船舶气象仪现场比测方法编制说明

《船舶气象仪现场比测方法》

编制说明

自然资源部北海发展研究院

（自然资源部北海标准计量中心）

2023年12月

1工作简况

1.1任务来源、计划项目编号、标准负责起草单位和参加起

草单位

为了促进海洋观测仪器设备比对工作的深入开展，推进

海洋灾害监测、预警报工作统一、规范化管理，自然资源部

组织制定了《2022年度自然资源标准制修订工作计划》（自

然资办发〔2022〕39号），由自然资源部北海发展研究院（原

国家海洋局北海标准计量中心）牵头，自然资源部北海生态

中心（原国家海洋局北海环境监测中心）、自然资源部北海海

洋技术中心（原国家海洋局北海海洋技术保障中心）、山东省

科学院海洋仪器仪表研究所、山东省经海仪器设备有限公司、

山东东润仪表科技股份有限公司、自然资源部东海发展研究

院（原国家海洋局东海标准计量中心）参与，结合各海区计

量站、海洋台站和浮标、及公务船、远洋船、商船、渔船等

船舶的工作实际，开展计划项目编号为202220031的“船舶

气象仪现场比测方法”行业标准的制定工作，包括现场调研、

资料收集、现场比测、数据分析及报告编制等一系列研究任

务。

1.2制定背景

随着海洋气象自动化观测系统的业务化运行，对海洋观

测数据的准确性、可靠性、一致性和可比性提出了更高的要

求。船舶气象仪是海洋气象自动化观测系统业务化运行的观

测设备，主要用来获取中远海的海洋气象观测资料，是海洋

台站和浮标观测系统的重要补充，安装船舶包括公务船、远

1

洋船、商船、渔船等。然而由于船舶气象仪的高度集成，观

测仪器拆卸、安装和运输不够方便，且基于观测数据需连续、

送检周期较长、替换配件不足等多种原因，往往采取安装前

送法定计量检定机构检定，安装使用后就不再送检，使用期

间采取比测的方式来进行船舶气象仪传感器数据的溯源。但

是目前各专业计量机构对船舶气象仪现场比测的内容、步骤

和方法不尽相同，具体指标不够明确，没有统一的标准方法，

比测过程中使用仪器设备的准确度不同，人为因素带来的影

响较大，往往造成船舶气象仪比测数据存在误差，不利于海

洋行业气象观测数据的整合和统一。

为保证海洋观测预报工作量值和数据的准确可靠，为提

高海洋防灾减灾能力和水平，为促进和保障海洋经济又好又

快发展，对船舶气象仪现场比测方法的标准制定工作显得尤

为迫切和重要。通过探索性地开展《船舶气象仪现场比测方

法》行业标准的研究制定工作，期望规范和统一船舶气象仪

现场比测方法，为气象要素数据的统一提供依据，完善气象

自动化观测设备比测方法体系，为海洋防灾减灾工作开展提

供技术支撑和保障。

1.3主要工作过程、标准主要起草人及其所做的工作

本标准自2022年9月立项，2022年10月召开项目启动

会，会议就《船舶气象仪现场比测方法》（草案）研讨确立了

标准的适用范围、结构框架和核心技术内容，并确定了《船

舶气象仪现场比测方法》行业标准制定工作方案，随后立即

开展了现场调研和资料收集，并于2023年8月至10月开展

2

了现场比测试验工作并形成标准初稿；于2023年12月形成

了标准的征求意见稿和编制说明；预计2024年3月开展意

见征求，向计量检定机构、科研院所、仪器使用单位、仪器

生产制造单位发出“征求意见函”，涉及海洋和气象行业21

家单位。2024年4月结束征求意见阶段。2024年5月完成

送审稿；2024年6月召开审查会；2024年7月修改形成报

批稿。

工作流程图如下：

项目启动会编制工作方案调研实施，资料收集

现场比测技术专家研讨编制比测实施方案

标准征求意见稿意见征询，意见汇总处理表专家评审

形成标准送审稿

本标准由自然资源部北海发展研究院（原国家海洋局北

海标准计量中心）主要承担并组织编制，参与编制的单位有

自然资源部北海生态中心（原国家海洋局北海环境监测中

心）、自然资源部北海海洋技术中心（原国家海洋局北海海洋

