技术领域  本发明涉及智能控制技术(Intelligence Control Technology)、网络技术(NetworkTechnology)、多媒体技术(Media Technology)、信息技术(Information Technology，IT)、计算机通信技术(Compunication Technology)、数据库技术(Database Technology)、互联网(Internet)技术、人工智能(Artificial Intell igence，AI)技术、气象技术、无线电技术等。

网络气象将气象观测和预报等信息，通过互联网安全地互操作。网络气象也称为智能气象、自动气象、绿色气象、电子气象等。网络气象利用公用网络(一般指互联网)，实现一个以信息通信、自动控制和广泛联系为基础的现代气象系统。网络气象将应用于利用互联网安全可靠地开展气象业务、分析和预报等领域；也适用于灾害天气、海洋、水文、森林防火、航空、农业、环境污染、生物、医疗卫生等应用气象的领域。

背景技术  气象仪器的测量方法可分为两类：一类属于接触式仪器，即仪器的感应元件与被测量物质直接接触，以测出被测物质的气象特性。另一类属于遥感式仪器，即利用接收被测物散射、反射、发射出来的电磁波或声波，以测出被测物质的气象特性。遥感按探测器的工作方式可分为主动式大气遥感探测和被动式大气遥感探测两种。

脉冲多普勒雷达(Radio Detection and Ranging，Radar)是一种新型相干雷达。它以多普勒效应为基础。当降水粒子相对雷达反射波束有相对运动时，可以测出接收信号与发射信号高频频率之间存在的差异-频移，而获得所需的信息。它不仅提供降水分布和定量估测，还提供了降水区域内风场信息，从而增添了预示天气未来变化的信息。

气象雷达是由晶体振荡器发出单频连续波，然后用方波脉冲进行调制，这种方波脉冲也是由该晶体振荡信号通过各种转换(如分频、整形、编程)后得到的。因此各脉冲之间具有确定的相位关系。从其回波信息中可获得多普勒频谱；采用专门的硬件或软件可以提取多普勒信息。

自动气象站按照提供数据的时效性，通常分为实时自动气象站和非实时自动气象站两类。

能够按规定的时间实时提供各种气象观测数据的自动气象站，称为实时自动气象站。

只能定时记录和存储气象观测数据，但不能实时提供观测数据的自动气象站，称为非实时自动气象站。

根据自动气象站是否有人工干预，可分为有人自动气象站和无人自动气象站。

由于探测的手段不同，应用探测的仪器不同，所需要探测的重点不同；大气探测可以分为地面气象观测、高空探测和专业气象观测。地面气象观测是利用气象仪器测定大气边界层中地面处最低层的气象要素值以及用眼睛对自由大气中的一些现象进行观测。地面观测项目主要有：云、能见度、天气现象、大气压、气温、湿度、风、降水、雪深、雪压、蒸发、日照、地温等。高空探测是用气球、雷达、火箭、卫星等工具对自由大气进行探测。

能够感受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用的输出信号的器件或装置，称为传感器。

自动气象站用的传感器一般由敏感元件和转换器组成，与通常使用的传感器差别不大。根据输出信号的特点，传感器可以分为模拟、数字和智能传感器三类。

微型计算机(personal computer，PC机)是自动控制系统的核心，其硬件和软件可实现各种自动气象站的控制功能。其中应用最广泛是工业微型计算机(industry personal computer，IPC)，也称为工业控制计算机。这种微型计算机的最大特点是改善了人机接口界面。微型计算机不仅具有性能稳定、运算速度快等优点，而且还具有高可靠性、环境适应性强的特点。

工业控制计算机能够在恶劣气象观测环境中可靠运行；能够与传感器、数据采集器等接口直接连接。气象站采用的数据采集器是自动气象站的核心。其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储和数据传输。

自动气象站需要具备高稳定性、无干扰的系统电源。在使用市电的地点，对备用电池充电，以备市电出现故障时使用。对计算机还配备不间断电源(UPS)和后备电池。在无市电的地点，采用电池供电，可用辅助电源对电池充电。辅助电源有：柴油或汽油发电机、风力发电机、太阳能电池板等。

能将计算机类设备连接到计算机网络的，并且具有处理信息流、包(packet)或者帧(frame)等在网络传输与接收中的所有各种功能的集成电路芯片，就是一种接口电路。它也适用于计算机或者网络之间的相互连接。它联接采集器与计算机、计算机与中心站、采集器与中心站等的通信连接设备。

气象塔根据测量的目的不同，塔的高度和塔上安装的仪器也有所不同。近地层、农田小气候等研究中使用的气象塔一般为几米和几十米高。有时可将电视发射塔、电力线的高塔兼做气象塔使用。

自动气象站各个传感器的感应元件输出的电量随着气象要素值的变化而变化；变化量被实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中；或者根据气象业务需要，编发气象报告，形成各种气象记录报表和气象数据文件。

无线电可以用于传输信息。每个移动终端都是一部无线电台，但发射功率不大，灵敏度不高。它们之间的通信依靠功率大的固定无线电台转接。这种固定的电台称为访问台(Access Point，AP)。

多媒体监控系统，其终端与传输设备采用模拟技术，设备庞大、连线复杂、操作维修不便，不利于系统的程序化控制，难以利用传统的通信网络(LAN、PSTN、ISDN等)进行数据传输，实现远程控制。

单位建立专用广域网，必需通过租用昂贵的专线或者采用虚拟专用网(Virtual Private Network，VPN)技术。租用昂贵的专线对单位是沉重的经济负担。安全性是VPN的一个重大问题。

气象设备自动化系统(Building Automation System，BAS)，不能直接通过互联网进行安全和可靠地互操作(Interoperability)。它的信息传输和自动控制，已经跟不上时代进步的要求和技术变革的步伐。

“云安全(Cloud Security)”系统需要解决四大难点：需要海量的客户端、需要专业的反病毒技术和经验、需要大量的资金和技术投入、必须是开放的系统而且需要大量合作伙伴的加入。

由人工或电子设备使被控对象按照一定要求状态变化的操作，称为控制；它分为人工控制和自动控制。控制功能包括气象仪器高精度定位控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

开环控制系统是指输出量对起控制作用的输入量没有影响的系统。其作用信号是单方向传递的。闭环控制系统是指输出量对起控制作用的输入量直接影响(负反馈)的系统。其作用信号按闭环传递。

发明内容  本发明任务是将各个优机网络或电子气象站等；分别通过辨机，与同一个公用网络互联而组成能够分析和预报天气等的网络气象；网络电脑中的电子控制器件控制自动仪器的气象观测等。

