《雪深測量儀校準規范》編制說明主要起草單位：天津氣象雷達研究試驗中心參加起草單位：內蒙古自治區氣象數據中心中國氣象局氣象探測中心航天新氣象科技有限公司華云升達（北京）氣象科技有限責任公司2025年3月23日

《雪深測量儀校準規范》編制說明一、任務來源根據國家市場監督管理總局辦公廳下發的《市場監管總局辦公廳關于印發2023年國家計量技術規范項目制定、修訂及宣貫計劃的通知》（市監計量發〔2023〕56號）文件要求，由天津氣象雷達研究試驗中心作為主要起草單位開展國家計量技術法規《雪深測量儀校準規范》的編制工作。二、編制背景雪深是指從積雪表面到地表面的垂直深度，是表征降雪量和降雪特征的主要參數，也是區域水資源評估和流域水文模型的重要指標。雪深測量數據在氣象防災減災、地質勘測、水文水利、航空碼頭、道路交通、農業生產等方面發揮著重要作用。隨著科學技術的發展進步，雪深的測量方式已由此前人工雪尺測量的方式轉變為運用雪深測量儀進行自動測量，自動化儀器能夠全面、連續地反映積雪動態變化過程，彌補了人工觀測主觀性強、時效性差、時空密度不足等缺點，在測量結果的準確性、設備的穩定性、自動化和數字化程度上具有極大優勢，并已在氣象、水文、交通、勘探等多部門廣泛應用。雪深測量儀的主要原理是通過對距離的測量實現積雪深度的測量，然而，其作為一種測量儀器，目前并沒有較為統一和完善的校準方法，無法保證測量結果的準確可靠。因此，對雪深測量儀的校準方法開展研究和試驗，目的在于通過制定科學、統一的校準規范保證雪深測量數據的準確性，完善雪深測量量值傳遞體系，有利于更好地開展防災減災、農業生產和氣象服務，更加準確地把握相關地區水資源存儲分布，更加完善地進行氣候變化與預測，并且有利于部門間雪深數據共享，為全國積雪深度的測量提供技術支撐。三、編寫過程作為此項國家計量技術規范的主要起草單位，天津氣象雷達研究試驗中心于2023年10月召集相關單位技術人員組成編寫組，參加起草單位包括計量技術機構國家氣象計量站、內蒙古自治區氣象數據中心和相關設備廠商航天新氣象科技有限公司、華云升達（北京）氣象科技有限責任公司專家和技術人員。編寫組制定了校準規范的編制工作計劃，明確了各單位及人員的任務分工和階段性節點要求，同時認真學習了JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》等相關計量技術規范，項目負責人李文博赴國家市場監督管理總局行政學院參加“國家計量技術規范起草人培訓班”并獲得結業證書。起草階段：編寫組于2024年1月-3月開展了雪深測量儀的產品及技術調研，對當前市場上應用較廣的各類雪深測量儀進行了摸底，了解了產品的基本測量原理和技術性能指標。4月-5月，查閱相關的標準、技術手冊等資料，對產品的測量性能及廠商采用的不同標定方法進行了研究與分析，同時查閱相關文獻資料和國外相關產品手冊等，對雪深測量儀的校準方法的編制打下了良好的基礎。6月-8月，在校準規范初稿的基礎上進行了深化研究討論，并對文本內容進行修改，主要包括標準器和配套設施的確定、校準過程的細節探討及不確定的引入情況分析等，基本確定了雪深測量儀的校準方法和所需計量器具。9月-12月，開展相關設備設施的采購，并針對激光式和超聲波式雪深測量儀開展大量試驗，在積累數據驗證校準方法可行性的同時開展不確定的評定分析。2025年1月-3月，對前期試驗數據進行分析總結，并根據試驗過程中遇到的問題完善了規范文本，形成了《雪深測量儀校準規范》征求意見稿及其相關材料，準備面向社會公開征求意見。四、編寫依據在本規范編寫過程中，編寫組堅持客觀科學、規范合理的原則，參考和依據主要為國際國內正式發行的相關規程規范的最新版本，同時為了深入研究相關儀器設備的性能特性，參考了著名學術期刊的科研論文。