技术保障中心）、山东省科学院海洋仪器仪表研究所、山东省

经海仪器设备有限公司、山东东润仪表科技股份有限公司、

自然资源部东海发展研究院（原国家海洋局东海标准计量中

心）。

3

参加人员一览表

序号姓名单位技术职务主要工作

1于文胜北海标准计量中心副高级标准统稿、关键

技术控制

2高昆北海标准计量中心中级标准起草、技术

负责、验证

3谷贝北海标准计量中心中级标准验证工作

4李宇璇北海标准计量中心中级标准验证工作

5冷伟嵩北海标准计量中心中级技术审核、协调

6郭凤祥北海环境监测中心初级标准验证工作

7徐昕北海技术保障中心副高级标准验证工作

8朱洪海山东省科学院仪器正高级标准起草、技术

仪表研究所审核

9马正山东东润仪表科技中级标准技术审核

股份有限公司

10李振忠山东东润仪表科技中级标准技术审核

股份有限公司

11李春平山东东润仪表科技中级标准验证工作

股份有限公司

12侯建鑫山东东润仪表科技中级标准验证工作

股份有限公司

13胡剑东海标准计量中心副高级标准技术审核

4

2标准编制原则和确定标准主要内容的论据

2.1编制原则

为使《船舶气象仪现场比测方法》行业标准有章可循、

操作规范，本标准以仪器工作原理为基础，依据适用性、可

操作性原则，按照《海洋标准化管理办法》、GB/T1.1-2020《标

准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》开

展标准编制工作。

编写原则如下：

1、符合海洋行业现阶段气温、湿度、气压、风向、风速

观测的整体需要；

2、针对船舶气温、湿度、气压、风向、风速观测数据量

值溯源的特殊要求和实际情况；

3、考虑目前气温、湿度、气压、风向、风速观测设备情

况和社会科技发展水平；

4、适应气温、湿度、气压、风向、风速观测的实际需求；

5、与现有的相关观测规范方法相衔接。

2.2确定标准主要内容的论据

本标准根据船舶气象仪上的所有观测设备及各类同要

素测量仪器的工作原理、使用说明书、调研资料、现场比测

验证为依据进行标准编制。标准主要内容的论据是GB/T

12763.3-2020《海洋调查规范第3部分：海洋气象观测》，具

体技术内容如下：

2.2.1船舶气象仪

安装在各类船舶上，能够自动进行温度、相对湿度、气

5

压、风向、风速等海洋气象要素观测。并加以处理、显示、

存储和传输的仪器。

2.2.2比测设备的确定

比测设备一般采用同级别的或高级别的相关参数测量

仪器，但考虑船舶气象仪数据采集特点，故建议使用同级别

或高级别的具备数据统计功能的（或能够提供人工统计所需

数据的）同参数测量仪器作为比测设备。

船舶气象仪比测设备技术指标：

a)气温

测量范围：(-30～+50)℃；

最大允许误差：±0.5℃。

b)湿度

测量范围：（0~100）%RH；

最大允许误差：相对湿度80%及以下为±4%；相对

湿度80%以上为±8%。

c)气压

测量范围：（800～1100）hPa；

最大允许误差：±1hPa。

d)风向

测量范围：（0～360）°；

最大允许误差：±10°（以船艏向为0°，顺时针计量）。

e)风速

测量范围：（0.5～60）m/s；

最大允许误差：5.0m/s及以下为±0.5m/s；5.0m/s以

6

上为±5%。

2.2.3比测条件的确定

船舶气象仪风向传感器实际比测中发现，风向传感器的

0゜应与船艏方向一致，风速和风向比测时要求避开空调出

风口或其它排风口；气温和湿度比测时要求将比测温湿度传

感器放在提前准备好的防辐射罩内；气压比测时要求气压室

（或特制的保护箱）相对密封，温度变化小、且无明显震动

和空气流通。

2.2.4比测项目的确定

船舶气象仪的主要观测要素为气温、湿度、气压、风向、

风速，就此确定比测项目是气温、湿度、气压、风向、风速

示值。但是在比测气温、湿度、气压、风向、风速示值之前，

