Автоматизированный метеорологический радиолокационный комплекс «Метеоячейка».
Схема кодирования данных в коде FM-94 BUFR.
1. Общие положения.
1.1. Назначение документа.
Порядок обмена радиолокационными данными регулируется документом: «Регламент обмена данными наблюдений на метеорологической автоматизированной радиолокационной сети». Регламент введен в действие для организаций НГМС РФ приказом Руководителя Росгидромета №95 от 21.06.2004, для организаций НГМС Украины распоряжением первого заместителя Руководителя Держгидромета от 16.03.2005 г. В соответствии с Регламентом работают автоматизированные радиолокаторы сети штормоповещения Республики Беларусь, Республики Молдова и Республики Казахстан.
Настоящий документ является приложением к Регламенту в части детального описания схемы кодирования данных, используемой в АМРК «Метеоячейка» и АМРК «Метеор-Метеоячейка». Предназначен для программистов, разрабатывающих программы кодирования и раскодирования данных.
В настоящий документ включены некоторые положения из Регламента, необходимые для правильного кодирования и раскодирования данных.
1.2. Редакция документа.
Номер редакции документа – 1.1.
Дата последней редакции документа – 25 июня 2012 г.
Номер коррекции документа данной редакции - 3.
Содержание коррекции:
Коррекция 1:
В описание схемы кодирования суммы осадков добавлено пропущенное значение
дескриптора суммы осадков в конце соответствующего блока.
Коррекция 2:
В описание схемы кодирования интенсивности осадков уменьшен масштаб
кодирования дескриптора 0 13 055 с 2 на 1.
Коррекция 3:
В байте 18 раздела 1 передается идентификатор системы обработки данных.
1.3. Структура документа.
Документ состоит из основной части и следующих приложений:
Приложение 1. Кодовая таблица 0 21 022 «Метеорологические явления по
радиолокационным данным».
Приложение 2. Формат сокращенного заголовка метеорологических сообщений
с данными радиолокационных наблюдений в коде FM-94 BUFR.
2. Правила обмена данными.
2.1. Кодирование данных.
Для обмена радиолокационными данными используется международный код FM-94 BUFR (издание № 306 ВМО «Наставление по кодам», том 1.2, Часть В «Двоичные коды»).
2.2. Сроки проведения наблюдений.
Номинальные сроки проведения наблюдений: Н+00, Н+10, Н+20, Н+30, Н+40, Н+50, где Н – час по Гринвичу. Время проведения наблюдений (время получения данных) определяется по моменту завершения обзора пространства. Время проведения наблюдений может быть меньше соответствующего номинального срока не более чем на 3 минуты и больше соответствующего номинального срока не более чем на 2 минуты. Время, указанное в заголовке передаваемой телеграммы является временем проведения наблюдений. Для составления композитных карт обязательно должны передаваться данные за сроки: Н+00, Н+30. Данные за остальные сроки передаются при наличии конкретных потребителей.
2.3. Формат данных одиночного радиолокатора.
Каждый радиолокационный продукт передается в виде матрицы (карты), состоящей из 100 строк и 100 столбцов. Значения каждого элемента карты относятся к центру ячейки размером 4х4 кв. км. Содержимое элемента определяется типом радиолокационного продукта. Карта передается в проекции Меркатора, т.е. увеличение номеров строк и столбцов идет с юга на север и запада на восток. Данные в сообщении располагаются построчно, начиная с левого (западного) элемента нижней (южной) строки.
2.4. Радиолокационные продукты.
Для обмена используются следующие виды радиолокационных продуктов:
Набор продуктов для каждого радиолокатора определяется наличием запросов потребителей.
2.5. Передача сообщений при отсутствии наблюдений
Если в номинальные сроки проведения наблюдений радиолокационные продукты не производятся, то посылается сообщение о причине отсутствия данных (сообщение о техническом состоянии МРЛ).
3 Схема кодирования.
3.1. Структура сообщения.
Каждое сообщение в коде FM-94 BUFR состоит из 6 разделов. В восьмом байте раздела 0 пишется номер издания BUFR. Мы используем 3 редакцию.
3.2. Раздел 1 - Раздел идентификации.
Содержание раздела одинаковое для всех типов радиолокационных продуктов.
