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能见度计算及LT31大气透射仪应用张英华1（民航云南空管分局气象设备室，昆明市，云南省 650200）摘要低能见度为影响航空器起降的主要气象因素之一，尤其是在大雾天气的时候，观测员更加依赖于能见度仪的测量数据。
为此本文详细介绍了气象能见度定义、计算方法及LT31大气透射仪在实际应用中遇到的问题及排除方法。
关键词：能见度计算 LT31应用Visibility calculation and LT31 Transmissometer applicationZhang yinghua1(Branch of Yunnan Air traffic management,CAAC,Kunming 650200)Abstract:Low visibility is one of the important meteorological factors that affect aircraft take-off and landing, the observer are more dependent on visibility measurement instrument in the heavy fog weather conditions.This paper presents the Visibility calculation and LT31 Transmissometer encounter malfunctions and troubleshooting in practical applications.Key word：visibility caculation；LT31 application1 引言能见度对军事、航空、航海以及人类生存环境等方面都有直接影响。
对于航空气象来说尤其重要。
昆明长水机场在运行两年多时间内，已经多次出现大雾天气，导致航班无法起降。
在大雾天气出现时，能见度仪提供的能见度数值是不是与实际相符，此时对LT31大气透射仪提供的能见度数据将更加依赖。
民航江西空管大气透射仪故障维修探析摘要跑道视程（runway visual range 简称RVR）是民航运行中的一个重要飞行安全参数。
气象光学能见度（meteorological optic range，简称MOR）是估算RVR值的主要参数。
本文针对本单位大气透射仪LT31经常出现的故障进行多方面的详细分析、归纳和总结。
关键词跑道视程；气象光学能见度；大气透射仪故障维修前言跑道视程（runway visual range 简称RVR）是近几年随着科学技术的发展，用于航空业的一个重要飞行安全参数。
其主要用途是向飞行员、空中交通服务（ATS）部门和其他航空用户提供在低能见度情况下有关跑道能见程度的情报。
气象光学能见度（meteorological optic range，简称MOR）是估算RVR值的主要参数。
目前，国内民航气象主要采用大气透射仪LT31探测MOR值。
另外，该设备还具备探测大气现象的功能[1]。
本文针对本单位大气透射仪LT31经常出现的故障进行多方面的详细分析、归纳和总结，希望为读者和相关从业人员提供借鉴。
1 大气透射仪LT31探测原理LT31大气透射仪除了具有透射测量单元外，还配备了前散射仪PWD。
从探测原理上来说，既应用到了大气透射原理，还应有到了前散射原理，是透射探测和前散射探测的结合。
理论上透射测量在低能见度时比较精确，前散射测量高能见度时比较精确。
LT31正是透射和前散射测量相互弥补，在高能见度下LT31透射仪测量始终与前散射PWD测量进行校准，而在低能见度下则一直输出透射仪自身测量的MOR值。
LT31有测量CPU与主CPU，测量CPU负责收、发机的测量单元的各模块控制和信号处理的计算，并将测量参数发送给主CPU，主CPU安装在接收机内，主CPU负责全局指令和搜集各测量单元的测量参数作全局处理计算，包括收、发机测量CPU所有测量参数，背景光数据与PWD前散射参数，并负责状态诊断、成品数据输出和维护端口连接。
LT31大气透射仪的维护和校准作者：田秋萍来源：《科技视界》2017年第07期【摘要】LT31透射仪集成了一个前散射仪，用于对透射仪进行自动校准。