必须检查船舶气象仪各传感器和数据采集器件的外观、连接

部件，应满足以下要求：仪器面板上的符号、文字、数字显

示应清晰；仪器各部件无变形或明显缺陷，应能正常调节；

各部件连接要安全可靠，传动机构要灵活；风传感器转动灵

活，温湿传感器探头滤网应无明显污渍、水质，若检查不满

足要求，则不必进行下一步的现场比测工作。

2.2.5数据处理

2.2.5.1气温数据处理

气温数据处理方法如下：

a)计算第i组比测数据的差值

△Ti=Ti-(Tis+T)..................................(1)

式中：

7

△Ti——船舶气象仪温湿度传感器与比测温湿度传感器

第i组气温读数的差值，单位为摄氏度（℃）；

Ti——船舶气象仪温湿度传感器第i组气温读数值，单

位为摄氏度（℃）；

Tis——比测温湿度传感器第i组气温读数值，单位为摄

氏度（℃）；

T——比测温湿度传感器气温读数修正值，单位为摄氏

度（℃）。

b)计算比测数据差值的平均值

△T＝(△T1＋△T2＋△T3＋…＋△T5)／5.............(2)

式中：

△T——船舶气象仪与比测温湿度传感器气温数据差值

的平均值，单位为摄氏度（℃）。

2.2.5.2湿度数据处理

湿度数据处理方法如下：

a)计算第i组比测数据的差值

△Hi=Hi-(His+H)................................(3)

式中：

△Hi——船舶气象仪温湿度传感器与比测温湿度传感器

第i组湿度读数的差值，用%RH表示；

Hi——船舶气象仪温湿度传感器第i组湿度读数值，

用%RH表示；

His——比测温湿度传感器第i组湿度读数值，用%RH表

8

示；

H——比测温湿度传感器湿度读数修正值，用%RH表

示。

b)计算比测数据差值的平均值

△H＝(△H1＋△H2＋△H3＋…＋△H5)／5...........(4)

式中：

△H——船舶气象仪与比测温湿度传感器湿度数据差值

的平均值，用%RH表示。

2.2.5.3气压数据处理

气压数据处理方法如下：

a)计算第i组比测数据的差值

△Pi=Pi-(Pis+P).................................(5)

式中：

△Pi——船舶气象仪气压传感器与比测气压传感器第i

组气压读数的差值，单位为百帕（hPa）；

Pi——船舶气象仪气压传感器第i组气压读数值，单位

为百帕（hPa）；

Pis——比测气压传感器第i组气压读数值，单位为百帕

（hPa）；

P——比测气压传感器气压读数修正值，单位为百帕

（hPa）。

b)计算比测数据差值的平均值

△P＝(△P1＋△P2＋△P3＋…＋△P5)／5............(6)

9

式中：

△P——船舶气象仪与比测气压传感器气压数据差值的

平均值，单位为百帕（hPa）。

2.2.5.4风向数据处理

风向数据处理方法如下：

a)计算第i组比测数据的差值

当Fi>(Fis+F)时：

△Fi=Fi-(Fis+F)当Fi-(Fis+F)≤180°时..............(7)

△Fi=[Fi-(Fis+F)]-360°当Fi-(Fis+F)>180°时........(8)

当Fi≤(Fis+F)时：

△Fi=Fi-(Fis+F)当|Fi-(Fis+F)|≤180°时.............(9)

△Fi=360°+[Fi-(Fis+F)]当|Fi-(Fis+F)>180°时.....(10)

式中：

△Fi——船舶气象仪与比测风传感器第i组风向读数的

差值，单位为度（°）；

Fi——船舶气象仪风传感器第i组风向读数值，单位为

度（°）；

Fis——比测风传感器第i组风向读数值，单位为度（°）；

F——比测风传感器风向读数修正值，单位为度（°）。

b)计算比测数据差值的平均值

△F=(△F1+△F2+△F3+…+△F10)/10..............(11)