由传感器、采集器、控制器等所组成的具有获得各种气象要素等的设备，称为具有气象观测和探测功能的自动化仪器，简称气象自动仪器(或自动仪器)。

能够操纵、监控和管理气象自动仪器正常运行的计算机类器件，称为电子控制器件。例如通用计算机、PC机、可编程控制器(Programmable Logicol Controller，PLC)、可编程调节器、集成电路芯片等。

借助某些辅助部件与气象自动仪器相联系的并可以对其获得一定控制目的和特定控制功能的电子控制器件及其控制的自动仪器，称为电子控制器件控制的气象装置，简称气象电子装置(或电子装置)。其中与气象自动仪器之间的联系和部件之间的联系，可以是有线方式，如模拟信号或数字信号通过电缆进行联系；也可以是无线方式，如无线电波、微波等。

若干个气象电子装置中的电子控制器件及其连接线路(包括无线电路、通信线路等)，与至少一台通用计算机，采用网络拓扑结构所组成的局域网(可以是无线局域网)，称为电子气象站。它是一种专用网络。

通过辨机与同一个公用网络互联的各个专用网络之间能够安全和可靠地互操作(Interoperability)而组成的互联网络，称为智能电脑网络(Intelligent Personal Computer Network)；简称电脑网络(图1)。其中专用网络可以是局域网(包含电子气象站)、城域网或广域网。

电脑网络使人们从其中一个网络转到另一个网络时，不必考虑操作系统的兼容性。JAVA是一种跨平台高级编程语言。它屏蔽了计算机操作系统和硬件的细节。电脑网络是一个具有分布式集成化(Integrated)的开放性(Openness)复杂系统(Complex Systems)。

由电子气象站和其他气象专用网络所形成的电脑网络，称为气象电脑网络；在不混淆情况下，也称为电脑网络。电脑网络(Personal Computer Network)也称为PC网络。

以下所谓的公用网络，一般指互联网(Internet)、其他的公用有线网络和/或公用无线网络。

由电脑网络与气象自动仪器共同组成的系统，称为电脑网络气象，简称网络(Net)气象。它的主要组成元素是地面气象自动仪器、卫星遥感式自动仪器、电子气象站、气象预报中心、气象专用网、互联网等。

无线终端、访问台、无线计算机类设备、无线交换机和路由器等，都自含有天线和无线收发控制装置。

若干通用计算机、电子控制器件、电子气象站等按照拓扑结构组成的网络中，配备最优的或者人为指定的一台主机(Host)，称为该网络中优势功能计算机，简称为优机(图1)。该网络称为优机网络。优机网络是一种专用网络；可以是局域网、城域网或广域网；其介质可以是有线的(称为有线优机网络)，也可以是无线的(称为无线优机网络)；还可以是综合型的。例如，有线优机广域网、无线优机局域网等。

分别与一个优机网络(或其优机)和公用网络互联的、并控制这两个网络安全和可靠地互操作的服务器(Server)或对等机(Peer)，称为能够在公用网络中辨别和认识信息的通用计算机，简称为辨机(图1)。这个公用网络，也可以称为辨机网络。辨机网络可以是有线的或无线的，或综合型的。公用网络的路由器也可以是有线的或无线的。

网络气象将服务器、客户机、数据库服务器、访问台、气象自动仪器中的电子控制器件等，通过传输介质(可以是有线或无线)，使这些设备和器件之间能够形成互相协调、和谐工作的系统。

PC网络使辨机处于优机网络和同一个公用网络的唯一通道上(图1)。它通过辨机的控制功能，既可以实现优机网络和公用网络之间的逻辑隔离；又能实现各个优机网络之间互操作。

网络气象利用PC网络进行安全、可靠的业务服务，就可以随时随地、方便易用、即时交互等。它为气象业务的信息流、交易流、资金流(有偿气象服务)等的交互与共享、全天候跨地区与低成本的信息处理和传输，提供了很好的技术支撑。

网络气象包含气象自动仪器和PC网络两个体系。PC网络对气象自动仪器的控制功能是分散化和层次化的；即各个气象自动仪器位置分散、控制动作分散；同时控制功能又可以相对集中、统筹兼顾。网络气象中所增加的一些优机网络或电子气象站，可以直接或通过辨机接入公用网络，扩充网络气象原来的规模。网络气象可以减少某些优机网络或电子气象站；也可以增加/减少优机网络或电子气象站中的某些电子器件。网络气象具有可扩展、可剪裁、高可靠、高可信和复杂适应的功能。

网络气象可以实时监控气象自动仪器的工作状况，在故障发生之前尽量消除可疑隐患；在事故发生时也可以隔离故障区域，阻止事故扩散。

PC网络中优机网络或电子气象站的数据备份系统的结构(图2)，采用一种容量大、具有先进的自动管理功能但价格相对低的设备，对网络气象进行数据备份。它能提供对网络气象的数据中心、分支机构和部门的完整备份。

以下所谓的通用计算机或微型计算机一般指工业控制计算机；它含有与互联网的路由器之间接口电路。

工业控制计算机能够在恶劣气象观测环境中可靠运行；能够与传感器、数据采集器、可编程序控制器、执行机构或设施等接口连接；完成气象观测的实时数据采集、实时处理及实时传输的任务。

1、气象电子装置是根据大气探测的需要而开发的由电子控制器件控制的气象观测、分析或预报的系统。

传感器通常由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成(图3)。

气象的电子装置包含硬件和软件两大部分。其中硬件部分(图4)又可以分为模拟部分和数字部分。一般由PC机作为气象电子装置的电子控制器件。

气象自动仪器与电子控制器件通过介质(可以是无线的)互操作，可以进行数据收集、管理、数据格式编排和压缩、质量控制、数据订正等。气象的自动仪器与电子控制器件组成的系统，就是气象电子装置。其中的控制系统也称为计算机控制单元(图5)。

气象的自动仪器的控制单元的运行过程(图12)为：一旦某些气象自动仪器的控制参数值偏离了预定的标准值范围，伺服系统将该参数值反馈给电子装置，由相关的电子控制器件对有关的驱动控制电路做出相应的调整，使该气象自动仪器的控制参数达到预定的标准值范围，从而使气象自动仪器得到及时的控制，使气象自动仪器按照规定的要求进行观测。

1.1气象自动仪器一般由传感器、采集器、控制器等组成。气象电子装置(图6)由气象自动仪器、可编程序控制器、电子控制器件等构成。可编程序控制器的工作流程(图7)主要完成六个模块的处理。

气象自动仪器按测量方法可分为两类：一类属于接触式自动设备，即仪器的感应元件与被测量物质直接接触，以测出被测物质的气象特性。另一类属于遥感式自动设备，即利用接收被测物散射、反射、发射出来的电磁波或声波，以测出被测物体的气象特性。

