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SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOS METEOROLOGICOS PARA FINS
AERONAuTICOS
G. Feitosa, E. Monteiro e A. Wiermann
1 - INTRODUÇÃO
Em aeroportos operando com instl mentos de precisão, há
necessidade de se conhecer os parâmetros meteorológicos nas
posições de pouso e decolagem. A precisão necessária é tão
grande que devido as pistas serem longas, torna-se necessário
a implantação de diversos tipos de sensores em vários pontos
da pista.
Estes parâmetros meteorológicos precisam ser disseminados
em vários órgãos do tráfego aéreo, espalhados em torno da pista,
em tempo real e processados segundo normas internacionais e
regionais. Além dos parâmetros medidos automaticamente pelos
sensores, há necessidade também, de disseminação de dados de
observação visual como: visibilidade meteorológica, nebulosidade
e tempo presente.
2 - APRESENTAÇÃO DO SISTEMA SH-09
A Estação Meteorológica de Superficie (EMS), modelo SH-09
e um sistema capaz de coletar, processar e distribuir de modo
continuo e automático dados de fenômenos meteorológicos,
necessários a operação de um aeroporto.
Basicamente as informações processadas automaticamente
pelo sistema são aquelas previstas em normas pertinentes e,
referem-se aos seguintes parâmetros: direção e velocidade media
do vento, pico de vento, temperatura do ar e do ponto de
orvalho, pressão atmosférica, precipitação pluviométrica,
alcance visual da pista e altura de nuvem.
3 - COMPOSIÇÃO DO SISTEMA
O desempenho operacional do sistema pode ser compreendido
através da divisão do mesmo em três subsistemas independentes,
cujo funcionamento é integrado por um programa de operação.
são eles (vide figo 1):
- subsistema de medição de parâmetros
- subsistema de aquisição e processamento de dados
- subsistema de visualização e registro
390
o subsistema de medição de parâmetros é composto de
sensores independentes para cada fenômeno meteorológico e de
transdutores eletrônicos capazes de converter o sinal físico
captado pelo sensor em sinal elétrico. A informação elétrica
do sensor é enviada ao subsistema de aquisição e processamento
de dados para ser devidamente processada.
O subsistema de aquisição e processamento de dados tem
corno parte principal interfaces analógicas, digitais e um
microprocessador que aceita todos os dados provenientes do
subsistema de medi}ão, além das informações adicionais
introduzidas atraves do teclado alfa-numérico. O programa
residente_é responsável pelo processamento, f~rmula~ão e
transmissao de dados ao sistema de visualizaçao. Alem da
apresentação em tempo real, o sistema calcula e armazena os
dados para fins climatológicos. (Vide figo 2 e 3)
O subsistema de visualização e registro é composto pelos
periféricos utilizados na apresentação dos dados processados,
tais corno: terminais de vídeo, impressora alfa-numérica e
unidade de disco flexível. A quantidade e diversificação dos
equipamentos de visualização e registro, é determinada pelo
consenso derivado das necessidades dos usuários do sistema.
4 - DESCRIÇÃO SUSCINTA DE FUNCIONM1:ENTO
Os parâmetros medidos pelos sensores convergem, através de
linhas de transmissão, para o subsistema de aquisição e
processamento que é em síntese um microcomputador com um
programa dedicado a observação meteorológica. O programa se
encarrega de processar os dados, deixando-os disponíveis para
todos os periféricos de visualização e registro.
Além das informações automáticas do sistema de medição,
podem ser inseridas manualmente, através do teclado, parâmetros
de observação visual, dados de interesse da operação e crítica
dos parâmetros coletados automaticamente.
5 - CARACTER!STICAS PRINCIPAIS
5.1 - Parâmetros meteorológicos
As características corno: escala de medida, precisão,
resolução e tipo de processamento dos parâmetros, (vide Tab. I)
obedecem principalmente ao anexo 3 da ICAO (International
Civil Aviation Organizationl e ao guia de instrumentos
meteorológicos e métodos de observação da WMO (World MeteorQ
logical Organization). O anexo 3 mencionado acima, trata
exclusivamente da normalização do serviço meteorológico para
navegação aérea internacional.
