【摘 要】为提高北斗探空仪设备的稳定性和可靠性，确保气象观测的数据质量，文章对新疆16个北斗探空站的设备故障进行了深入分析。首先，详细介绍了北斗探空设备的结构与原理，包括硬件和软件两部分；其次，对设备常见的硬件故障、软件故障以及由外部因素引起的故障进行了分类分析；最后，提出针对不同类型故障的诊断与处理方法，如硬件故障的诊断与修复技巧，软件故障的诊断与解决策略，以及应对外部因素引起的故障的处理措施。研究发现，通过对北斗探空设备进行深入的故障分析，可以有效提高设备的运行稳定性，为气象观测提供可靠的数据支持。

【关键词】探空观测；北斗探空仪器；故障分析

引言

北斗卫星导航系统作为中国自主研发的全球卫星导航系统，具备高精度的定位能力，不仅能够精确确定位置，还支持发送简短文字信息以及进行精准的时间校对。这些特性为气象数据传输带来了全新的机遇，使得气象数据的获取和传输更加高效、准确[1]。然而，北斗卫星探空设备可能出现的故障类型多样，影响气象观测的数据质量。本文通过对新疆16个探空站2024—2025年探空观测过程中北斗卫星探空设备的各种故障现象进行分类总结，将这些常见故障分成了不同类别。文章通过对这些具体情况的分析，总结出能让设备更好运行的方法建议。

一、北斗探空设备的结构

北斗卫星导航探空仪由卫星导航及数据处理模块、温度、湿度、气压测量元件及转换电路、射频芯片及信号调理电路、电池等部分组成，负责收集大气中的温度、湿度、气压等数据。这些传感器通常采用高精度元件，以确保数据的准确性。温度传感器可能采用铂电阻温度传感器，其测量精度可达到0.1℃。数据采集系统作为北斗探空仪的核心，负责采集这些传感器数据并进行初步处理。数据采集系统通常由微处理器和存储器组成，可以实时采集和存储数据。某款北斗探空仪采用高性能的高级精简指令集机器，可以实现每秒20次的数据采集。

探空仪基测箱是对探空仪温度、气压、湿度传感器在探空仪施放前与基测箱内温度、气压、湿度的标准器进行比对的综合性检测设备[2]。

卫星导航定位接收系统能够接收和处理卫星导航探空仪发回地面的信号，利用卫星星历解算导航电文，通过数据处理完成高空气象要素观测。该系统包括卫星导航探空接收机、卫星导航探空集成处理器和数据处理终端等部分。

二、故障分类与分析

（一）硬件故障

北斗探空仪的硬件故障主要包括传感器损坏和电路短路等。传感器是北斗探空仪器中重要的组成部分，负责采集各种气象数据。由于外界环境的影响，传感器可能会出现损坏，如温度传感器可能会因为过温或过冷而损坏，湿度传感器可能会因为湿度过大或过小而损坏[3]。传感器损坏会导致北斗探空仪器无法正常采集气象数据，从而影响气象观测的准确性。电路短路也是北斗探空仪器常见的硬件故障之一。电路短路可能是因为电路板上的元器件老化或损坏。当电路发生短路时，可能会导致北斗探空仪器无法正常工作，甚至引发火灾等安全事故。因此，对于电路短路的问题，需要及时进行故障排查和处理，以确保北斗探空仪器的正常运行。

1.接收机故障排查和解决方法

（1）无法接收卫星信号

接收机内部故障：接收机内部的射频模块、信号处理模块或电源模块出现故障，可能导致无法接收卫星信号。信号不稳定或中断电磁干扰：附近存在强烈的电磁干扰源，如高压线、大型电气设备等，可能导致信号不稳定或中断。天气因素：恶劣的天气条件，如暴雨、雷电、大风等，可能影响信号的稳定性。接收机或天线松动：接收机或天线在安装过程中未固定牢固，或在长期使用过程中出现松动，可能导致信号不稳定。软件故障：接收机内部的软件程序出现错误或漏洞，可能导致数据处理异常或错误。