（一）在文本編寫及內容表述方面主要依據包括：JJF1001—2011《通用計量術語及定義》JJF1059—2012《測量不確定度評定與表示》JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》（二）在雪深測量儀及校準相關技術方面主要依據包括：JJG4—2015《鋼卷尺》JJG928—1998《超聲波測距儀》JJG966—2010《手持式激光測距儀》JJF1915—2021《傾角儀》GB/T35221—2017《地面氣象觀測規范總則》GB/T35229—2017《地面氣象觀測規范雪深與雪壓》QXT434—2018《雪深自動觀測規范》QX/T589—2020《自動雪深觀測儀》BSISO:23435:2022Airquality–Testmethodsforsnowdepthsensors.《雪深自動觀測規范（試行）》（中國氣象局綜合觀測司，2012年9月）《地面氣象自動觀測規范（第一版）》（中國氣象局綜合觀測司，2012年9月）李庚垚.超聲波雪深測量系統的研制[D].吉林大學,2018.王柏林,花衛東,陽艷紅,等.基于相位法激光測距原理的雪深傳感器研究與應用[J].氣象科技,2013,41(04):597-602.四、主要內容說明（一）范圍根據前期調研結果，目前多數雪深測量儀的測量范圍在（0～150）cm，少量產品測量范圍為（0～100）cm或（0～200）cm。目前雪深測量儀相關的標準化文件為QXT434—2018《雪深自動觀測規范》和QX/T589—2020《自動雪深觀測儀》，其中均對測量范圍提出了明確要求，為“0cm～150cm（可根據服務需求或歷史最大雪深情況擴展）”。因此，將測量范圍規定為0～150cm。目前，雪深測量儀的主要測量原理分為兩類，激光式和超聲波式，因此，本規范適用于上述兩種原理的雪深測量儀的校準。本規范給出的校準方法為現場校準，主要有以下原因：①雪深測量儀安裝環境為露天野外，整機固定在混凝土基礎上，整機重量較重，若進行周期性實驗室校準，設備拆裝和運輸較為困難；②若采用實驗室校準，校準完成后需再次進行現場安裝，在拆卸、運輸和校準過程中設備很可能以發生設置的變化或高度、角度的變化，需要再次在現場進行調整和校準，實驗室校準結果無法代表安裝條件下的測量結果。考慮到校準的便捷性、合理性，且現場校準能夠保證量值傳遞的準確性，因此，選用現場校準的方式。為了擴展應用范圍，若開展實驗室校準，以及其它測量范圍或測量原理的雪深測量儀可參照本規范的方法執行。（二）引用文件本規范應用了2個規范性文件，均為氣象行業標準，其中QX/T24—2004《氣象用鉑電阻溫度傳感器》用于規定超聲波式雪深測量儀的溫度測量性能，QX/T434—2018《雪深自動觀測規范》用于規定雪深測量儀的安裝規范性。（三）術語和計量單位為了便于理解，提高規范的可讀性，對文本中出現的難理解或有歧義的術語進行了規定，包括“雪深測量儀”、“測雪板”、“高度模擬裝置”。同時，規定了雪深測量儀雪深示值的計量單位為cm，主要參考了氣象觀測業務的要求和氣象行業標準要求。（四）概述介紹了雪深測量儀的分類、組成結構和測量原理，并給出了必要的結構示意圖，以便于了解。（五）計量特性主要參考中國氣象局《自動雪深觀測儀功能需求書》(試驗版)和雪深測量儀相關標準，以及國內外主流的雪深測量儀產品的技術指標制定的。表1列出了不同參考文件中對雪深測量儀的技術要求，表2列出了幾款雪深測量儀的主要測量性能指標作為參考。最后選擇了雪深測量示值誤差作為計量特性指標。表SEQ表\*ARABIC1不同參考文件中對雪深測量儀的技術要求參考文件《自動雪深觀測儀功能需求書》(試驗版)QXT434—2018《雪深自動觀測規范》QX/T589—2020《自動雪深觀測儀》GB/T35229—2017《地面氣象觀測規范雪深與雪壓》最大允許誤差±10mm±1cm±1cm±10mm分辨力1mm0.1cm0.1cm1mm表2幾款雪深測量儀的主要測量性能指標（單位：cm）型號DSS1DSJ1DSS5SDS-100測量范圍0～2000～2000～500～200最大允許誤差±1±1±1±1分辨力0.10.10.10.1測量原理激光超聲波激光激光根據JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》的要求，計量特性部分明確了雪深測量儀的計量特性為雪深測量示值，同時也給出了參考的最大允許誤差，并標注該指標不適用于合格性判定，僅供參考。