遥感按自动探测器的工作方式可分为主动式大气遥感自动探测和被动式大气遥感自动探测两种。

同样为了保证气象的自动仪器观测结果具有广泛的比较性，必须使用同一种类型的传感器或自动仪器，遵守共同的观测方法和统一的观测程序，并按统一要求来整理观测记录。气象观测获取资料的代表性、准确性和比较性之间是互相联系、互相制约的。这“三性”同样是衡量气象自动仪器观测质量的重要条件。

气象电子装置的质量控制，是通过其硬件和软件自动地将不准确的观测资料数和缺测次数减小到最小量。其传感器内部检测是对每个传感器采样样本中似是而非数值和似是而非变化率的一种检测。

似是而非数值的检测是一种对测量值在变化极值范围所进行的粗略检测，可以提供检测值是否有误或者是否可疑的信息。这些变化极限值与物理变量和现象的特殊性有关，也取决于所选传感器以及数据采集硬件的检测范围。

似是而非变化率的检测是对事先确定的可以接受的水平上发生的似是而非的变化率所进行的。检测效果的好坏依赖于资料在时间上的一致性或持续性，并最佳地应用到高的时间分辨率(高采样率)资料上。同时，相邻样本之间的相关水平随着采样率的增加而提高。传感器之间的检测基于具体的气象观测和分析的原理；是对某个变量与其他变量之间内部一致性的检测。通过检测可以使气象观测的质量能够得到控制。

湍流是一种不规则运动，其流场的各个特征是时间和空间的随机变量；但它的统计平均值是有规律的。湍流运动可以分成两种运动的组合：一种是平均运动；另一种是脉动运动(或涡旋性质的运动)。脉动是起伏很不规则、尺度范围很广的运动；它的高频特征是不规则的。

由于湍流是近地面大气边界层的最基本的特性，所以大气边界层的测量可以分为平均量测量和脉动量测量。相应地，测量平均值的传感器，称为慢响应传感器；测量脉动值的传感器，称为快响应传感器。

平均温度廓线的测量：要求慢响应传感器(温度传感器)精度为0.01℃，分辨率为0.005℃。铂电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器、热电偶和晶体温度仪，都会满足要求。其中晶体温度传感器的精度最高，稳定性也最好。其输出量为频率，测量一段时间的频率计数求得平均温度，有利于提高测量精度。

温度脉动的测量：快响应传感器，如铂电阻丝、热敏电偶、热敏电阻和超声风速温度仪，都可以作为温度脉动测量的传感器。铂电阻丝以其体积小、高频特性好，应作为首选。

平均风速廓线的测量：要求慢响应传感器(风速传感器)的启动风速小于0.5米/秒，精度高于0.1米/秒。平均风速廓线的测量一般使用风杯式风速传感器、螺旋浆式风速传感器。

风速脉动的测量：其快响应传感器主要有热线风速仪和超声风速温度仪。野外型风速脉动的测量仪器为超声风速温度仪。这种仪器既可以测量风速，求得风向；又可以测量温度。

湿度测量：其方法较多，传感器主要有干湿球法、露点湿度表、高分子吸湿材料制造的湿度传感器等。

湿度脉动的测量：其主要有三种不同的方法；分别为水汽对紫外辐射的吸收(Lyman-α湿度仪)，水汽对红外辐射的吸收(红外湿度仪)，微波折射与湿度的依赖关系(微波折射仪)。其中Lyman-α湿度仪是一种最简单也是最常用的湿度脉动的测量仪器。它有一个Lyman-α源，一个氧化氮探测器。源和探测器的管道需要氟化镁作为窗口。水汽对Lyman-α发射线的吸收能力特别强，使得能够在较短的吸收路径(1厘米)上进行大气湿度的测量。这样就可以忽略大气中的臭氧和氧对Lyman-α射线的吸收所带来的湿度测量误差。

为了获得最好的精度，Lyman-α湿度仪常常与露点湿度表同时使用；这样可对Lyman-α湿度仪不断进行修正。红外湿度仪是通过二个相邻波长的红外线在传输过程中被吸收量的差别来测量湿度的。两个波长中一个位于水汽的高吸收区；另一个位于水汽的低吸收区；吸收路径一般为0.2-1.0米；光束通常使用一个机械的斩波器作调制以获得探测讯号。

系留探空仪可测量地面至1000米高度的大气温度、湿度、风速、风向、气压等气象要素。

系留探空仪的温度、湿度传感器由两个相同的线性敏电阻组成，其中一个作为湿球包裹了一层纱布；在电路设计中只测量干球温度以及干、湿球之间温度差。测量范围为-50-50℃，精度为±0.5℃。

系留探空仪的气压传感器采用电容式空盒压力传感器，测量从地面至1000米高度的气压；测量范围为0-100hPa，精度为±1hPa。

系留探空仪的风速测量采用轻便三杯式风速传感器，测量范围为0.5-20米/秒，精度±0.25米/秒。其在15°的倾斜范围内对倾斜不太敏感；并以脉冲量输出。风速的测量以一段时间的平均值，一致性较好。风向传感器利用地磁作为参考，风向传感器是由一个漂浮在油中的指南针、一个环形电阻和可编程控制器组成。可编程控制器定时闭合用来确定接触点与固定点之间的电阻，从而确定风向；测量范围为0-360°。

系留探空仪的各种传感器信号调制成大小适宜的电压信号，经过一个多路开关选通器后，加到一个压控振荡器(VCO)上，产生一定频率信号，经调制由发射机将信号发出。地面接收机将信号传输计算机处理。

以上各种气象自动仪器对外输出的气象要素信号和对内输入的控制信号，都要经过接口处理，以匹配气象自动仪器与其相对应的电子控制器件之间的通信协议。气象的自动仪器及其相对应的电子控制器件，共同构成气象电子装置(图6)。

分别由以上这些自动仪器构成的相应气象电子装置的内部，可以采用不同的计算机操作系统和连接线路等。但各种气象电子装置的外界接口电路必须兼容网际协议(IP)，以便与通用计算机、优机或辨机等的标准接口电路相匹配。

现有气象自动仪器的供应厂家自行设计其硬件和软件，使气象自动仪器具有不同的软件和硬件模块、不同的编程语言、多种实时操作系统、非标准化接口等，带来使用上和维修上的复杂性。

气象电子装置有不同的类型：地面气象电子装置、高空气象电子装置、遥感和专业气象电子装置等。

1.2地面气象的自动仪器主要由传感器、采集器、控制器等组成。地面气象的电子装置利用地面气象的自动仪器测定大气边界层中地面处最低层的气象要素值；它可以对自由大气中的目测和人工观测项目进行编辑；能够实现通信组网和气象观测的远程监控。