利用前散射仪在高能见度下的测量数值，不断对透射仪进行校准使得透射仪测量保持良好状态。
为此，本文详细的介绍了LT31 透射仪进行自动校准时所需满足的条件，以及如何人工校准LT31大气透射仪和PWD前散仪。
【关键词】LT31大气透射仪；PWD前散射仪；人工校准【Abstract】A forward scatter sensor is an integral part of the LT31 system.It is used to fully calibrate the transmittance measurement ing the measured values by forward scatter when the visibility is high，the transmissometer is constantly calibrated so that it can be kept in good condition.In this article，the LT31 auto-calibration situation and the steps of LT31 and PWD manual calibration are introduced in detail.【Key words】LT31；PWD；Manual calibration0 引言传统透射仪的校准基于人眼观察，而Vaisala LT31透射仪在正常情况下可不需要人工校准。
使用前散射仪来校准透射仪是因为前散射仪具有这样的优点：高能见度条件下，前散射仪在测量原理上没有精度限制；此外，窗口污染对于前散射仪测量精度只有微小的影响。
利用前散射仪在高能见度下的测量数值，不断对透射仪进行校准使得透射仪测量保持良好状态。
民航机场自动气象观测系统的维护及故障处理分析作者：范征东来源：《科学与信息化》2019年第16期摘要自动气象管系统在民航机场中有着广泛应用，其对于民航的进近、着陆引导来说都有着重要意义。
民航自动气象观测系统在实际应用期间，通过系统观测、收集等各种不同方式，完成对对机场各项气象数据的处理，从而为飞机的起飞、降落提供支持。
关键词民航机场;气象观测系统、系统维护;故障处理阿克苏机场位于塔里木盆地，天山南麓，为天然戈壁滩，该区域天气变化较快，这度飞机的起飞与降落会造成一定影响。
因此，为了确保阿克苏机场中飞机起飞、降落的安全性，应当在机场中合理应用自动气象系统。
但是，从实际应用情况来看，在对自动气象观测系统进行长期应用期间，系统的性能可能会受到影响，这会应影响气象观测的准确性，因此，要做好对系统的维护与故障处理的分析工作。
1 维护民航机场自动气象观测系统通常来说自动气象观测系统主要由三部分构成，分别为数据源处理器、通信传输器、传感器。
下面针对AviMet系统进行分析，其是MIDAS系统升级版，其是主要由通信存传输系统、气象传感器、数据处理终端，多个终端共同构成。
通信传输系统应用的为vaisala公司技术手段，其性能良好，在实际应用过程中不容易出现问题，使用简单，维护方便[1]。
在民航机场中，云高仪系统通常都被安装在近台，而长基线跑道视程系统和温度计、气压计等多被统一安装在下滑台附近，而系统运行期间，用于显示数据的各项子系统，通常都被安装在不同分类室中，例如观测、预报、设备室等，从而确保系统在运行中，各个子系统的作用都能够得到充分发挥。
在民航机场自动气象观测系统进行分析过程，对于系统运行情况的维护情况来看，在实际问题分析过程中，可以从数据通信系统入手完成相应的分析工作。
AviMet数据传输过程中主要是通过光纤和通信两种方式相融合的方式实现。
在维护民航机场自动气象观测系统时，可以通过对通信管理工具进行合理应用的方式，完成对相应的监控作业，同时，也能够完成对系统通信情况的合理判断，从而实现对系统的维护，使其系统在具体运行过程中能够发挥出应有的作用，完成对气象的准确观测，并且可以及时、准确地将获取到的数据反馈给相应的人员，为民航机场中飞机的起飞、降落提供支持。
维萨拉大气透射仪LT31精确可靠地确定跑道视程（RVR）减少了机场关闭时间，提高了运行安全性。
维萨拉大气透射仪LT31可以不间断地提供能见度数据，将维护要求降至最低。