1. Фактическое время проведения наблюдений на МРЛ (время окончания обзора) записывается в байтах 13-17 в соответствии с 3 редакцией кода.
2. В байте 18 записывается идентификатор системы обработки данных.
Предлагаемый набор идентификаторов:Система обработки | Идентификатор |
АМРК | 11 |
АМРК «Метеор-метеоячейка» | 11 |
АСУ МРЛ | 11 |
АКСОПРИ | 32 |
МЕРКОМ | 16 |
Гимет - 2010 | 18 |
Rainbow | 20 |
3.3. Раздел 2 - Необязательный раздел.
Содержание раздела одинаковое для всех типов радиолокационных продуктов. В сообщениях с данными об осадках (интенсивность и сумма осадков) и в сообщениях о техническом состоянии МРЛ раздел 2 не передается.
Используется для передачи параметров, необходимых для правильной обработки данных при построении композитных карт. Параметры «Тип МРЛ» и «Тип системы обработки данных» (байты 27-30) являются рекомендованными и могут в настоящее время отсутствовать в сообщениях от некоторых МРЛ. Раздел содержит следующие параметры в формате INTEGER*2:
Байт | Элемент | Примечание |
5-6 | Высота изотермы 0°С | в метрах |
7-8 | Высота изотермы -22°С | в метрах |
9-10 | Высота тропопаузы | в метрах |
11-12 | Коррекция ослабления в осадках | Коррекция введена оператором: 0 – без ослабления, 3 – сильное Коррекция введена автоматически: 10 – без ослабления, 11 – слабое, 12 - умеренное, 13 – сильное |
13-14 | Код сезона | -1 – холодный, 0 – переходный, 1 – теплый |
15-16 | Температура у земли | в градусах с десятыми * 10 |
17-18 | Скорость перемещения | км/ч |
19-20 | Направление перемещения | истинные градусы |
21-22 | Тип осадков | 0 – твердые, 1 – жидкие, 2 – мокрый снег, 3 – снег с дождем, 4 – дождь со снегом |
23-24 | Тенденция развития | 0 – не определена, 1 – распад, 2 – сохранение, 3 – развитие |
25-26 | Диапазон частот рабочего канала МРЛ | 1 – X (длина волны 3.2 см), 2 – C (5.6 см), 3 – S (10 см) |
27-28 | Тип МРЛ (рекомедация) | 0 – МРЛ-5, 1 – METEOR-500C |
29-30 | Тип системы обработки данных (рекомендация) | 0 – МЕТЕОЯЧЕЙКА, 1 – АКСОПРИ, 2 – АНТИГРАД, 3 - МЕРКОМ |
3.4. Раздел 3 - Раздел описания данных.
Раздел описания данных содержит набор дескрипторов для соответствующего радиолокационного продукта. Количество поднаборов данных (байты 5-6) всегда кодируется в 1. Одно сообщение – одна карта.
3.5. Раздел 4 - Раздел данных. Сообщение о техническом состоянии МРЛ.
Сообщение о техническом состоянии МРЛ передается в случае невозможности получения и передачи данных в заданный срок. При передаче этого сообщения другие сообщения за указанный срок отсутствуют.
Раздел состоит из двух дескрипторов: 0 01 018 (краткое название станции) и 0 35 032 (причина отсутствия данных).
3.6. Раздел 4 - Раздел данных.
Ниже описаны дескрипторы, используемые при кодировании карт всех радиолокационных продуктов.
3.7. Раздел 4 - Раздел данных. Карта горизонтальной отражательной способности.
Толщина слоя определяется дескриптором 0 07 006, повторяемым дважды.
Дескриптор 0 10 040 определяет, сколько всего карт горизонтальной отражательной способности передается в наборе файлов (сообщений) данного обзора.
