可以接受到FD12p的数据作为MITRAS的备份。
切换机制
正常情况下，我们一般都会使用MITRAS作为主用设备，因为相对来说在低能见度条件下，MITRAS的数据准确性要好于FD12p，但是在什么情况下系统会使用FD12p的数据呢？系统又是如何判断该用哪个数据呢？以我们的经验来看，似乎只有在MITRAS出现设备故障，导致无法测得数据或者线路故障导致数据传输中断的情况，系统才会选择FD12p的数据。其实不然。通过系统内自带的诊断软件（ROAdiag），我们可以清楚的了解系统所选择的设备。具体操作为：
1. 打开ROAdiag，连接系统。
2. 点击View选项下的Objects，我们能看到所有连接在系统中的传感器。以浦东2跑道南下滑处的设备为例，4_RVV_SENSOR_342代表MITRAS，6_RVV_SENSOR_342代表FD12p，双击，可看到相对应的传感器各状态，如图所示：
从以上两张图中我们可以看出，MITRAS和FD12p的背景光这栏均为红色，所以现在在用的仍然是MITRAS。如果MITRAS有一栏为红色，而FD12p均为绿色，则系统会选择FD12p的数据作为数据源。双击4_RVV_SENSOR则能够查看2跑道南下滑使用的是哪个传感器：
在最后一栏Selected sensor中，我们可以很直观地看到II跑道南下滑使用的是4_RVV_SENSOR_342,即正在使用MITRAS。
结束语：
RVR在机场II类运行过程中是极为重要的数据，而对我们设备维护人员来说，清楚的搞清大气透射仪和前散射仪的机理对平时的维修，维护具有一定的保证和促进作用，也能为机场的安全运行提供更可靠的保障。而对于VAISALA公司最新的测量MOR值的传感器LT31，由于FD12p无法模拟LT31的数据格式，使得LT31和FD12p之间无法做到RVR数据的备份，这一点也是我们将来着力解决的问题。
参考文献:
[2]VAISALA，WEATHER SENSOR FD12P User’s Guide
[3]VAISALA，Transmissometer MITRAS User’s Guide