维萨拉大气透射仪LT31，为CATIIIb级别机场提供准确可靠的单基线测量。
测量范围从10米到10000米LT31 精确可靠地自动测量RVR。
气象光学范围（MOR）从10米到10000米，覆盖了整个R V R 范围（ C A T I . . .CATIIIb)的需要和航空能见度(ICAO定义能见度)的范围要求。
LT31的精度符合TCAO和WMO的要求。
单基线系统即可满足整个测量范围，使整个测量方便经济。
白色LED提供宽谱光源LT31采用白色LED作为光源，白光在透射测量中可以提供最佳精度。
世界气象组织建议大气透射仪使用宽谱（白色）光源，因为窄谱光源（如激光或有色LED）会在某些天气现象下产生测量误差。
集成前散射仪进行自动校准集成在内的前散射传感器大气透射仪的校准传统上是依靠人工观测，可靠精确的校准需要非常好的能见度条件以及熟练的技术人员。
维萨拉专利开发的大气透射仪自动校准是基于一个集成在内在的前散射传感器，系统可以自动检测校准漂移并相应调节传感器设置。
气象条件不需要象人工校准那样好，LT31大气透射仪自动识别合适的条件。
自动校直对中偏移是导致透射率测量有误的主要原因之一。
对中的检查和调整还需要由具有专业能力且受过培训的人员来完成。
为保证测量精度，维萨拉大气透射仪LT31进行自动最优化校直。
随后无需人工进行。
自动最优化校直质量。
在恶劣天气条件下的校直质量由双杆结构保证。
外层管作为防风和防辐射罩，内层支撑结构不受热和几械外力。
降低污染一般来说，降水导致窗口污染增加。
LT31带有长而窄的天气防护罩，可以降低降水造成的窗口污染。
对于风造成的溅雨或灰尘，仪器配有强力风机。
风机在仪器窗口前形成气帘，这种特殊设计的气帘不会影响测量路径，不会造成测量误差。
【摘要】恶劣天气对航空安全会造成严重威胁，并成为制约航空安全、容量和效益的主要因素之一。
自动气象观测系统的应用，将大大提高民航气象的服务能力与水平。
lt31大气透射仪可测量大气能见度，是自动观测系统重要组成部分，掌握大气透射仪的工作原理及基本功能，可以快速判断出故障点，采取一切措施快速修复设备，对于确保飞行安全有着重要意义。
【关键词】自动气象观测系统大气透射仪工作原理根据国际民航组织有关规定，机场必须配备先进的自动气象观测系统，目前国内机场大多采用vaisala公司生产的设备。
2011年珠海机场进行了自动气象观测系统更新改造，引进了vaisal公司最新生产的avimet系统，其中配备了三套lt31大气透射仪，能够有效的测量跑道两端及跑道中间位置的能见度。
一、透射仪测量能见度原理vaisas生产设计的lt31透射仪采用的是光学透射式测量方法，其基本原理是通过计算光束由于大气吸收和散射引起的消光系数，算出光学视程mor。
工作时，由发射机发出一束光强为i0的平行光，通过l的大气衰减后，被接收机接收到的光强为i，测量两点的透射率可以计算出消光系数σ。
二、lt31透射仪基本功能1、测量能见度。
lt31大气透射仪可以直接测量发射机和接收机之间的大气透射率，计算大气通过散射和吸收后的消光系数，其提供了可靠有效的测量能见度或者mor的方法。
通过光学视程mor值可进一步用于估算跑道视程rvr。
lt31大气透射仪采用是单基线测量，基线距离为光发射机保护窗口平面和光接收机保护窗口平面的距离。
3、自动校直。
透射仪的校直质量会直接影响能见度的测量效果，受到外界多方面的因素影响，例如地基沉降，会造成校直质量降低，直接导致接收机信号降低，测量值出现偏差。
lt31透射仪具有自动校直功能，为了实现该功能lt31透射仪的发射机和接收机的光学套管被固定在万象悬架上，因此光学套管就可以在透镜位置上转动。
lt31的自动校直机制是建立在自动校准和窗口污染测量的基础上，通常来说，校直质量的降低和窗口污染的增加都会降低接收机的接收信号。
LT31大气透射仪的维护和校准
田秋萍
【期刊名称】《科技视界》
【年(卷),期】2017(000)007
【摘要】LT31透射仪集成了一个前散射仪,用于对透射仪进行自动校准.利用前散射仪在高能见度下的测量数值,不断对透射仪进行校准使得透射仪测量保持良好状态.为此,本文详细的介绍了LT31透射仪进行自动校准时所需满足的条件,以及如何人工校准LT31大气透射仪和PWD前散仪.