地面观测项目主要有：云、能见度、天气现象、气压、气温、湿度、风、降水、雪深、雪压、蒸发、日照、地温等全部或者部分气象要素。

地面气象的电子装置可以按业务需要，通过计算机输入人工观测数据；按照海平面气压计算公式自动计算海平面气压；按照湿度参量的计算公式计算水汽压、相对湿度、露点温度以及所需的各种统计量；编发各类气象报告；按照要求形成观测数据文件；编制各种气象报表。

业务软件根据地面气象业务的需要编制。它的主要功能：参数设置、实时数据显示、定时数据存储、编发气象报告、数据维护、数据审核、报表编制等。

采集软件一般存储在采集器中，功能主要有：接受和响应业务软件对参数的设置和系统时钟的调整；实时和定时采集各个传感器的输出信号，经计算、处理形成各气象要素值；存储、显示和传输各气象要素值；灾害天气报警；运行状态监控等。

地面气象的自动仪器自动采集温度、气压、风向、风速、湿度、蒸发量、雨量、日照、辐射、地温等全部或者部分气象要素；其传感器一般由敏感元件和转换器组成，与通常使用的传感器差别不大。

根据输出信号的特点，传感器可以分为模拟、数字和智能传感器三类。

地面气象的电子装置的数据采样速率和算法符合基本要求；能直接从显示器读取气象业务要求的瞬时数据和定时数据；时钟误差不超过30秒/月。同时可使用交流或直流供电；电源保证至少7天正常工作等。

当人工观测值输入地面气的象电子装置后，传感器内部和传感器之间的检测就会自动进行规定的某些一致性检测。例如：现在天气与能见度；现在天气与云量；云高与云遮；海面浪高与风速等。

以上地面气象的自动仪器的信号对外的输出和电子控制器件的控制信号对内的输入，都要经过接口进行处理，以匹配它们之间的协议。该系统还可以备有键盘和显示装置，作为数字信号输入/输出的接口。

地面气象的电子装置的内部可以采用不同的计算机操作系统和连接线路等。但地面气象电子装置的外界接口电路必须兼容网际协议(IP)，以便与通用计算机、优机或辨机等的标准接口电路相匹配。

现有地面气象的自动仪器的传感器和采集器的厂家自行设计其硬件和软件，使数据采集器具有不同的软件和硬件模块、不同的编程语言、多种实时操作系统、非标准化接口等，带来使用上和维修上的复杂性。

1.3高空探测是用气球(或雷达、火箭、卫星)和高空探测的电子装置等对自由大气进行探测。

高空探测的电子装置由感应器、编码器、发射装置、地面接收器、电子控制器件等构成。其中感应器、编码器、发射装置等组成高空探测的自动仪器。它可以采用GZZ2-1型电码式高空探空仪或GTS1型数字高空探空仪；是用于测量高空温度、湿度和压力的探测器。GTS1型数字高空探空仪需要与GFE(L)1型的二次测风雷达配合使用。

高空探测的自动仪器测量高空的温度、湿度、气压和风速。它一般使用无线电与高空探测的电子装置进行联系；是一种遥测器。高空探测的自动仪器可以将感应的气象要素值转换为无线电信号，不断地向地面接收器发送。地面接收器接收该信号，通过电子控制器件处理后，可以迅速获得高空的探测结果。

高空风的测定一般有两种方法：一种方法是利用系留气球或飞机将测风仪器带到高空进行探测。另一种方法是采用施放测风气球并跟踪的方法；其有单经纬仪定点测风、双经纬仪基线测风；二次雷达测风等。

跟踪的目标物是有源的雷达，称为二次雷达。该有源目标物就是具有发射能力的“无线电回答器”。回答器受到雷达发射的“询问”脉冲触发，它以相同的工作频率，从空中发回“回答”脉冲。这种工作状态是构成二次雷达的基本特点。其有701二次测风雷达和CFE(L)1型二次测风雷达等高空探测的自动仪器。

高空探测的电子装置中电子控制器件一方面从地面接收器读取数据并进行处理和显示；另一方面发出指令，控制地面接收器的工作状态。电子控制器件采用轮询的方法，分别与自检/译码系统、测距系统、天线控制系统、接收器、发射器、发射/显示控制系统等进行通信。

高空探测的电子装置中天线以及馈线系统由抛物面天线、可调移相器、和差环、调制环、高频旋转关节、环形器、限幅器等组成。抛物面天线具有“聚焦”的特性，使得天线具有较强的方向性。发射器有远程、近程之分；其作用是在测距系统传送的发射触发脉冲控制下，定时地产生高频脉冲，通过天线向空间辐射，作为对“应答器”的询问信号。接收器是用于放大、解调探空仪发回的应答信号和探空信号的；其将应答信号从高频变成视频，传给测距系统，完成距离测定；同时传输到显示系统，供雷达操作员观测。测定回答器的答应信号相对发射器主波间的延时，从而测量雷达与答应器之间的距离，并将数据以串行通信的方式传输到电子控制器件，在其显示屏上显示出来。自检/译码系统的作用有两个：故障的自动检测和探空码数据录取。发射/显示控制系统包括显示控制和发射控制；其主要功能有两个：一是根据计算机的指令来切换示波器是测距还是测角显示；二是对发射器进行控制和保护；根据计算机的指令来开启或关闭发射器，并将发射器发生故障的各种保护信号进行电平交换后，传到计算机报警系统。

高空探测的自动仪器对外的输出和电子控制器件的控制信号对内的输入，都要经过它们之间接口进行处理，以匹配通信接口需要。该电子装置还可以备有键盘和显示装置，作为数字信号输入/输出的接口。

高空探测的电子装置的内部可以采用不同的计算机操作系统和连接线路等。但高空探测的电子装置的外界接口电路必须兼容网际协议(IP)，以便与通用计算机、优机或辨机等的标准接口电路相匹配。

现有的高空探测仪器的硬件和软件，大都是专用的和封闭的；很难对其进行升级换代的改造。

1.4主动式大气遥感自动探测的方法采用电子雷达(Radio Detection and Ranging，Radar)探测。

与气象电子装置的计算机控制系统相连接的雷达，称为电子雷达。它是一种遥感探测的气象电子装置。

大气遥感式自动探测器按探测器的工作方式可分为主动式大气遥感自动探测和被动式大气遥感自动探测两种。大气遥感自动探测器的原理：电子雷达定向发射的电磁波碰到目标物时，被散射返回的波(回波)当被电子雷达接收器接收时，可以用计算机控制系统的显示器显示气象目标物的位置和特性。