391
TABELA I
PARÂME!'IO
ESCAlA
REs)LU;Ã(
Velocidade do
vento
Jl a 100kt
1kt
Direção éb
vento
~ a 360°
lQ
Pi= de
vento
~
1kt
Tenperatura
do ar
-10 a
+60 0e
O,loe
Umidade
Relativa
Jl a 100%
1%
Tenperatura
do ponto de
orvalho
-40 a
+50 0e
0,5 Oe
Pressão
(ao nive1 da
pista)QFE
800 a
1l00rrbar
O,llrbar
Pressoo
(ajuste éb
altirretro)QNH
800 a
1l00lPbar
O,lnbar
Precipitação
p1uviaretrica
a 100kt
RVR
,
RELA'ICRIO
CLll:11'.lOLóGICD
INDICAÇÃO
NA TEIA
±lkt de Jl a 10kt
±10% de 10 a 100kt
nO
±1kt de ~ a 10kt
±10% de 10 a 100kt
±O,50e
±3% de UR
média de
2 rnin
6 médias de 10 min
rrédiade
2 min
6 nédias de 10 min
rre.x. nos
últirws 2min
rrai or de cada
10 min
instantâneo
a cada 60s
max, min e nédia
horária
-
-
±1oe
±0,5rrbar
instantâneo
a cada 60s
max, mino e média
horária
instantâneo
a cada 60s
max, nún. e média
horária
instantâneo
a cada 60s
±0,5rrbar
-
Jl a 50
mrv'min
a 300mr
total hora
~
Altura de
nuvem
PRECISro
6 a 1500rn
20 a
5000ft
11 a 2000m
0,1mrv'
min
1m
1ft
1m
±10% éb total
±15m: ate 150m
±10%: de 150 a
300m
±20%: acirra 300m
±25m: ate 150m
±50m: de 150 a
500m
±lOOm: de 500 a
1000m
±20Orn: acirra de
1000m
máx. intensidade e
intensidade
em 2 min
total horário
maX, min e nédia
instantâneo
a cada 60s
horária
instantâneo
a cada 60s
visibilidade máx,
min e média
horária
o sistema tem a capacidade de processar os seguintes
parâmetros:
· .................
...............
.......................
·.................
direção do vento
velocidade do vento
temperatura
umidade relativa
precipitação pluviométrica •.......
radia2ão solar ............•.•.....
pressao atmosférica . . . . . . . . . . . . . . .
altura de nuvens
transmissividade do ar
luminosidade do ambiente
· .................
............
..........
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
6
6
6
6
1
1
1
4
6
3
sensores
sensores
sensores
sensores
sensor
sensor
sensor
sensores
sensores
sensores
392
5.2 - Operacional
O sistema apresenta algumas características que
facilitam a sua operação, tais como:
- apresentação na tela dos comandos de operação (menu);
- indicação permanente do dia e hora vi~entes;
- introdução manual de dados e observaçoes para
disseminação da informação;
- inibição ou ativação de sensores com introdução
manual no campo do sensor inibido;
- impressão dos dados da tela, quando requisitado
através do teclado;
- impressão e gravação (em disquete) horária de forma
automática das informações para fins climatológicos;
etc.
5.3 - Microcomputador
O microcomputador e baseado no microprocessador 8085
de 8 bit's da INTEL.
- O sistema utiliza 3 microprocessadores com as
seguintes finalidades: um para aquisição e processamento de
dados, outro para controle de teclado e-vídeo e o último para
comunicação com os repetidores e com os sensores com protocolo
complexo (tetômetro e visibilômetro)
- Um conversor analógico/digital de 12 bit's e
responsável pela transformação dos sinais analógicos dos
sensores para sinais digitais compatíveis com o microprocessador.
- Possui uma saída serial padrão RS 232 para ligação
em distribuidores de vídeo, modems ou periféricos compatíveis.
- são utilizadas no programa de controle do sistema,
28k bytes de memória ROM e 22k bytes de memória RAM.
6 - CONCLUSÕES
Corno o sistema preenche todos os requisitos de uma Estação
Meteorológica de Superfície para Aeroportos, o equipamento já
se encontra em linha de produção, já possuindo algumas unidades
em fase de instalação.
SUBSISTEMA
SU8Sln ... A
Dl
.. EolClo
,,,,bIEfAOS
Dl
AQUISiÇÃO
DE
E PROCESSAMENTO
DE
SUBSISH .. A
DADOS
VISUALIZAClo
Dl
IIEOISTIIO
l
hj
1-'.
LO
.......
SENSOAU
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LINHAS
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LINHAS
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TECLADO
AL'A-NU ...tRICO
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J
INPRESSOAA
~'A-NU\oI(R1CA
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UNIDA DE S ti(
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DISCO
H.E xi Vf:L
D
SISTEMA ["'S·S"'
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OE S
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IVISTO
$HK.IREVO
I
[ S C'I
H.