（六）校準條件由于采用現場校準，因此規定了現場校準時的條件。雪深測量儀的校準對溫度和濕度要求不高，但考慮到高溫和低溫時以及高濕時相關設備的適應性和校準人員的舒適性，給出了溫度和濕度的條件范圍。規定了天氣狀況為晴天或多云，雨雪時無法開展校準，陰天時不開展校準以避免突發雨雪中斷校準過程。當采用手持式激光測距儀作為標準器時，標準器需固定在立柱或支架上，因此應在無風或微風時開展校準，避免標準器出現晃動影響校準結果。為了避免校準過程中收到干擾，應確保校準地點周邊無強烈的電磁和超聲信號。規定了校準過程中所需標準器及配套設備。主要標準器為手持式激光測距儀或鋼卷尺，二者可選其一或選用其它技術性能相當的計量器具。手持式激光測距儀的示值誤差可以達到毫米級，且小巧輕便便于安裝使用，此外部分激光測距儀還具備數字通信接口，可與計算機或終端設備進行通信，提高了雪深測量儀校準裝置的信息化水平和自動化控制能力。鋼卷尺測量精度較高，同樣具備便攜易用的優點，然而其只能依靠人工讀取數據，數字化程度較低。上述兩種標準器均有相應的計量檢定規程，可以以檢定的方式溯源至國家計量基準。在校準過程中需進行水平度測量，因此選用了傾角儀作為配套設備之一。此外，高度模擬裝置作為校準過程中模擬雪深變化的設施，其高度變化范圍不應低于雪深測量儀的測量范圍，為了不對激光或超聲波信號造成干擾，應選用圓形或方形的頂面，且直徑或邊長不應小于300mm，此外，頂面的平面度會對測量結果造成影響，應控制在0.1mm以內。（七）校準項目和方法1、校準前準備規定了校準前的準備工作，包括對雪深測量儀的外觀進行檢查、記錄部分信息；由于雪深測量儀及測雪板安裝的規范性對雪深測量及校準結果有重要影響，因此，需在校準前確認其安裝情況符合相關規范要求；當采用手持式激光測距儀作為標準器時，應將其牢固固定在立桿、橫臂上或單獨使用支架固定，并保證其在校準過程中不能出現高度、位置上的變化或晃動。2、校準點選擇校準點的選擇綜合以下因素考慮：一是經過前期調研與查閱資料，激光式和超聲波式雪深測量儀在測量范圍內隨測量距離變化測量誤差為相對恒定，因此，校準點可均勻分布于測量范圍內。二是考慮我國大多數地區積雪深度在50cm以下，較多地區積雪深度在0～20cm范圍，因此可在20cm以下增加校準點，以提高監測準確性和實用性。三是校準方法應做到全量程覆蓋，因此應對150cm進行校準。綜合上述因素，將校準點設置為：0cm、10cm、20cm、50cm、100cm、150cm。3、示值誤差校準規定了對雪深測量儀示值誤差校準的過程要求，總體的校準思路為，采用高度模擬裝置模擬不同高度的雪深，對應不同的校準點，將被校儀器和標準器同時測量高度模擬裝置頂面，得到示值和標準值，通過改變頂面高度，進而得到每個校準點的示值誤差（或修正值）。當采用手持式激光測距儀作為標準器時，對應校準點的標準值為示值減去0cm時的示值；當采用鋼卷尺作為標準器時，對應校準點的標準值為鋼卷尺的示值。高度模擬裝置頂面的水平度對校準結果會產生影響，以激光式雪深測量儀為例，若被校儀器和標準器光點相距相對較遠，且頂面傾斜度較大，則二者測量的距離不相等，測量結果無意義。因此對頂面水平度進行測量和調整。考慮到將頂面調整至完全水平的難度較大，且經過計算，傾角在0.1°時對測量結果的影響較小（具體詳見測量不確定度評定報告），因此，規定水平度應在0.1°以下。對于超聲波式雪深測量儀，為了準確計算超聲波在空氣中的傳播速度，均配備一個溫度傳感器用于測量空氣溫度以計算對應的超聲波傳播速度。因此，需對該溫度傳感器技術指標進行要求，由于大多溫度傳感器采用鉑電阻式溫度傳感器，因