Дескриптор | Длина поля, начальное значение, масштаб, единицы измерения | Имя передаваемого элемента | Значение (пример) |
0 01 018 | 40, 0, 0, смв | Краткое название станции или поста | '27524' |
0 01 019 | 256, 0, 0, смв | Полное название станции | 'Внуково' |
2 05 008 | 8 смв | Тип АМРК | 'АМРК' |
0 05 002 | 15, -9000, 2, град | Широта (низкая точность) | 55.55° |
0 06 002 | 16,-18000,2,град | Долгота (низкая точность) | 37.25° |
0 07 001 | 15, -400, 0, м | Высота станции | 0 м |
0 29 001 | 3, 0, 0, КТ | Тип проекции | Меркатора |
0 30 031 | 4, 0, 0, КТ | Тип изображения | Карта |
0 30 021 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в строке | 100 |
0 30 022 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в колонке | 100 |
0 05 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали - 1 | 4000 м |
0 06 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали - 2 | 4000 м |
0 10 040 | 10, 0, 0, Числ | Число восстановленных слоев | 11 карт |
Слой, для которого дается карта | |||
0 07 006 | 15, 0, 0, м | Высота над станцией | 0 м |
0 07 006 | 15, 0, 0, м | Высота над станцией | 1000 м |
Карта | |||
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | Зона |
1 06 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 6 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
1 01 000 0 31 012 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 1 дескриптор Коэффициент повторения дескриптора и данных |
|
0 21 001 | 7, -64, 0, дБ | Горизонтальная отражательная способность | |
1 01 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 1 дескриптор Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
0 21 001 | 7, -64, 0, дБ | Горизонтальная отражательная способность | |
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | //// конец зоны |
3.8. Раздел 4 - Раздел данных. Карта метеорологических явлений, типов облачности и осадков.
Карта метеорологических явлений по радиолокационным данным кодируется с использованием региональной кодовой таблицы (приложение 1).
Дескриптор | Длина поля, начальное значение, масштаб, единицы измерения | Имя передаваемого элемента | Значение (пример) |
0 01 018 | 40, 0, 0, смв | Краткое название станции или поста | '27524' |
0 01 019 | 256, 0, 0, смв | Полное название станции или поста | 'Внуково' |
2 05 008 | 8 смв | Тип АМРК | 'АМРК' |
0 05 002 | 15,-9000, 2, град | Широта (низкая точность) | 55.55° |
0 06 002 | 16,-18000, 2,град | Долгота (низкая точность) | 37.25° |
0 07 001 | 15, -400, 0, м | Высота станции | 0 м |
0 29 001 | 3, 0, 0, КТ | Тип проекции | Меркатора |
0 30 031 | 4, 0, 0, КТ | Тип изображения | Карта |
0 30 021 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в строке | 100 |
0 30 022 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в колонке | 100 |
0 05 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали – 1 | 4000 м |
0 06 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали - 2 | 4000 м |
0 10 040 | 10, 0, 0, Числ | Число восстановленных слоев | 11 карт |
Карта | |||
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | Зона |
1 06 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 6 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
1 01 000 0 31 012 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 1 дескриптор Коэффициент повторения дескриптора и данных |
|
0 21 022 | 5, 0, 0, КТ | Метеорологические явления по радиолокационным данным | |
1 01 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 1 дескриптор Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
0 21 022 | 5, 0, 0, КТ | Метеорологические явления по радиолокационным данным | |
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | //// |
3.9. Раздел 4 - Раздел данных. Карта высоты верхней границы радиоэха.
Карта кодируется с точностью до сотен метров. Такая точность потребовала для дескриптора 0 21 021 изменения полей «масштаб» и «длина данных».
Дескриптор | Длина поля, начальное значение, масштаб, единицы измерения | Имя передаваемого элемента | Значение (пример) |
0 01 018 | 40, 0, 0, смв | Краткое название станции или поста | '27524' |
0 01 019 | 256, 0, 0, смв | Полное название станции или поста | 'Внуково' |
2 05 008 | 8 смв | Тип АМРК | 'АМРК' |
0 05 002 | 15, -9000, 2, град | Широта (низкая точность) | 55.55° |
0 06 002 | 16,-18000, 2,град | Долгота (низкая точность) | 37.25° |
0 07 001 | 15, -400, 0, м | Высота станции | 0 м |
0 29 001 | 3, 0, 0, КТ | Тип проекции | Меркатора |
0 30 031 | 4, 0, 0, КТ | Тип изображения | Карта |
0 30 021 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в строке | 100 |
0 30 022 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в колонке | 100 |
0 05 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали – 1 | 4000 м |
0 06 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали - 2 | 4000 м |
0 10 040 | 10, 0, 0, Числ | Число восстановленных слоев | 11 карт |
Карта | |||
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | Зона |
1 14 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 14 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
1 05 000 0 31 012 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 5 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора и данных |
|
2 01 132 2 02 129 0 21 021 2 02 000 2 01 000 |
4, 0, -3, м | Добавить 4 бит к длине данных Увеличить масштаб на 1 Верхняя граница радиолокационного отражения | Т.е. точность передачи – сотни метров |
1 05 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 5 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
2 01 132 2 02 129 0 21 021 2 02 000 2 01 000 |
4, 0, -3, м | Добавить 4 бит к длине данных Увеличить масштаб на 1 Верхняя граница радиолокационного отражения | |
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | //// |
3.10. Раздел 4 - Раздел данных. Карта интенсивности осадков.