雷达气象方程是集中反应雷达回波强弱与气象目标物、雷达的各个参数以及距离等之间关系的表达式。其可以根据回波的强度判断降水区的物理状况，并正确地选择雷达的参数。

脉冲多普勒电子雷达是一种以多普勒效应为基础的新型相干电子雷达。当降水粒子相对电子雷达反射的波束有相对运动时，可测出接收信号与发射信号的高频频率之间存在的差异-频移，而获得所需的信息。它不仅提供降水分布和定量估测，还提供了降水区域内风场信息，从而增添了预示天气未来变化的信息。

气象电子雷达是由晶体振荡器发出单频连续波，然后用方波脉冲进行调制，这种方波脉冲也是由该晶体振荡信号通过各种转换(如分频、整形、编程)后得到的。因此各脉冲之间具有确定的相位关系。从其回波信息中可获得多普勒频谱；采用专门的硬件或软件可以提取多普勒信息。

脉冲多普勒雷达可以测定散射体相对雷达的速度，在一定条件下反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流情况等。

气象电子雷达的主要功能，可以分为以下几种：

脉冲对处理器(PPP)：不必对回波信号进行谱分析，是一种较为简便而又能实时处理的方法。它可以获得目标的回波总功率、平均径向速度以及径向速度方差。

傅里叶(Fourier)变换器：采用快速傅里叶变换(FFT)，可以精确实时地分析非高斯谱、多峰谱等气象信号。通过测量气象目标的多普勒速度和谱宽，就可以精确地分析气象的风场、雨滴谱分布和降水粒子所在气层的大气湍流情况。

相干记忆滤波器：同时对雷达探测范围内各个距离上实现粗略的谱分析。它主要由延迟线、参考信号发生器、单边带调制器、加法器四部分组成。单边带调制器的作用是使由延迟线输出的高频信号的载频产生一个频移，此频移量等于参考信号发生器的频率。此外它还产生一定的相移。这个已经频移的信号与以后输入的信号在加法器中相加后，又送到延迟线输入端，累加信号达到一定的数目而超过延迟线的带宽时，经包络检波器检出后，变成视频信号。

气象电子雷达的应用：

①回波强度的测量：可以利用气象电子雷达观测到的降水位置、移动方向、移动速度以及变化趋势等，预报降水开始和终止时间以及降水区域范围和强弱等。它广泛应用于天气预报、水文、森林防火、航空等。

②平均风场的测量：通过反演技术可以得到风场的分布情况。在探测大范围降水时，天线以固定的仰角做360度方位旋转时，记录到不同方位角的固定距离上降水粒子的径向速度。当电子雷达波束指向上风方向时，径向速度最小；指向下风方向时，径向速度最大；水平风速的余弦投影接近径向速度。实践证明，径向速度随方位角近以于正弦变化。

③粒子下落速度的观测：利用天线指向天预的单部多普勒电子雷达，在一定的科学假设下，可以取得雨滴的大小分布或降水粒子的降落速度谱；从而获得粒子的增长和气流的活动规律，以及对流风暴内部的环流，将用于风暴动力过程的研究。

④双多普勒电子雷达的观测：将两部气象多普勒电子雷达设在两个不同的地方；同时对同一个风暴目标进行扫描，则由电子雷达得到的两个径向速度场；它不需要假定在风暴场内部的风场是均匀的和时间上是稳定的，就可以利用计算机推演出精确的水平速度场，特别适用于对流风暴的观测和解释。

气象电子雷达的内部可以采用不同的计算机操作系统和连接线路等。但气象电子雷达的外界接口电路必须兼容网际协议(IP)，以便与通用计算机、优机或辨机等的标准接口电路相匹配。

现有的气象雷达由于不同的生产厂家采用不同的标准，所以很难进行联网或者升级换代改造。

1.5被动式大气遥感自动探测是利用大气或地面对太阳光的吸收、反射以及自身发射的能量，进行大气遥感的一种方法。该方法不需要人工辐射源。它可以利用卫星或气象卫星进行。

能够自动接收大气系统自身发射的或反射太阳光辐射能的遥感探测器，称为被动式自动遥感探测器，简称自动遥感器。它包括气象卫星携带的遥感器。

自动遥感器的分辨率参数有三个：空间分辨率、灰度分辨率、时间分辨率。气象卫星可以采用自动遥感器在空间对地观测，其主要依靠扫描镜或探测器阵列在一维或二维方向上扫描气象景物。

自动遥感器类型主要为：适合于极轨卫星的甚高分辨率辐射计(AVHRR)、高分辨率红外探测器(HIRS-2)、微波探测装置(AMSU)、中分辨率成像辐射光谱仪(MODIS)；适合于静止卫星的可见光红外自旋扫描辐射仪(VISSR)等。

被动式大气遥感自动探测中的卫星数据地面上的计算机处理系统(包括接收机)，称为遥感计算机。

遥感计算机和自动遥感器共同构成的系统，称为被动式大气遥感的电子装置，简称遥感的电子装置。

遥感的电子装置也是一种气象的电子装置。自动遥感器也是一种气象的自动仪器。

遥感计算机可以对自动遥感器传输的信号，进行数据收集、管理、定位、定标、数据格式编排和压缩、质量控制、数据订正等。

自动遥感器对外输入/输出的信号都要经过其接口进行处理，以匹配其与遥感计算机之间的连接。

遥感的电子装置内部可以采用不同的计算机操作系统和连接线路(包括无线电)等。但其外界接口电路必须兼容网际协议(IP)，以便与通用计算机、优机或辨机等的标准接口电路相匹配。

遥感计算机接收自动遥感器传送的卫星信号后，首先将原始的高分辨率图像资料(HRPT)进行卫星资料重新格式化，并分离成各种不同类型的数据流。将地球定位和仪器标定参数附加到资料中，成为在网格上准确定位的数据。微小的时标和定位误差在一般情况下可以忽略不计，必要时可以进一步通过图像、导航软件修正。如果有些扫描线经过鉴别后确认为漏测或误测，可以通过软件利用相邻扫描线的结果进行内插式修复。

现有的被动式遥感器一般与通用计算机不兼容，各个不同厂家的气象遥感器也不兼容。它需要开发专用的软件来追随硬件技术的进步，其技术滞后于实际要求的变化。

2、若干个气象电子装置(包括电子雷达等)中的电子控制器件等，与一台通用计算机，按照网络的物理拓扑结构(星形、环形、树形或总线形等)，通过传输介质(可以是无线的)短距离互相联接而形成的局域网，就是电子气象站(图8)。其中每个电子装置分别承担一种，或一种以上的气象观测和分析等业务。其中通用计算机存放电子气象站的操作系统软件等，控制电子气象站的功能。电子控制器件操纵自动仪器。

