CE318 太阳光度计技术手册 中国气象局监测网络司 编写说明 为了满足中国气象局区域本底站业务化运行的需求，同时，为观测人员了解测量原理、对仪器进行操作和维护提供指导，为研究人员开展科研工作提供参考， 有关专家和有经验的业务技术人员共同编写了本材料。 本材料由中国气象科学研究院中国气象局大气成分观测与服务中心、北京市气象局和国家卫星气象中心共同组织编写。 I 目目目目 录录录录 1 概述 .1 2 系统结构及原理 .1 2.1 仪器工作原理. 1 2.1.1 大气光学厚度 . 1 2.1.2 气溶胶参数 . 2 2.1.3 改进 Langley 法 . 2 2.2 仪器结构. 3 2.3 技术指标. 5 3 系统安装及操作方法 .5 3.1 系统安装. 5 3.2 操作方法. 6 3.2.1 太阳光度计的启动和关闭 . 6 3.2.2 重要操作指令列表 . 8 3.2.3 天空扫描测量 . 12 3.2.4 自动模式测量 . 13 3.3 日常检查. 14 4 系统维护与校准 .14 4.1 系统维护. 14 4.1.1 检查系统的完整性 . 14 4.1.2 检测电池电压 . 14 4.1.3 检测仪器的时钟 . 15 4.1.4 检测机器人臂和光学头是否水平 . 15 4.1.5 检测仪器的跟踪和对准器 . 15 4.2 系统定标. 15 5 数据及格式 .16 6 安全及注意事项 .16 7 附录 .18 7.1 日检查表. 18 7.2 周检查表. 19 11 1 1 1 概述概述概述概述 大气气溶胶光学厚度的测量可反映气溶胶粒子对太阳辐射的消光作用。 世界气象组织的全球大气观测网（WMO-GAW）将大气气溶胶光学厚度的观测作为基本观测项目， 目的是对全球大气本底气溶胶的变化趋势进行长期观测，进而研究其对全球和局地气候变化的影响。同时气溶胶光学厚度的地基观测结果，也是对卫星光学遥感校准的一种重要的手段。WMO-GAW 推荐了两种通过直接测量太阳分光辐射求出气溶胶光学厚度的方法， 一种方法是采用一组短波截止滤光片和直接日射表相配合进行测量，另外一种是使用太阳光度计的测量方法。 我国区域大气本底监测站所使用的 CE318 型太阳光度计， 是法国 CIMEL 公司制造的一种自动跟踪扫描的太阳光度计。 该仪器在可见近红外波段有 8 个光谱通道，它不仅能自动跟踪太阳作太阳直射辐射测量，而且可以进行太阳等高度角天空扫描、太阳主平面扫描和极化通道天空扫描。CE318 能自动存储测量数据，并在测量完成后传输到计算机保存， 它还可以通过卫星 DCP 平台远程传输数据，实现无人管理自动测量、采集和远程数据传输。 CE318 测得的直射太阳辐射数据和天空扫描数据，主要用来计算大气透过率，反演气溶胶光学和其它特性，如粒度谱、相函数等。CE318 太阳光度计不仅是一种大气气溶胶环境监测仪器，也可在遥感卫星传感器辐射定标时进行大气光学参数的测量。 2 2 2 2 系统结构及原理系统结构及原理系统结构及原理系统结构及原理 2.1 2.1 2.1 2.1 仪器工作原理仪器工作原理仪器工作原理仪器工作原理 2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 大气光学厚度大气光学厚度大气光学厚度大气光学厚度 地面测得的直射太阳辐射 E（W/m2）在特定波长上根据 Bouguer 定律，有： gTmREE)exp(20= （1） 其中 E0是在一个天文单位（AU）距离上的大气外界的太阳辐照度，R 是测量时刻的日地距离（AU） ，m 是大气质量数， 为大气总的垂直光学厚度，Tg为吸收气体透过率。若仪器输出电压 V 与 E 成正比，则公式（1）可写成： 2gTmRVV)exp(20= （2） 其中 V0是定标常数，在大气相对稳定条件下，进行不同太阳天顶角情况下的太阳直射辐射测量，仪器输出电压 V 是 m 的函数，V0是从一系列观测值外插到 m 为 0 时的电压值 V。