Дескриптор | Длина поля, начальное значение, масштаб, единицы измерения | Имя передаваемого элемента | Значение (пример) |
0 01 018 | 40, 0, 0, смв | Краткое название станции или поста | '27524' |
0 01 019 | 256, 0, 0, смв | Полное название станции или поста | 'Внуково' |
2 05 008 | 8 смв | Тип АМРК | 'АМРК' |
0 05 002 | 15, -9000, 2, град | Широта (низкая точность) | 55.55° |
0 06 002 | 16,-18000, 2,град | Долгота (низкая точность) | 37.25° |
0 07 001 | 15, -400, 0, м | Высота станции | 0 м |
0 29 001 | 3, 0, 0, КТ | Тип проекции | Меркатора |
0 30 031 | 4, 0, 0, КТ | Тип изображения | Карта |
0 30 021 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в строке | 100 |
0 30 022 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в колонке | 100 |
0 05 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали – 1 | 4000 м |
0 06 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали - 2 | 4000 м |
0 04 032 | 6, 0, 0, мин | Продолжительность времени, относящаяся к следующему значению | |
0 08, 021 | 5, 0, 0, КТ | Значимость времени | Начало периода наблюдений |
0 08 021 | 5, 0, 0, КТ | Значимость времени | Окончание периода наблюдений |
Карта | |||
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | Зона |
1 14 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ |
Цикл на 14 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
1 05 000 0 31 012 |
16, 0, 0, Числ | Цикл на 5 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора и данных |
|
2 01 135 2 02 130 0 13 055 2 02 000 2 01 000 |
8, 0, 4, кг/кв.м /с | Добавить 7 бит к длине данных Увеличить масштаб на 2 Интенсивность осадков |
|
1 05 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ |
Цикл на 5 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
2 01 135 2 02 130 0 13 055 2 02 000 2 01 000 |
8, 0, 4, кг/кв.м /с | Добавить 7 бит к длине данных Увеличить масштаб на 2 Интенсивность осадков |
|
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | //// |
3.11. Раздел 4 - Раздел данных. Карта суммы осадков.
Сообщения с суммами осадков за 1, 3, 6, 12, 24 имеют одинаковый формат за исключением дескрипторов 0 13 19 – 0 13 23. В каждом сообщении содержится только один из этого набора дескрипторов, и он должен соответствовать типу карты, указанному в сокращенном заголовке.