式中：

△F——船舶气象仪风向传感器与比测风向传感器风向

数据差值的平均值，单位为度（°）。

10

2.2.5.5风速数据处理

风速数据处理方法如下：

a)计算第i组比测数据的差值

△Vi=Vi-(Vis+V)...............................(12)

式中：

△Vi——船舶气象仪风传感器与比测风传感器第i组风

速读数的差值，单位为米每秒（m/s）；

Vi——船舶气象仪风传感器第i组风速读数值，单位为

米每秒（m/s）；

Vis——比测风传感器第i组风速读数值，单位为米每秒

（m/s）；

V——比测风传感器风速读数修正值，单位为米每秒

（m/s）。

b)计算比测数据差值的平均值

△V=(△V1+△V2+△V3+…+△V10)/10..............(13)

式中：

△V——船舶气象仪风速传感器与比测风速传感器风速

数据差值的平均值，单位为米每秒（m/s）。

3主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，

预期的经济效果

3.1主要试验（或验证）的分析、综述报告

编写组对比测设备进行了安装调试，对青岛前湾港中远

海运挚诚轮船测点、江苏太仓港中谷渤海轮测点、青岛科考

基地向阳红58船测点，国家深海基地管理中心向阳红01科

11

考船测点，共4个测点进行现场比测实验，获得比测数据4

份，共计140组。在此基础上明确了比测传感器、比测方法

和结果处理等关键内容，对草案进行了修改和完善，形成征

求意见稿。

现场比测实验证明，比测设备与船舶气象仪各传感器之

间具有良好的相关性，二者具有可比性，方法符合实际，可

操作性强，本方法可以作为船舶气象仪的现场比测方法。

具体试验数据如下：

3.1.1试验单位：自然资源部北海发展研究院（原国家海洋局

北海标准计量中心）

比测地点：青岛前湾港中远海运挚诚轮船

日期：2023年08月20日

船舶气象仪，型号：XZC2-2SE；编号：XZC3076；制造

厂：山东省科学院仪器仪表研究所

a)温湿度传感器：型号：HMP155；编号：R5030459；制

造厂：芬兰VAISALA公司

次比测比测仪器气温仪器湿度气温修正湿度修正

数气温值（℃）湿度值（%RH）值（℃）值（%RH）值（℃）值（%RH）

124.593.724.793.2-0.2+0.5

224.593.724.893.1-0.3+0.6

324.793.624.892.9-0.1+0.7

424.793.424.992.9-0.2+0.5

524.993.024.992.90.0+0.1

b)气压传感器：型号：61402V；编号：BPA15234；制造

12

厂：美国YOUNG公司

次数比测气压值（hPa）仪器气压值（hPa）气压修正值（hPa）

11004.61004.5+0.1

21004.61004.5+0.1

31004.81004.6+0.2

41004.81004.6+0.2

51004.81004.6+0.2

c)风速风向传感器：型号：05103；编号：167097；制造

厂：美国YOUNG公司

次比测风向值比测风速值被测风向被测风速风向修正风速修正

数（°）（m/s）值（°）值（m/s）值（°）值（m/s）

1602.1602.20-0.1

2681.8702.0-2-0.2

3542.2552.4-1-0.2

4502.4502.60-0.2

5432.7452.8-2-0.1

6342.3352.2-1+0.1

7472.2502.0-3+0.2

8411.9401.8+1+0.1

9161.9152.0+1-0.1

10172.7152.8+2-0.1

3.1.2试验单位：山东省海洋环境监测技术重点实验室

比测地点：江苏太仓港中谷渤海轮

日期：2023年09月07日

13

船舶气象仪，型号：XZC2-2SE；编号：XZC3078；制造

厂：山东省科学院仪器仪表研究所

a)温湿度传感器：型号：HMP155；编号：R5030459制

造厂：芬兰VAISALA公司

次比测比测仪器气温仪器湿度气温修正湿度修正

数气温值（℃）湿度值（%RH）值（℃）值（%RH）值（℃）值（%RH）

126.280.126.181.4+0.1-1.3

226.079.826.180.7-0.1-0.9

326.080.026.181.1-0.1-1.1

426.080.126.080.80.0-0.7