使用电子气象站可以提高监测站点的密度，提高监测时间的密度，提高监测资料的可靠性，保证监测站点的均一性，满足新的监测需要和要求，减少人为误差，降低监测费用等。

只要电子气象站的通用计算机接口既满足IP协议，又与现有自动气象站局域网对内部的接口相匹配。则电子气象站就既能够继承现有各种自动气象站的装备(宝贵资源)，保证现有资源的利用；同时又能够制定软件的统一标准，确保软件、硬件、通信的标准化，容易组网，为将来的拓展留有余地。

2.1电子气象站既可以人工输入资料，也可以对还不能全部自动化监测的目测项目或人工观测项目进行编辑；并且输入、存储或者输送这些信息。

电子气象站有多种类型，但其结构基本相同，由硬件和软件系统组成。其中：

硬件由气象的电子装置、系统电源、通信接口和外围设备(控制器、打印机等)等组成。它能识别和执行供应商特定的指令、代码和符合规定的程序等。

软件有采集软件和业务软件等。同时还可以配置计算机操作系统软件和远程监控软件等。

电子气象站的质量控制是通过适当的硬件和软件自动地将不准确的检测数据除去，将缺测次数减小到最小值。其前提是：每项观察值都是从相对大量经过质量控制的数据样本中计算出来的，将较大误差的样本剔除，而计算不受这些样本影响的数据。

硬件检测：在运行过程中，电子气象站中硬件的性能会因元器件的老化、放置在未测试的环境中、不适当的维护、仪器故障等原因而降低。利用电子气象站中的内置检测设备，可以使电子气象站主动地进行周期性的自检，并把检验结果提供给合适人员和存储在内务管理缓冲器中。通过对缓冲器进行检查，以区分测量值是正常、有误差或是可疑的。

报文检测：对于配备报文编码软件和传输报告的电子气象站，可以对软件在字符、数字格式等方面，与有关规定的一致性进行检测。当对某些值有怀疑时，可以采取适当的措施。

现有自动化气象站的供应厂家自行设计运行硬件和软件，使计算机系统具有不同的软件和硬件模块、不同的编程语言、多种实时操作系统、非标准化接口等，带来使用上和维修上的复杂性。

2.2电子气象站中的通用计算机(一般采用工业控制计算机)，可以进行自动编程，并控制相应的电子气象站的各个气象自动仪器的工作。同时在工作中，一般还需发对气象自动仪器的各种参数进行测试。

通用计算机系统软件，含有电子气象站的操作系统软件、数据库及其管理软件、语言处理(编程和编译程序)软件等。通用计算机支持程序的数据格式，能及时传输和处理具体任务，并驱动电子气象站的自动化工作。它采用通用计算机本身的实时操作系统，或者由计算机扩展成的实时操作系统。

电子气象站的操作系统，有DOS、UNIX/Linux、Windows等。它借助现成的通用计算机操作平台，实现实时控制。这是一种独立于硬件平台、与制造商无关的电子气象站操作系统。通用计算机的不少于一个的微处理器结构，能对电子气象站进行实时控制和管理。通用计算机传送经编译的功能程序和指令给各个气象的自动仪器。而各个气象自动仪器回传其气象观测和分析的信息给通用计算机。

现有的自动气象站，不能支撑广泛的覆盖功能；同时它也不能提供开放式信息网络框架。

2.3电子气象站可以采用面向对象的模块化设计，使得电子气象站的功能覆盖面大，可裁减性增强，便于满足不同气象自动仪器的需求。这是电子气象站的柔性化表现。它是一种现代化的控制模式。电子气象站带有自适应控制和工艺参数自动生成功能；可以在电子气象站中根据各个参数的变化，自动优化运行过程，从而达到提高生产率、增加电子气象站的寿命和保证质量。它可以建立以气象的物理参数等为支撑的、具有智能化的专家系统来指导自动仪器的运行。

现有的自动气象站，不能提供开放式信息网络框架；不能满足不同气象自动仪器的柔性化需求。

2.4电子气象站的智能化表现在电子气象站故障自诊断功能和模式识别技术，使电子气象站能够按照自然语言命令进行气象观测和分析。只要能描述某个气象的自动仪器的整个运行周期内的数学模型，电子气象站就能控制该自动仪器的运行质量，并实现标准化。

现有的自动控制系统的供应厂家自行设计运行硬件和软件，使控制系统具有不同的软件和硬件模块、不同的编程语言、多种实时操作系统、非标准化接口等，带来使用上和维修上的复杂性。

2.5电子气象站中实时控制可以分为“硬”实时和“软”实时两种。两者的差别在于是否使用专门的硬件来确保气象电子装置对特定的事件产生准确无误的响应。电子控制器件可以实时监控自动仪器的工作状况，在故障发生之前尽量消除可疑隐患；在事故发生时也可以隔离故障区域，阻止事故扩散。电子气象站对每一个元素都从安全性需求考虑，从整个系统的集成和平衡考虑；确保信息的安全和可靠。

电子气象站可以使系统软件开发者、设备制造商和设备使用者均能适应当地气象观测环境改变，或者新技术出现而要求的修改、扩充或设计新的电子气象站。这种方案能够使这三方面人员都最大限度地受益。

电子气象站通过气象的电子装置/电子控制器件，对各个气象的自动仪器实施综合监控与管理，以达到安全、可靠、经济和节能的目的；并使各个气象自动仪器始终处于最佳状态，确保气象观测和分析的经济性和管理的智能化。

现有的自动气象站的计算机控制程序一般都集中在单个计算机上，由于不同的运行厂家采用不同的软件标准，所以很难进行联网或者升级换代改造。

3、优机具有微处理器、数据存储器(EEPROM)、工作存储器(RAM)和程序存储器(EPROM)，并装有输入按键、显示器等。每个优机都有输入和输出接口电路。

3.1将一台优机、若干个客户机、数据库、服务器、电子控制器件和电子气象站等，采用网络拓扑结构，通过介质(有线或无线)相连接而组成的私有互联网络，称为优机专有网(图9)。

优机专有网可以是局域网、城域网，也可以是广域网。它的网络操作系统(Network Operating Sestem，NOS)是在优机和各个通用计算机原有操作系统上增加网络所需要的功能而形成的。

优机专有网具有互操作性(interoperability)、可移植性(portability)、可扩展性(expandability)、可縮放性(scalability)和即插即用(plug&play)特征。它一般是以分布式控制为原则，采用系统、子系统和模块分级式的控制结构；其构造是可移植的和透明的。