由 lnV+lnR2与 m 画直线，直线的斜率就是垂直光学厚度-， 截距就是太阳光度计在大气外界测得的电压信号 V0， 这就是常说的 Langley法。 大气总的消光光学厚度 由分子散射（Rayleigh） 、气体吸收消光（如臭氧，水汽）和气溶胶散射三部分组成， gar+= （3） 其中 Rayleigh 光学厚度r由地面气压测值计算出来， 在可见近红外波段气体吸收主要是臭氧和水汽的吸收。在没有气体吸收的通道，式（3）右边的第三项可以忽略，那么从总的光学厚度减去 Rayleigh 光学厚度，气溶胶的光学厚度就计算出来。 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 气溶胶参数气溶胶参数气溶胶参数气溶胶参数 对于气溶胶光学厚度，假定气溶胶粒子谱分布遵循容格（Junge）分布，垂直大气柱气溶胶粒子尺度谱分布如式（4） ： )1()()()(+=rzcdrrdNrn （4） 其中 r 是球形粒子的半径，N(r)为单位面积上气溶胶粒子总数， 是 Junge参数，因子 C(z)与高度 z 有关，正比于气溶胶的浓度。在 Junge 气溶胶谱类型和气溶胶复折射指数与波长无关条件下，气溶胶光学厚度与波长的关系满足公式（5） ： 2)(+=ka （5） 式（5）中 k 为 Angstrom 大气浑浊度系数，是波长 1m 处大气气溶胶光学厚度。由式（5）可知，我们可以通过测量气溶胶光学厚度的谱分布就能求出 和 k，利用 k 和 继而可以求出其它波长上的气溶胶光学厚度。 2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 改进改进改进改进 LangleyLangleyLangleyLangley 法法法法 在地面测得的直射太阳辐射信号在 940nm 附近水汽吸收带不符合 Bouguer定律， Bouguer 指数消光定律是对单色辐射而言。 依照 Bruegge 和 Halthore 在 1992年的研究成果，水汽透过率这时用两个参数表达式来模拟： )exp(bwawT= （6） 其中 Tw 是通道上的水汽吸收透过率，w 是大气路径水汽总量，a 和 b 是常数，在给定的大气条件下，它们与太阳光度计 940nm 通道滤光片的波长位置、 3宽度和形状有关，还与大气中的温压递减率和水汽的垂直分布有关。a 和 b 由辐射传输方程模拟来确定。 为了在各种大气条件下能有效利用太阳光度计反演水汽量，有必要研究 a 和 b 对这些条件的灵敏度。 在 940nm 水汽吸收带，太阳光度计对太阳直射辐照度的响应可表示为： wTmRVV=)exp(20 （7） 其中 是 Rayleigh 散射和气溶胶散射光学厚度， 它们相互独立， 气溶胶光学厚度通过其它通道（如 870nm 和 1020nm）内插得到。斜程水汽量 w=m*PW，PW 为垂直水汽柱总量。将（6）式代入并两边取对数，得 bbPWamRVLnmLnV=+)(20 （8） 在稳定和无云大气条件下，以 mb 值为 X 轴，以上式左边为 Y 轴画直线，直线的斜率为-a PWb ，Y 截距为 Ln(V0R-2)。这就是通常所说的改进的 Langley法。 2.2 2.2 2.2 2.2 仪器结构仪器结构仪器结构仪器结构 CE318 型太阳光度计主要由以下部分组成： （1）仪器主体：传感器头部、扫描步进马达和机械臂； （2）控制箱：提供软件控制预定的扫描和采样指令，获取数据，内置电池；图 1 为已架设好的 CE318。 图1 CE318 太阳光度计 如图 2 所示，仪器主体的主要部件包括： ? 安装在机械臂顶部的方位步进马达，机械臂的一侧是天顶角步进马达，另一侧是传感器头部。 ? 对准器安装在传感器头部，在传感器内部有两个硅探测器，分别对应于两个对准器。两个对准器具有同样的视场角（1.2） ，但是具有不同的孔径。它们结构上是一整体，并用一个长的螺钉向下紧固，以阻止光和水浸入。较大的孔径对准器十倍于太阳对准器，提供必要的动态范围来观 4测天空。 ? 滤光片轮安装在传感器内，它安装在对准器窗口和探测器之间。