526.180.226.081.3+0.1-1.1

b)气压传感器：型号：61402V；编号：BPA15234；制造

厂：美国YOUNG公司

次数比测气压值（hPa）仪器气压值（hPa）气压修正值（hPa）

11013.11013.3-0.2

21013.11013.3-0.2

31013.21013.3-0.1

41013.31013.30.0

51013.31013.30.0

c)风速风向传感器：型号：05103；编号：167097；制造

厂：美国YOUNG公司

次比测风向值比测风速值被测风向值被测风速值风向修正值风速修正值

数（°）（m/s）（°）（m/s）（°）（m/s）

11123.81153.6-3+0.2

14

21254.11304.2-5-0.1

31123.71103.8+2-0.1

41003.51003.40+0.1

51173.81153.8+20.0

61033.81003.6+3+0.2

7833.7803.4+3+0.3

81153.31203.4-5-0.1

91133.51103.2+3+0.3

101173.61203.4-3+0.2

3.1.3试验单位：自然资源部北海预报减灾中心（原国家海洋

局北海预报中心）

比测地点：青岛科考基地向阳红58船测点

日期：2023年10月08日

船舶气象仪，型号：XZC2-2SC；编号：XZC1221；制造

厂：山东省科学院仪器仪表研究所

a)温湿度传感器：型号：HMP155；编号：R5030459；制

造厂：芬兰VAISALA公司

次比测比测仪器气温仪器湿度气温修正湿度修正

数气温值（℃）湿度值（%RH）值（℃）值（%RH）值（℃）值（%RH）

122.550.822.147.2+0.4+3.6

222.450.522.147.5+0.3+3.0

322.252.922.149.8+0.1+3.1

422.052.821.849.5+0.2+3.3

522.152.021.949.5+0.2+2.5

15

b)气压传感器：型号：61402V；编号：BPA15234；制造

厂：美国YOUNG公司

次

比测气压值（hPa）仪器气压值（hPa）气压修正值（hPa）

数

11021.91021.5+0.4

21021.81021.5+0.3

31021.81021.4+0.4

41021.81021.4+0.4

51021.81021.4+0.4

c)风速风向传感器：型号：05103；编号：167097制造厂：

美国YOUNG公司

次比测风向值比测风速值被测风向值被测风速值风向修正值风速修正值

数（°）（m/s）（°）（m/s）（°）（m/s）

11270.31310.4+4-0.1

2920.0900.2-2-0.2

31370.91390.5+2+0.4

41150.51180.4+3+0.1

5620.0620.30-0.3

6990.0960.2-3-0.2

7980.5980.30+0.2

81060.01060.40-0.4

91220.41200.4-20.0

10870.0880.3-1-0.3

16

3.1.4试验单位：自然资源部第一海洋研究所船舶管理中心

比测地点：国家深海基地管理中心向阳红01科考船测

点

日期：2023年10月20日

船舶气象仪，型号：XZC6-1；编号：15001；制造厂：天

津市海华技术开发中心

a)温湿度传感器：型号：HMP155；编号：R5030459；制

造厂：芬兰VAISALA公司

次比测比测仪器气温仪器湿度气温修正湿度修正

数气温值（℃）湿度值（%RH）值（℃）值（%RH）值（℃）值（%RH）

115.741.716.142.0-0.4-0.3

215.542.715.543.00.0-0.3

315.543.615.344.0+0.2-0.4

415.543.715.344.0+0.2-0.3

515.544.615.445.0+0.1-0.4

b)气压传感器：型号：61402V；编号：BPA15234；制造

厂：美国YOUNG公司

次数比测气压值（hPa）仪器气压值（hPa）气压修正值（hPa）

11025.21024.8+0.4

21025.11024.8+0.3

31025.11024.8+0.3

41025.11024.8+0.3

51025.11024.8+0.3

c)风速风向传感器：型号：05103；编号：16709