【总页数】2页(P250-251)
【作者】田秋萍
【作者单位】民航云南空管分局气象设备室,云南昆明650200
【正文语种】中文
【相关文献】
1.LT31大气透射仪能见度跳变故障案例分析 [J], 伊德日呼
2.大气透射仪LT31的测量原理及维护方法 [J], 王晶红;
3.关于能见度变化时LT31大气透射仪的优化测量与保障措施 [J], 刘桓怡
4.LT31大气透射仪介绍及故障分析 [J], 兰鑫; 徐颢玮
5.LT31大气透射仪能见度数据异常分析 [J], 刘晓明;孙建杰;安志强
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大气散射能见度仪原理引言：大气散射能见度仪是一种用来测量大气能见度的仪器。
它通过分析光在大气中的散射情况来估算能见度。
在本文中，我们将介绍大气散射能见度仪的原理及其工作方式。
一、大气散射原理大气散射是指光在大气中碰撞并改变方向的现象。
当光通过大气中的颗粒物质时，会发生散射作用。
颗粒物质的尺寸越小，散射作用越明显。
大气中的颗粒物质包括空气中的微小悬浮颗粒、水蒸汽、云雾中的水滴等。
这些颗粒会将光散射到各个方向，使得远处的物体或景象变得模糊不清。
二、大气散射能见度仪的原理大气散射能见度仪利用了大气散射原理来测量能见度。
它的工作原理基于以下两个关键步骤：1. 发射光束：大气散射能见度仪首先发射一束光束，通常使用红外或激光光源。
这束光经过准直器和滤波器，使其成为一个窄束，然后被发射到大气中。
2. 接收光信号：光束在大气中散射后，一部分光会沿着与入射光相反的方向返回到散射能见度仪。
这些返回的光信号被接收器捕获并转换为电信号。
三、测量能见度大气散射能见度仪通过分析接收到的散射光信号来估算能见度。
根据大气散射的特性，能见度与散射光强度成反比关系。
因此，当接收到的散射光强度较弱时，意味着能见度较低。
散射光信号经过接收器转换为电信号后，会经过信号放大和滤波等处理步骤。
接下来，这些处理后的信号会被传递给计算单元进行分析和处理。
计算单元使用预先设定的算法和模型来计算能见度。
四、应用领域大气散射能见度仪在许多应用领域中发挥着重要作用。
以下是一些常见的应用领域：1. 气象观测：大气散射能见度仪是气象观测中常用的仪器之一。
它可以用来监测大气能见度的变化，提供准确的天气预报和气象信息。
2. 航空领域：在飞机起降过程中，能见度是一个重要的安全指标。
大气散射能见度仪可以帮助航空员实时监测能见度，确保飞行操作的安全性。
3. 环境监测：大气散射能见度仪可以用于监测空气质量。
通过测量能见度，可以评估大气中悬浮颗粒物的浓度，进而判断空气污染程度。
能见度计算及LT31大气透射仪应用张英华1（民航云南空管分局气象设备室，昆明市，云南省 650200）摘要低能见度为影响航空器起降的主要气象因素之一，尤其是在大雾天气的时候，观测员更加依赖于能见度仪的测量数据。
为此本文详细介绍了气象能见度定义、计算方法及LT31大气透射仪在实际应用中遇到的问题及排除方法。
关键词：能见度计算 LT31应用Visibility calculation and LT31 Transmissometer applicationZhang yinghua1(Branch of Yunnan Air traffic management,CAAC,Kunming 650200)Abstract:Low visibility is one of the important meteorological factors that affect aircraft take-off and landing, the observer are more dependent on visibility measurement instrument in the heavy fog weather conditions.This paper presents the Visibility calculation and LT31 Transmissometer encounter malfunctions and troubleshooting in practical applications.Key word：visibility caculation；LT31 application1 引言能见度对军事、航空、航海以及人类生存环境等方面都有直接影响。