滤光片轮由八个窄波段干涉滤光片组成，其光谱通道参数见表 1。 表1 CE318自动跟踪扫描太阳光度计光谱通道 CE318标准标准标准标准 AERONET仪器通道仪器通道仪器通道仪器通道 通道号通道号通道号通道号 中心波长nm 带宽nm 中心波长nm 带宽 （nm） 1 1020 10 340 10 2 870P1 10 380 10 3 670 10 440 10 4 440 10 500 10 5 870P2 10 670 10 6 870 10 870 10 7 936 10 940 10 8 870P3 10 1020 10 注：P1、P2、P3为极化通道 ? 三根电缆（一根粗电缆连接传感器头部和控制箱，另两根电源电缆分别对应于两个马达） 。仪器主体连接在一个基盘上以便仪器安装在一个水平面上。 ? 控制箱由一个控制模块组成。控制模块是一个四方形白色的箱子，它准确控制扫描和 CE318 测量程序。它内部有一电池，仅服务于仪器的软件部分。控制箱也储存数据并能够被查询。 ? 外部湿度传感器连接到控制箱上，控制传感器头在下雨时中止测量，并自动将光学头部置于 PARK （停止工作） 状态， 并使对准器向下指向基座。以上部件与所有电缆的连接采用防雨硅树脂密封在各自的箱子内。 5图2 CE318 太阳光度计结构示意图 2.3 2.3 2.3 2.3 技术指标技术指标技术指标技术指标 （1） 由直射太阳辐照度观测推出大气透过率。 （2） 垂直气溶胶光学厚度在大气质量数为 2 时的精度是0.01-0.02。 （3） 由天空辐射测量可推出的气溶胶在 0.1-3 m 范围内的尺度谱分布， 它用于辐射传输计算。 （4） 从尺度谱分布可推出气溶胶相函数。 3 3 3 3 系统安装及系统安装及系统安装及系统安装及操作方法操作方法操作方法操作方法 3.1 3.1 3.1 3.1 系统安装系统安装系统安装系统安装 （1） 电缆连接：是各部件之间的电子连接，连接电缆线到控制箱，主要包括跟踪底座两根步进电机电缆（AZ 和 ZN） 、外部电池电缆、传感器头部电缆、湿度传感器电缆等； （2） 配置控制测量单元：即输入日期时间和测点的经纬度见参数设置 （3） 系统定位 ? 放置三脚架使太阳能板在北半球朝南，南半球朝北； ? 架好三脚架后，调整三腿使太阳光度计底盘水平，调至水平后固定腿部； ? 将跟踪底座固定在一个稳定水平面上，但传感器头不要放上； ? 用螺丝刀将底座调平； ? 启动 PARK 指令（指令的详细说明见下面章节） ； ? 底座到达 PARK 位置，按如下方法固定传感器头： ? 瞄准器朝下（天底） ? 传感器头连接器靠近轴 ? 用一塑料圈或金属弹簧固定传感器头的电缆； ? 启动 GOSUN 指令，并调整传感器头电缆的位置 ? 转动底座使瞄准器对准太阳 （通过沿着垂直轴转动整个系统） ? 再次启动 PARK 指令 ? 重复 GOSUN 指令，确认是否对准太阳 6注注：在在 P PA AR RK K 位位置置，高高度度角角旋旋转转轴轴朝朝向向地地理理的的东东西西方方向向，传传感感器器头头在在西西。头头部部旋旋转转面面在在子子午午面面上上。 方位角定位 ? 启动 PARK 指令； ? 把步进马达系统放到架子上，并调节使其底座水平； ? 导引天顶马达控制轴朝西（垂直运动） ； ? 启动 GOSUN 指令； ? 用手水平转动马达系统底座，使对准器瞄准太阳。当太阳的像尽可能接近对准孔，表明操作正确； ? 使马达系统底座水平，如果必要，检查配置和修正平台的位置； ? 调整底座的螺钉，再次控制水平； ? 当所有螺丝固定之后，再检查所有前面的操作。 3.2 3.2 3.2 3.2 操作方法操作方法操作方法操作方法 CE318 不需要操作者的帮助可以实现自动操作。 其运行流程是： 先让对准器对准太阳的近似位置测量直接太阳辐射，该位置是根据时间、地理参数坐标等用内部程序计算的。 一个四象限探测器接着利用一个反馈循环将太阳定位在对准器视场的中央，滤光片轮在探测器前转动进行一个测量过程。