优机专有网的通用计算机或者电子气象站之间可以直接通过传输介质进行通信和信息交流。优机专有网极大地满足电子气象站对信息集成的需求，是实现新的运行模式的基础单位。它提供一种不依赖于具体电子气象站的中性机制平台，是一种崭新理念。它通过网络传递气象要素信息到通用计算机，由其将指令分配传送到相应的电子气象站，由相应的电子控制器件来控制气象的自动仪器进气象观测和分析。

为了在本地优机或远程进行监控电子气象站中某台气象的自动仪器工作状况，可在该台自动仪器上安装摄像头。采用网络多媒体技术，可以实现本地优机专有网内的视频实时发布；或者传送到其他节点。

优机专有网充分实现其中各个电子气象站之间的资源和信息共享，完全适应终端技术的开发模式。

优机专有网的终端在硬件结构优化的同时，还需要利用软件使终端部件化、智能化和嵌入化。利用软件，可以对优机专有网的终端增加智能。例如文字的识别和输入、汉语语音的识别和输入、自然语言的理解和机器翻译、图形的识别和理解、机器人视觉和计算机视觉等。

优机专有网终端还可以融合现有电视和微型计算机的功能，使其支持各种多媒体业务。例如视频气象。

利用优机专有网对电子气象站的可重构性和数据通信的兼容性，可以开发各种不同功能的电子气象站。

现有的专用广域网的资金和技术上还存在难以克服的问题，并且还缺乏很多电子控制器件互操作于专用网中的技术。它们通常是用来提供控制机制去管理相关设备。

3.2建立准确描述系统特征和行为的抽象模型(如数学模型或图形模型等)的过程，称为建模。

针对描述系统特征和行为的抽象模型，使用计算机详细分析系统特征和行为的模拟试验，称为仿真。仿真是对真实系统的模型进行数值试验的过程。在实施仿真时，首先要在描述系统的数学模型的基础上生成对象的仿真模型，并应建立与仿真目的相适应的模型。

建模包括静态建模和动态建模。在气象预报的仿真体系中主要是动态建模。

在优机专有网中，计算机仿真(图11)是通过对描述系统的数学模型进行分析、研究、数值试验来间接获得真实系统信息的一种技术，是对真实系统的数学模型进行数值试验的过程。

对一个特定的输入信号，通过拉普拉斯变换，求取系统的输出响应，称为系统的时域分析。

优机专有网采用计算机仿真方法，分析各种多输入、多输出的非线性系统和各种复杂气象系统，可在时域里模拟出气象系统的动态响应和系统中参数变化情况，具有周期短、费用低、结果准确可靠等。

天气系统是很庞大的体系；可以将它按照某种规则，分为各个小的、易于描述的部分；每一个小部分又可分为更小的部分，直到每一小部分(元素)都能够直接描述，分解过程才结束。它称为分解综合法。

气象系统动态特性计算机仿真的步骤可以用框图表示(图11)。

利用计算机仿真分析，控制系统动态性能，关键需要：建立描述控制系统动态性能的数学模型(建模)和选择适当的算法编制仿真程序(软件)。其中建模方法有传递函数法、状态空间法、功率键合图法等；软件开发有MATLAB软件、工具箱TOOLBOX和Simulik仿真工具。

数学模型就是描述系统的目前变量与将来变量之间关系的数学表达式，通常有两种方法：一种是输入/输出描述，如微分方程等；另一种是内部描述，适用于多变量系统。

天气预报的数学模型，可以根据力学定律、流体力学定律和地球大气的特性、结构、运动规律等；建立大气系统各种数学模型；并根据目前的气象观测资料；推算出未来天气状态，作出天气预报。

4、优机专有网可以是单独的通用计算机、单独的服务器、单独数据库服务器和单独电子气象站等。

4.1若干个优机专有网(或其优机)和/或电子气象站，分别通过辨机，与互联网互联，组建成各个优机专有网互操作的广域网，称为网络气象中的优机系统广域网，简称气象广域网(图1)。

气象广域网中每一个优机专有网都通过辨机的控制功能，既与互联网相互逻辑隔离；又使各个优机专有网之间能够利用互联网互操作。气象广域网及其自动仪器构成的系统，就是网络气象。

气象广域网满足交互式应用和稳定性要求；具有互操作性；可以区分一个具体信息的各部分不同安全性要求；可以使用公钥基础结构，进行认证和密钥分配。

气象广域网内的所有电子气象站中的电子控制器件与通用计算机之间，都可以相互通信。这种开放式大容量双向通信的网络模型，可以在不同的电子气象站之间安全可靠传送信息；成为一个信息动态的、实时交互的、即插即用的网络结构；并能快速适用于各种新的技术、应用和服务等。

气象广域网不仅能在互联网环境下，实现远程控制和视频监控气象的自动仪器；而且能通过互联网对通用计算机或电子气象站进行远程软件修改、故障诊断，实现群控。

如果变更某个优机专有网或电子气象站内部的电子控制器件或电子装置等；都不会影响与其相连接的气象广域网的性能。气象广域网中所有计算机、电子控制器件或气象电子装置，可以实现即插即用。

优机专有网内所有主机以及它们的组合形态均工作于同一个网络操作系统和业务系统的软件版本上，并随着版本的升级在优机专有网内增加业务功能，同时对整个气象广域网的业务提供新功能。

电子气象站通过气象广域网的实时控制，使各个电子气象站的投资效益明显提高，使电子气象站的效率和安全提高到一个全新的水平。

气象广域网是网络气象的一种气象信息运营模式；包含浏览器、服务器、客户机、数据库服务器、电子气象站等。

对于小型优机专有网，优机的程序模块可以直接插在辨机的扩展功能槽上。辨机与优机合并为同一台。

气象广域网采用数字化、智能化的多媒体远程监控系统；实现由模拟监控到数字监控的质的飞跃。它能够将监控的视频、音频、告警、控制等信号传送到该网涉及的每一个节点；可以远程遥控等。

4.2气象广域网的应用如下：

①在天气预报业务中，可以利用气象电子雷达观测到的降水位置、移动方向、移动速度以及变化趋势等，预报降水的开始和终止时间以及降水区域范围和强弱等。

②在水文业务方面，由于雷达能进行降水强度的测量，从连续的观测和采用一些特殊设备，可以迅速得到大面积的降水分布情况。在河流的流域范围内设立多部测雨电子雷达，通过网络气象的通讯传输线路传输到气象中心，便可以估计流域的降水量，为发布洪水警报和水库蓄、放水的业务提供服务。