Дескриптор | Длина поля, начальное значение, масштаб, единицы измерения | Имя передаваемого элемента | Значение (пример) |
0 01 018 | 40, 0, 0, смв | Краткое название станции или поста | '27524' |
0 01 019 | 256, 0, 0, смв | Полное название станции или поста | 'Внуково' |
2 05 008 | 8 смв | Тип АМРК | 'АМРК' |
0 05 002 | 15, -9000, 2, град | Широта (низкая точность) | 55.55° |
0 06 002 | 16,-18000, 2,град | Долгота (низкая точность) | 37.25° |
0 07 001 | 15, -400, 0, м | Высота станции | 0 м |
0 29 001 | 3, 0, 0, КТ | Тип проекции | Меркатора |
0 30 031 | 4, 0, 0, КТ | Тип изображения | Карта |
0 30 021 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в строке | 100 |
0 30 022 | 12, 0, 0, Числ | Количество элементов изображения в колонке | 100 |
0 05 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали – 1 | 4000 м |
0 06 033 | 16, 0, -1, м | Размер элемента изображения по горизонтали - 2 | 4000 м |
0 04 032 | 6, 0, 0, мин | Продолжительность времени, относящаяся к следующему значению | |
0 08, 021 | 5, 0, 0, КТ | Значимость времени | Начало периода наблюдений |
0 08 021 | 5, 0, 0, КТ | Значимость времени | Окончание периода наблюдений |
Карта | |||
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | Зона |
1 06 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ |
Цикл на 6 дескрипторов Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
1 01 000 0 31 012 |
16, 0, 0, Числ |
Цикл на 1 дескриптор Коэффициент повторения дескриптора и данных |
|
0 13 019 | 14, -1, 1, кг/кв.м | Сумма осадков за последний час | IPRN73 |
0 13 020 | 14, -1, 1, кг/кв.м | Сумма осадков за последние 3 часа | IPRN74 |
0 13 021 | 14, -1, 1, кг/кв.м | Сумма осадков за последние 6 часов | IPRN75 |
0 13 022 | 14, -1, 1, кг/кв.м | Сумма осадков за последние 12 часов | IPRN76 |
0 13 023 | 14, -1, 1, кг/кв.м | Сумма осадков за последние 24 часа | IPRN77 |
1 01 000 0 31 002 |
16, 0, 0, Числ |
Цикл на 1 дескриптор Коэффициент повторения дескриптора с длительной задержкой |
|
0 08 007 | 4, 0, 0, КТ | Значимость размера | //// |
Приложение 1
Дополнение кода FM 94 BUFR кодовой таблицей «Метеорологические явления и типы облачности по радиолокационным данным».
Введена в действие приказом Руководителя Росгидромета №95 от 21.06.2004.
В связи с отсутствием в коде FM 94-XII BUFR таблицы для кодирования метеорологических явлений и типов облачности по радиолокационным данным таблица В кода BUFR класс 21 дополняется новым дескриптором 0 21 022 и соответствующей ему кодовой таблицей.
Таблица В кода BUFR – Классификация элементов.
Класс 21 – Данные радиолокатора.
ТАБЛИЧНАЯ ССЫЛКА F X Y |
НАЗВАНИЕ ЭЛЕМЕНТА | ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ | МАСШТАБ | НАЧАЛО ОТСЧЁТА | ДЛИНА ДАННЫХ (БИТЫ) |
0 21 022 | Метеорологические явления и типы облачности по радиолокационным данным | Кодовая таблица | 0 | 0 | 5 |
Кодовая таблица 0 21 022.
Метеорологические явления и типы облачности по радиолокационным данным.
КОДОВАЯ ЦИФРА | ЗНАЧЕНИЕ |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 31 |
Отсутствие радиоэхо Облачность верхнего и среднего яруса Слоистообразная облачность Осадки слабые Осадки умеренные Осадки сильные Кучевая облачность Ливень слабый Ливень умеренный Ливень сильный Гроза с вероятностью 30-70% Гроза с вероятностью 71-90% Гроза с вероятностью > 90% Град слабый Град умеренный Град сильный Шквал слабый Шквал умеренный Шквал сильный Торнадо (смерч) Отсутствующее значение |
Приложение 2
Формат сокращенного заголовка метеорологических сообщений с данными радиолокационных наблюдений в коде FM-94 BUFR для национального и двустороннего согласованного распространения в регионах RA2 и RA6.
Введен в действие приказом Руководителя Росгидромета №95 от 21.06.2004.
Для радиолокационных данных в коде BUFR сокращенный заголовок должен иметь
следующий формат:
IPRNii CCCC YYGGgg BBB, где система номеров ii = 40-89 используется
для различия бюллетеней с данными.
ii | ТИП ДАННЫХ |
40 41 42 43 … 55 56-69 70 71 72 73 74 75 76 77 78-88 89 |
Горизонтальная отражательная способность в слое 0 – 999 метров Горизонтальная отражательная способность в слое 1000 – 1999 метров Горизонтальная отражательная способность в слое 2000 – 2999 метров Горизонтальная отражательная способность в слое 3000 – 3999 метров … Горизонтальная отражательная способность в слое 15000 – 15999 метров Зарезервировано Метеорологические явления и типы облачности Высота верхней границы радиоэхо облачности Интенсивность осадков Сумма осадков за 1 час Сумма осадков за 3 часа Сумма осадков за 6 часов Сумма осадков за 12 часов Сумма осадков за 24 часа Зарезервировано Техническое состояние МРЛ |