一次测量过程需要10 秒。为了分辨薄卷云的存在，需进行三次测量，此过程一般需要持续 35 秒。在数据分析过程中，被测值间相互比较，然后删去非均匀值。等高度角天空辐射测量是在固定高度角和不同的方位角条件下扫描天空， 获得四个滤光片上不同角度的天空光。 太阳主平面天空测量就是在太阳、仪器和地表法线平面上进行天空扫描。在接近太阳时采集数据更频繁，因为太阳晕变化很快。天空扫描数据由辐射传输程序转化成气溶胶尺度谱分布和相函数。 3.2.1 3.2.1 3.2.1 3.2.1 太阳光度计的启动和参数设置太阳光度计的启动和参数设置太阳光度计的启动和参数设置太阳光度计的启动和参数设置 （1）第一次使用时，按任何键液晶屏将显示 STANDBY 信息 再按红键进入主菜单，此时显示： *stand by* Awake: red key 7 【G G G G】 【W W W W】 【Y Y Y Y】 【R R R R】 功能： PWG 口令引入 -设置时间 -初始化 -设置常数 -设置参数 MANW 进入手动操作 -用太阳 SUN 对准器 -用天空 SKY 对准器 SCNY 进入设定程序操作 VIEWR 查看参数 -测量结果 -电池电压 如果一分钟之后无任何操作，屏幕将自动关闭。 （2）时间设置： GMT：格林威治时间（北京时减 8 个小时） PW/DAY Y PW/DAY - Y 减 PW/DAY + R 加 PW/DAY / X W 下一个设置 设置顺序： 年-月-日-时-分（秒 缺省） ，如 Year : 93 OK X + + + + 设置或修改年 Month : 12 OK X + + + + 设置或修改月份 日/月/年 时： 分 PW MAN SCN VIEW 8 Day : 31 OK X + + + + 设置或修改日期 Hour : 23 OK X + + + + 设置或修改小时（格林威治时间） Minute : 59 OK X + + + + 设置或修改分钟 利用R和Y键进行加减设置正确时间， 时钟设置完毕按 OKG键， 返回 PW子菜单 （3）进入口令参数设置（PASSWORD） 按 PWG，窗口显示； 【Y Y Y Y】 【R R R R】 按R：表示增加 按Y：表示减少 在下列主菜单： 按G键，出现如下显示 23/59/59 PW 0 Pass Word + + + + 日/月/年 时： 分 PW MAN SCN VIEW 23/59/59 PW 0 Pass Word + + + + 9 利用 + 号输入 PW=1时，出现一个子菜单 此时各键功能： *RTN G：返回主菜单 *INIW：清除内存信息 *DAYY: 设置或修改时间（各林威治时间） *PARR：设置或修改参数 （4）常数和系统参数设置 按PW/PARR键，出现如下显示（读内存） ： Reading EPROM M M M PW/PAR - Y 减 PW/PAR + R 加 PW/PAR / X W 下一个设置 具体参数： Country(de 0-255) OK X + + + + 设置国家编码（中国： 86） District(0-9999) OK X + + + + 地区编码设置（可按邮政编码设置） Number(0-15) OK X + + + + 光度计分配号（缺省） 23：59：59 RTN INI DAT PAR 10 SKY/max YES OK X + + + + 天空测量注册选择 如果选择 * YES：测量8次最高值 NO ：末尾的当前值 SKY Cal NO OK X + + + + 通过降低太阳通道增益来进行天空通道的定标 *YES : 标定的低增益 *NO ；在天空亮度测量中的高增益 Auto YES OK X + + + + *YES :通过程序控制按固定顺序开始自动测量 * NO ：非自动模式测量 Auto=CART NO *YES : 存储器自动测量模式是安全的 *NO : 存储器手动测量模式是安全的 BCLSUN mn 1.0 OK X + + + + 在BCLSUN 测量方式下，选择太阳测量的时间间隔 范围： 0.5-63.56 mn T Offset +0.0 OK X + + + + 温度探测器零偏置补偿： （-0.8 +0.7） Org.offset 48 OK X + + + + 原点偏移量：在滤光轮上第一块滤光片的原点（1255） 11 Org.H +0.0 OK X + + + + 滤光片允许精度，允许考虑方位轴静止位置可能出现的偏移量 Org.V +0.0 OK X + + + + 机械原点与地理标志比较 Lat mn +0 OK X + + + + 测站的地理纬度（以分计） ，如：2620为 26*60+20=1580 Lon. HH E0 OK X + + + + 输入测站经度HH： 引入时角（ HH MM SS ） ，用E（东经）或W（西经） HH ：小时 MM ：分 SS ：秒 1小时=15，4 分=1 4 秒=1 1 秒=15 经度计算： 例 1 Longitude=3032 HH=2 MM=2 SS=8 例 2 Longitude=353250 HH=35/15=2 余下 5，余下的 5变为 5*60 分 ，与分位上的 32相加后为 332，则MM=332 /15=22分 ， 余下的2分变为2*60秒， 与秒位上的50相加后为170， 则SS=170/1511 秒。所以最后得到 HH=2 MM=22 SS=11 根据测站实际测量经纬度数据和计算结果输入相应的经纬度。 3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 重要操作指令列表重要操作指令列表重要操作指令列表重要操作指令列表 下表列出了一些常用的重要操作指令。 PARK 仪器停止工作，回到光学头部垂直向下的原始状态 GOSUN 对准太阳 GO&SUN 先对准太阳，后进行SUN测量 TRACK 用四象限调整对准太阳 ORIGI A=Z=0，OR，ORG。H和ORG。V ALMUC 等天顶角扫描 PPLAN 主平面扫描 12 BLACK 测暗电平 SUN 用SUN对准器测八通道亮度 SKY 用SKY对准器和高增益SUN测4气溶胶通道 LTRAK 追踪太阳对准 BCLSUN 追踪并等间隔SUN亮度测量 BCLTRK 长期跟踪 PPP 极化扫描 LANGL LANGLEY自我定标 PC 向PC传输数据 3.2.3 3.2.3 3.2.3 3.2.3 天空扫描测量天空扫描测量天空扫描测量天空扫描测量 （1） 等天顶角扫描等天顶角扫描等天顶角扫描等天顶角扫描（ALMU） 等天顶角扫描是指观测天顶角等于太阳天顶角（s=v） ，在方位角平面上进行气溶胶通道天空辐射测量。方位角步长随着S-V的变化而变化。当S-V小于 20到 0时，它较小。随着S-V接近 180时，步长逐步加大。 观测过程如下： ? 在 0位置，以低增益用太阳瞄准仪，取八次测量中的最大值。在S-V=-6.06.0，以高增益用太阳瞄准仪（光晕） ，取两次测量的第二次测量值。 ? 在S- V=6.0180.0354.0，以高增益用天空瞄准仪，取两次测量的第二次测量值。 ? 在S- V=354.0366.0，以高增益用太阳瞄准仪（光晕） ，取两次测量的第二次测量值。 （2） 主平面扫描主平面扫描主平面扫描主平面扫描（PPLAN） 气溶胶通道的天空辐射也在主平面进行测量，即方位角为常值而天顶角改变。相对于太阳位置数据，将根据如下的角度收集： ? -6.06.0，以高增益用太阳瞄准仪测量； ? 6150.0，以高增益用天空瞄准仪测量； （3） 极化主平面扫描极化主平面扫描极化主平面扫描极化主平面扫描（PPP） 在85到+85，以步长 5，仅作一次扫描，在每个位置上对 870nm 每个极化通道做一次测量。 