对于航空气象来说尤其重要。
昆明长水机场在运行两年多时间内，已经多次出现大雾天气，导致航班无法起降。
在大雾天气出现时，能见度仪提供的能见度数值是不是与实际相符，此时对LT31大气透射仪提供的能见度数据将更加依赖。
做好LT31大气透射仪的日常维护和故障处理就更加重要。
为此，本文详细介绍了气象能见度计算方法及昆明机场LT31大气投射仪在实际应用中遇到的问题及排除方法。
2 能见度定义及计算能见度定义：白天，正常人的视力在地平线附近的天空背景下，能看到合适的黑色目标物的最大水平距离。
在夜晚，无光的背景下，能够看到和辨认出光强为1000cd的灯光的最远距离。
影响能见度的三个因素：目标物与背景之间的亮度对比以及视觉对比感阈（视觉对比感阈平均约为0.02，视力好的可小至0.005）和大气透明度。
对于航空来说，为了安全起见，多采用稍高一些的视觉对比感阈值。
世界气象组织（WMO)和国际民航组织（ICAO）都采用0.05作为阈值[1]。
这时实际上也是气象光学视程。
气象光学视程：色温为2700K的白炽灯发出的平行光辐射通量，经过大气削弱，衰减至初始作者信息：张英华男，1980年生，硕士，工程师。
研究方向：气象仪器及应用Email:21743044@值的5%所通过的路径长度。
白天能见度计算公式：σε/ln -=L （1）； 若视觉对比感阈取0.05则：σ/3=L （2）； 若视觉对比感阈取0.02则：σ/912.3=L （3）。
L ：能见度数值；ε：视觉对比感阈 σ：消光系数夜晚能见度计算公式：2R Ie E Rσ-=（4）E ：观察者处的照度阈值；R ：夜间能见距离；σ：消光系数；I ：目标灯光强度表1：照度视阈E 与背景光亮度的关系[2]求解（4）式中的R ，需要求解02=--R Ie E Rσ这个非线性方程，该方程肯定有解，所得解R就是夜晚能见度的数值，因此可以采用牛顿迭代法计算，其迭代关系式为：)()('1n n n n x f x f x x -=+[3]。
为使用迭代计算采用EXCEL 表来实现[4]。
具体方法为：选择EXCEL 中文件→选项→公式→启用迭代计算→最多迭代次数（X ）：20；最大误差：0.001。
最后确定即可。
MOR 计算公式：σ/3=MOR （5）；σ：消光系数若视觉对比感阈取0.05则白天能见度就是MOR 值。
透光率计算：Be T σ-=（6）；σ：消光系数 B ：基线长度，这里取30米根据以上公式计算50米到2500米对应的数值如表2。
状况照度阈值 (Lux)背景亮度(cd/m2)黑夜 8 x 10-7 4 - 50 黄昏/清晨 8 x 10-5 51 - 999 正常白天 8 x 10-4 1000 - 12000 明亮白天8 x 10-3大于12000表2： 能见度计算表 透光率变化 透光率 MOR 消光系数 人观测能见度 夜晚能见度 白天偏差 夜晚偏差 0.165298888 50 0.06 65.2 176.64 15.2 126.64 24.13% 0.40656966 100 0.03 130.4 314.76 30.4 214.76 14.22% 0.548811636 150 0.02 195.6 438.89 45.6 288.89 8.88% 0.637628152 200 0.015 260.8 554.11 60.8 354.11 4.31% 0.740818221 300 0.01 391.2 766.32 91.2 466.32 2.53% 0.798516219 400 0.0075 521.6 961.31 121.6 561.31 1.65% 0.835270211 500 0.006 652 1143.72 152 643.72 1.17% 0.860707976 600 0.005 782.4 1316.26 182.4 716.26 0.67% 0.893597347 800 0.0038 1043.2 1638.29 243.2 838.29 0.43% 0.913931185 1000 0.003 1304 1936.41 304 936.41 0.63% 0.927743486 1200 0.0025 1564.8 2215.85 364.8 1015.85 0.46% 0.937737036 1400 0.0021 1825.6 2480.03 425.6 1080.03 0.35% 0.945302781 1600 0.0019 2086.4 2731.36 486.4 1131.36 0.28% 0.951229425 1800 0.0017 2347.2 2971.61 547.2 1171.61 0.23% 0.955997482 2000 0.0015 2608 3202.16 608 1202.16 0.86%0.96464029325000.001232603742.737601242.73注：人工观测能见度计算时视觉对比感阈取0.02;LT31基线长度30米。