③在云雾物理开究上，借助电子雷达研究云体的结构和生成以及发展规律等。在人工降雨、除雹等局部影响天气的试验上，一方面是利用电子雷达探测选择催化的云体部位和时机；另一方面在催化过程中和催化后，利用电子雷达观测、检验试验的效果。

④在森林防火上，旱季雷雨云活动造成的雷击往往使得树木燃烧，造成火灾。根据测雨电子雷达观测到森林区上空雷雨云活动的情况和规律，就可以加强警戒和预防，做好森林的保护工作。

⑤在航空气象方面，除了利用电子雷达观测结果进行降水预报外，还可以利用电子雷达探测的降水云层铅垂直结构数据，并根据回波的强度和发展高度来判断云中有无雷暴现象，为穿云飞行提供气象预报；利用航线上几个雷达的回波综合图，可以为航线预报提供依据；飞机起飞与降落时，根据测雨电子雷达观测的结果，了解飞机场附近区域内降水的细致分布和趋势，选择有利的起飞、降落路径；根据电子雷达对层状云降水观测到的零度层亮带现象和亮带上回波的情况来分析飞机的积冰条件。

4.3网络气象的多媒体远程监控系统(图13)由监控现场、传输网络和监控中心三部分组成。监控现场有两种工作方式：

①由气象广域网中的优机专有网的主机对不同地点进行实时监控，适用于近距离监控。摄像机或采集器捕获的视频信号既可以实时存储到本地的硬盘中，也可以只供观察。硬盘中的数据循环存放。

报警探头可以根据现场需要配置不同的类型以满足多种不同的要求等。气象电子装置将报警探头传来的报警信号收集起来并上传至本地处理设备。接到报警信号后，本地处理设备按照事先设置，采取一系列措施，如拨打报警电话、录像等。

②由气象广域网中某些主要电子气象站设立监控中心，对每个电子气象站的不同地点进行实时监控，适用于远距离监控。摄像机或采集器捕获的视频信号实时存储到本地的硬盘中，并通过气象广域网传至监控中心实时监视。

由本地处理设备将本地端报警的气象电子装置采集到的报警信息，通过气象广域网传送到监控中心。监控现场则按照监控中心传来的控制信令，进行命令格式分析，并按照命令内容执行相应的操作。

气象广域网中多媒体远程监控系统采用模块方式，可扩展；能根据需要生成与之相匹配的多级监控系统，并辅助以强大的软件控制。因此系统能够自动跟踪、记录在监控中发生的一切信息并存储起来，进行统计分类，定时完成输出打印工作，实现全自动化管理。

4.4气象广域网中监控中心的关键设备是中心处理主机，其将远端监控传来的经过压缩的图像码流进行解码，并送至监视器；选择接收任意一个远端的声音解码输出到扬声器，并将监控中心下行的声音编码传送给所选择的任意一个远端，也可以用广播方式将声音传送给多个远端；同时它还能接收远端上传的报警信息，下达控制指令给远端处理设备，控制远端的各种设备等。

通过地理信息系统，监控中心可以显示监控地点信息的地图。气象广域网的多媒体远程监控系统将视频和音频数字化，能够实现活动的多画面视窗，并完成任意分隔，静态存盘以及视频捕捉。由于传输网络是基于LAN/WAN的数字通信网络；可以实现点对点、一点对多点、多点对多点的任意网络监控组合，并能够通过建立网络间不同级别的安全权限，满足大型网络监控的需求。

现有的分布于远距离的各个专用网络互联组成的专用网络，必须租用昂贵的专用线路。

现有的虚拟专用网(Virtual Private Network，VPN)技术，容易被黑客(HACK)采用“反端口”技术攻克，入侵到防火墙后面的计算机或者数据设备。现有的防火墙，无法防御计算机病毒的攻击。

5、合作伙伴内部网络的优机等分别通过辨机连接于互联网，并与气象广域网互操作，就构成一个安全可靠的广域网，称为网络气象的业务综合广域网，简称气象综合网(图10)。气象综合网及其自动仪器同样也构成综合网气象。它们统称为综合网。

综合网可以实现用户主动获得网络气象的各种气象信息。它可提供一个用户接口电路，支持用户的参与。这个接口可以是多种形式的；也可以是一些简单的指示和警告灯，还可以是具体的网络互联的接口。

网络气象可以采用一种以数字化、智能化为特点的多媒体远程监控系统，实现由模拟监控到数字监控的质的飞跃，监控的视频、音频、现场告警与控制信号可以传输至综合网所及的每一个节点；人们可以利用综合网在不同地点同时监视、控制远程某些或所有场所；同时控制云台、镜头等设备而获得各种报警信号，进行远程指挥。综合网能够远程遥控电子气象站正常工作。

综合网可将多种具有信息采集功能的电子装置，如视频、音频、振动和温度等的微型综合传感器系统等，集成于公用网络，形成各种不同用途的有线和/或无线的综合网。

网络气象无所不在，其中的人、物、仪器之间可以随时随地通过网络进行信息沟通。

网络气象中远程与本地的资源、功能和服务都相同，它们的界限已经不存在。

网络气象可以实现各个优机网络、专用网络、设备之间的互联、共享和协同。

网络气象具备多播(Multicast)和定义单向流协调集的能力，支持特定应用的要求。例如视频气象需要多播服务，交互式电视(ITV)要求点对点服务和下行流与上行流不对称带宽。

网络气象支持流媒体传输模式：点对点(单播Unicast)或点对多点(多播Multicast)。

网络气象将业务技术领域和网络技术领域牢固地融合在一起。它使电子气象站系统依赖于PC网络的控制系统；并融合成为自动业务控制的、网络化的、满足广泛需求响应等的系统。

网络气象在开放式网络和自动化控制的基础上，覆盖了分布式电子气象站系统及其相关环节，并保证信息流、交易、气象和业务流的高度融合和统一。它是在PC网络平台上建造高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的业务和/或工作的电子气象站。

网络气象本质上是利用通信技术、控制技术和网络技术，实现自动化控制的电子气象站系统。它通过PC网络的自动调节，维持业务的自动运行等，达到了各个电子气象站更加可靠、经济、环保的根本目标。

现有虚拟外联网络技术，对于通过伪装外联网络或者专用网络的地址进行非法的企业内部信息资源访问和欺骗，无能为力；也无法避免黑客绕开身份认证和鉴别机制，伪装身份，破坏已有内部计算机连接。

用户网络/用户接口电路为网络气象提供了一个面向市场的接口电路。它相当于用户的“智能体”。它还能添加新的服务，如安全监控。用户网络能够随时获得各地的气象情况等。

附图说明