I 09-10-01
DiAGRAMA
IllOCOS
CONSIGNATARlA
SOCIEDADE
HoeECO LT~
DO
SISTEMA
Ic
O A TA
04/111lAR18!5
Vl
\.O
Vl
Sr.S'-EMA
AEROPORTO 8 ,
V
H O • C
PONTO NEDIO
000109 FFO:iUCT RJOD54kT
0001:51 FF039kT AJD04DkT
RVR
TETO
153DO"
3000 FT
RVR
0914"
TP+34.2 TA+27.:'5 PO+t9.:5C
15310"
TETO
3600 FT
RVR
1097 H
TP+3;!.0 TA+23.9 PO+18.0C
PISTA 27 R
14 L
PISTA 32 l
0001:5:5 FF04DkT RJ004QkT
'-1E;:TEOROLOGIA
HOBECO
DADOS ADICIONAIS COH FINS CLIHATOLOGICOS
OATAI09/10/84 HORA O"T 19141
PISTA 14 l
DE
32 L
CENTRO
DDH189/189/189/189/1U9/1B9
OUH223/2~3/223/223/223/223UDHUUD/UOU/ODD/DUU/ODD/DOO
14997"
FFHU97/081/081/081/081/081 FFH048/04D/040/040/040/040 FFH048/040/040/040/040/040
TETO
3460 F"T
10:54 H
TP+33.6 TA+29.1 PO+20.5C
PONTO "EDIO
RJ0085/085/085/0B5/0B5/085 RJ0040/04U/040/040/040/04U RJU040/040/040/040/040/040
001189/189/189/189/189/189 001223/223/223/223/223/223 001000/000/000/000/000/000
PISTA 09 R
DDDU5 FF042kT RJD045kT
00D220 FF038kT RJ0042kT
DD0283 FF028kT RJD029kT
TA+48.6/+49.0/+48.5
TA+20.71·20.9/+~O.6
TA+49.6/+49.9/+49.5
RVR
RVR
RViii:
TP+34.21+34.4/+34.2
TP+20.7/+20.71+20.7
TP+49.6/+49.91+49.5
PO-39.5/-40.0/-39.5
PO-20.5/-20.5/-20.5
PO-49.0/-49.5/-49.0
RVRXXXXX/XXXXX/XXXXX
RVRXXXXX/XXXXX/XXXXX
RVRXXXXX/XXXXX/XX~XX
TETOXXXX/XXXX/XXXX
TETOXXXX/XXXX/XXXX
TETOXXXX/XXXX/XXXX
TETO
16100"
2996 FT
16121"
16094"
0913"
eNH 10'3.6 M8
VISlIlllDADE
" 15k"
IFE 101'.2
"8
IHTEHS. CHUVA 00.0 "H/'lIH
NEBUlOSIOAOEl OkTA 3 TIPO NI SASE 08000FT
OkTA 1 TIPO HI SASE 05000FT
09 R
CENTRO
27 R
OkTA
TIPO
BASE
FT
DOHOOO/OOO/OOO/OOO/OOO/OOD 00H091/091/091/091/091/091 DDH091/091/U91/091/091/091
OkTA
TIPO
8ASE
FT
FFH048/040/040/040/U40/U40 FFHU54/035/035/035/035/035 FFH054/035/035/035/035/035
TE"PO PRES.' CAVOk
TAFI YUDO 09111 130/10 VIS 91(11 6/8 20000FT ORADU 13/16 VIS 300011 Dl 8/8 'OOFT
OBS' "ETAR UDO 1630 240/8 19 600" RVR 1000" FO 3/8 10DOFT Tl7 OP16 QHN 1018
RJOD40/D4D/D4D/D4D/040/D4D RJD096/035/035/035/035/035 RJ0097/D36/036/036/036/036
001000/000/000/000/000/000 001091/091/091/091/091/091 001091/091/091/091/091/091
SPECI TUDO 1115 040
I-S/l 2-8/L 3-
4-
1939 E
RVRXXXXX/XXXXX/XXXXX
RVRXXXXX/XXXXX/XXXXX
RVRXXXXX/XXXXX/XXXXX
TETOXXXX/XXXX/XXXX
Fig. 2 - Exemplo da Tela de Video
ERH+OOO/+OOO/+OOO/+OOO/+OOO/+OOO
0I'ElI02.8/1103.6/1102.6
Fig. 3
PP 00.0/0000.0
RAOOO.O/OOOO.O
Exemplo de impressão de dados
climatológicos horário.
VJ
~
~