从表中可以得出以下结论；人工观测能见度（视觉对比感阈取0.02）比MOR 测量值偏大0.304倍。
低能见度时，透光率变化大，但能见度数值变化小，也可以说能见度对透光率的变化不敏感。
例如MOR 从50米变到100米，透光率变化了24.13%。
高能见度时，透光率变化小，但能见度数值变化大，也可以说能见度对透光率的变化很敏感，例如MOR 从2000米变到2500米，MOR 变化500米，透光率仅变化了0.86%。
也就是说，能见度仪在测量低能见度时精度高，数值更加真实可靠。
测量精度最准确的能见度数值为三倍基线距离（若基线为30米，则该数值为90米）。
注：测量精度最准确的能见度数值为三倍基线距离结论推导如下：ReT σ-=（7）得出R T ln =σ（8），结合L e L σεεσ-=⇒=-ln ，得到T R L ln ln ε=（9），对L求导可得到dT TT RdL ln ln ε-=（10），将（9）式代入（10)得到T T dT LdL ln -=（11）。
T ：大气透光率，R ：基线长度，σ：消光系数，L ：能见度，ε：视觉对比感阈。
当0→T ，0ln →T T 。
因为0lim )()(ln lim ln lim 0''100=-==→→→T T T T T T T T 。
当1→T，0ln →T T 。
求T T ln 的最值在（0，1）区间内。
1ln )ln ('+=T T T 。
令eTT11ln=⇒=+。
此时由dT引起的LdL变化最小，当05.0=ε时，则L=3R处误差最小。
若R=30m(基线长度），则L=90m。
3 LT31大气透射仪应用3.1 LT31大气透射仪测量原理Vaisala 透射仪 LT31 直接测量光发射机和光接收机之间的大气透光率。
通过测量包含散射和吸收之后的平均消光系数计算MOR。
透光率测量使用单基线系统，基线距离为光发射机保护窗口平面和光接收机窗口平面之间的距离(本场安装的基线距离为30米）。
依据透光率来计算MOR。
3.2 LT31大气透射仪人工校准[5]当LT31测量数值与实际相差较大时，需要用到监控终端进行LT31远程校准，下面介绍远程校准步骤：1.在maintenance终端，打开远程维护软件（Sensor Terminal），选择并连接需要校准的LT31。
2.Open 1（open空格 1之后回车）3.进入0> level 1 （输入后回车）4.Password：LT31 （输入后回车，注：LT大写）5.进入1>calibrate visibility （输入后回车，默认以PWD前散射仪测量的能见度数值校准）6.或者1>calibrate visibility 15000 （输入后回车，依据人工观测的能见度实际数值校准）7.校准完成后，1>level 0（输入后回车）8.0>close （输入后回车）9.在Sensor Terminal断开与LT31的连接。
注：5和6步只需选择一种校准方式校准即可。
3.3 LT31大气透射仪出现的问题及排除方法3.3.1 MOR测量值回升较慢及排除在日常的维护和巡检时发现22#站点的LT31在天气由低能见度变为高能见度时，回升较其他几个点要慢一些，譬如当下能见度已经大于5000米，而22#站点的LT31显示能见度为800米。
感觉该站点LT31的校准门限偏高进而不会及时进行自动校准。
为此，修改了LT31透射仪的校准门限（从10000米修改为4000米），步骤如下：1: 0>level 3 （password SESE）2: 3>configure AC.PWDMORMIN 40003: 3>configure AC.PWDWMOMAX 10近期观察22#站点LT31数据由低能见度到高能见度回复的都比较快，设备恢复正常。