表2 CE318 太阳光度计在三种天空扫描测量时的角度设置 Sun Sky (deg) Almucantar-azimuth angle relative to Sun 0” 6.0, 5.0, 4.5, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5, 2.0, -2.0, -2.5, -3.0, -3.5, -4.0. P-2.5, 5.0, -6.0, -8.0, -10.0, -12.0, -14.0, -16.0, -18.0. -20.0, 13 25.0. -30.0, -33.0, -40.0, -45.0, -50.0. -60.0. -70.0, -80.0, -90.0. -100.0, 110.0, -120.0, -130.0, -140.0, -160.0, -180.0 Duplicate above sequence for a complete counter clockvise rotation to -6 Principal plane: standard- scattering angle from Sun (negative is below the Sun) 0” -6.0, -5.0, -4.5, -4.0, -3.5, 3.0, -2.5, -2.0, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5. 4.0. 4.5, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 14.0, 16.0, 18.0. 20.0, 25.0, 30.0, 35.0, 30.0, 45.0, 50.0, 60.0, 70.0, 80.0, 90.0, 100.0, 110.0, 120.0, 130.0. 140.0 Prinicipal plane: polarization- zenith angle (negative is in the antisolar direction) -85.0, -80.0, -75, -70, -65.0, -60.0, -55.0, -50.0, -45.0, -40.0. -35.0. -30.0, -25.0, -20.0, 15.0, -10.0, -5.0. 5.0, 10.0. 15.0, 20.0, 23.0, 30.0, 35.0, 40.0. 45.0, 50.0, 55.0, 60.0, 65.0. 70.0, 75.0, 80.0, 85.0 3.2.4 3.2.4 3.2.4 3.2.4 自动模式测量自动模式测量自动模式测量自动模式测量 CE318 有两种工作模式，手动模式（MANUAL）和自动模式(AUTO)。手动模式需要用户指定某一指令让仪器做某项操作或某项测量， 仪器的所有动作需要用户的干预； 自动工作模式不需要用户的任何干预，太阳光度计内有一些编好的程序，可以在每天不同时刻完成一系列测量，并能将数据保存传送出去。另外，用户可以编一些程序令其自动执行。 表3 CE318 太阳光度计在自动工作模式时一天内所进行的测量指令 大气 质量数 设定指令 大气 质量数 设定指令 7.0 3 SUN 3 SKY 3.4 3 SUN 3 SKY 6.5 3 SUN 3 SKY 3.2 3 SUN 3 SKY 6.0 3 SUN 3 SKY 3.0 3 SUN 3 SKY 5.5 3 SUN 3 SKY 2.8 3 SUN 3 SKY 5.0 3 SUN 3 SKY ALMUC BLACK 2.6 3 SUN 3 SKY 4.5 3 SUN 3 SKY 2.4 3 SUN 3 SKY 4.0 3 SUN 3 SKY 2.2 3 SUN 3 SKY 14 3.8 3 SUN 3 SKY 2.0 3 SUN 3 SKY ALMUC PPLAN BLACK 3.6 3 SUN 3 SKY 1.7 3 SUN 3 SKY ALMUC PPLAN BLACK 3.3 3.3 3.3 3.3 日常检查日常检查日常检查日常检查 （1） 每天检查太阳光度计的光点位置是否偏离，如有偏离则需要进行调整； （2） 每天检查跟踪器是否能够准确跟踪太阳， 并注意太阳光度计的启动和停止是否按照时间程序正常进行； （3） 每天检查数据是否正常下载； （4） 所有检查记录记入日检查表（附录 7.1）中； 4 4 4 4 系统维护与校准系统维护与校准系统维护与校准系统维护与校准 4.1 4.1 4.1 4.1 系统维护系统维护系统维护系统维护 放置在野外的 CE318 太阳光度计要进行每周一次的维护和检测，主要有如下项目，请将检查结果记入周检查表（见附录 7.2）中： 4.1.1 4.1.1 4.1.1 4.1.1 检查系统的完整性检查系统的完整性检查系统的完整性检查系统的完整性 ? 检查电池连接，检查 ZN/AZ 电缆和光学头电缆的连接，查看安装箱是否漏水。 ? 确认湿度传感器是否工作正常（激活为 0，不激活为 1） 。 系统是否对湿度传感器响应的检测方法如下： VIEWBAT(2)HH0 OR 1，如果传感器长期处于激活状态，可能有如下原因，传感器表面有污染物（如盐分，这时要进行清洁） ，湿度传感器电缆被折，湿度传感器放在积水中。为防止露水影响，要将湿度传感器面正对太阳。若湿度传感器对水不响应，可能有连接电缆没连接好或者传感器已损坏。 4.1.2 4.1.2 4.1.2 4.1.2 检测电池电压检测电池电压检测电池电压检测电池电压 内部电池为 5 伏以上，外部电池在 12.5 伏以上，VITEL DCP 发射器电压为 15 12.5 伏以上，VITEL DCP 在工作时它的电压会降 0.5 伏左右。 4.1.3 4.1.3 4.1.3 4.1.3 检测仪器的时钟检测仪器的时钟检测仪器的时钟检测仪器的时钟 必须检测仪器时钟和 GMT/DCP 时钟，如果仪器时钟偏差 10 秒，就必须进行重新设置。 4.1.4 4.1.4 4.1.4 4.1.4 检测机机械臂和光学头是否水平检测机机械臂和光学头是否水平检测机机械臂和光学头是否水平检测机机械臂和光学头是否水平 检测时先将仪器置于 MANUAL 工作模式并 PARK 光学头（注意：在 AUTO模式，仪器 PARK 时不水平） 。机器人臂的水平调整是底部螺丝，调整光学头的水平是 Zenith 螺丝。 4.1.4.1.4.1.4.1.5 5 5 5 检测仪器的跟踪和对准器检测仪器的跟踪和对准器检测仪器的跟踪和对准器检测仪器的跟踪和对准器 主要检测仪器自动跟踪太阳的能力，在 MANUAL 工作模式选择GOSUNTRACK，看太阳穿过对准筒上部小孔的像是否落在下方的凹槽里。若超过 2mm，则需要调整。注意擦净四象限跟踪器入光窗口。 4.1.6 4.1.6 4.1.6 4.1.6 转存采集机内数据存储的文件夹转存采集机内数据存储的文件夹转存采集机内数据存储的文件夹转存采集机内数据存储的文件夹 需要定期转存采集计算机内数据存储文件夹（由于数据文件很多，而文件夹内存储文件数目有限） ，一般一个月左右转存一次。该文件夹位置在D:ASTP_DATA，具体步骤如下： 1、 找到该文件夹，以时间起止+OPD（如 2006.4.1-2006.5.1OPD）来重新命名此文件夹，并打成压缩包另外存储。 2、 在 D： 新建一个文件夹，以 ASTP_DATA 命名。 注意：以上操作应在数据下载间隔完成，并尽快完成，以免影响数据下载。 4.2 4.2 4.2 4.2 系统定标系统定标系统定标系统定标 定标是指将仪器的数字输出转换成预期的物理量， 这里所指的物理量指气溶胶光学厚度、水汽量和辐亮度（W/m2.Sr.m） 。仪器每六个月需要进行一次定标，定标时将仪器与标准仪器进行比较得出定标系数。标准仪器自身的定标采用Langley 技术进行。影响定标系数稳定性的因子主要是仪器的光学滤光片，平均每年衰减 110，滤光片需要两三年更换一次。 16 5 5 5 5 数据及格式数据及格式数据及格式数据及格式 太阳光度计所有通道直射太阳辐射数据在大气质量数大于 2 时每 0.5 获取一次， 其它时候每 15 分钟测量一次。 如果天气条件允许， 太阳天顶角近似 60 度时，太阳等高度角数据在四个通道 440，670，870，1020nm 每天获取两次。太阳主平面天空辐射在同样四个通道上每天获取 4 次， 所有数据储存在控制箱内的内存中。通过标准 RS-232 端口和通讯线，可使用计算机来下载存储器中的数据。利用与仪器配套的 ASTP 传输软件，能够将太阳光度计原始数据 K7 格式文件转换成 ASCII 文件。 图3 数据传输软件 ASTP 界面 数据格式范例： 15/06/1999,14:25:46,4089,7316,10770,2396,14119,2668,28/9,0,2,39 15/06/1999,14:25:26,4264,7958,11293,2500,15248,2952,28/8,0,2,38 15/06/1999,14:25:06,4319,8083,11506,2541,15549,3015,28/7,0,2,37 15/06/1999,14:24:49,4339,8116,11529,2545,15582,3032,28/7,0,2,36 15/06/1999,14:24:26,4312,8125,11588,2561,15675,3048,28/5,0,2,35 15/06/1999,14:24:07,4342,8165,11567,2558,15718,3050,28/5,0,2,34 15/06/1999,14:23:49,4355,8198,11626,2566,15733,3050,28/4,0,2,33 15/06/1999,14:23:28,4356,8202,11673,2579,15836,3075,28/4,0,2,32 （请提供数据说明文件，及每一列数据代表的含义及参数单位等） 6 6 6 6 安全及注意事项安全及注意事项安全及注意事项安全及注意事项 （1） 在插拔 RS-232 通讯线缆时，必须在计算机和太阳光度计均处于关机的状 17 态下进行，以防止 RS-232 口的损坏，并注意静电对 RS-232 口的影响； （2） 当湿度较大，或有降水天气过程来临时，应及时巡视仪器光学头的位置，必要时应做调整或进行遮挡和保护； （3） 非专业人员不得清洁滤光片。 （4） 当遇沙尘天时，应及时对仪器进行遮盖和保护； （5） 遇雷电天气时应停机防止雷击。 18 7 7 7 7 附录附录附录附录 7.1 7.1 7.1 7.1 日检查表日检查表日检查表日检查表 区域大气本底监测站区域大气本底监测站区域大气本底监测站区域大气本底监测站 太太太太 阳阳阳阳 光光光光 度度度度 计计计计 观观观观 测测测测 日日日日 检检检检 查查查查 表表表表 年年年年 月月月月 日日日日 值班员值班员值班员值班员 1 1 1 1 时间检查时间检查时间检查时间检查 计算机时间 _ 监测仪时间 _ 2 2 2 2 跟踪检查跟踪检查跟踪检查跟踪检查 太阳光点位置 跟踪仪工作状况：_ 数据获取情况：_ 3 3 3 3 备注备注备注备注： _ 19 7.2 7.2 7.2 7.2 周检查表周检查表周检查表周检查表 区域大气本底监测站区域大气本底监测站区域大气本底监测站区域大气本底监测站 太太太太 阳阳阳阳 光光光光 度度度度 计计计计 观观观观 测测测测 周周周周 检检检检 查查查查 表表表表 年年年年 月月月月 日日日日 值班员值班员值班员值班员 1 1 1 1 检查时间检查时间检查时间检查时间 检查时间：_ 2 2 2 2 完整性检查项目完整性检查项目完整性检查项目完整性检查项目 ? 电池连接： 正常_ 异常_，原因_； ? ZN/AZ 电缆和光学头电缆的连接：正常_ 异常_，原因_； ? 安装箱是否漏水：正常_ 异常_，原因_； 湿度传感器工作：正常_ 异常_，原因_ 3 3 3 3 其他检测其他检测其他检测其他检测 ? 内部电池电压：_（5 伏） ? 外部电池电压：_（12.5 伏） ? 仪器时钟与标准时间偏差：_（2mm 需调整） ：_ ? 四象限跟踪器清洁：_ ? 3 3 3 3 备注备注备注备注： _