我国水文自动测报技术的开发研制始于20世纪70年代中期。在过去30年的发展历程中，我国水文自动测报系统的建设和技术有了巨大的进步。在不同的历史时期，所建系统快速采集的数据为防汛调度决策和水资源管理提供了依据和参考，发挥了很好的作用。

20世纪90年代中期，水利部开始规划建设国家防汛指挥系统工程，先后组织编制了《全国防汛信息系统规划要点》（1992年）、《全国防汛水情信息系统建设规划》（1993年）、《全国防汛计算机广域网建设规划》（1993年）、《全国中央报汛站水文测验设施建设规划》（1994年）、《全国防汛抗旱调度指挥系统建设规划》（1995年）、《国家防汛指挥系统工程项目建议书》（1995年）、《国家防汛指挥系统工程总体设计》（1998年）和《国家防汛指挥系统工程可行研究报告》（1998年）。2003年5月，国家发改委正式批准在国家防汛指挥系统工程水情分中心建设中全面总结我国水文自动测报系统建设的经验、教训，认真分析测报技术发展的趋势的基础上，应用先进的电子传感、通信、计算机、网络等技术进行水文信息的自动采集、传输、处理和应用。为适应信息技术高速发展的新形势、新要求，在总结示范区的建设和运行经验及国内外近几年水文自动测报系统的新技术、新经验的基础上，对1994年版规范进行修订，形成了2003年新规范，并颁布实施。2003年版规范在各方面内容都作出了重大调整和补充。

1.我国网络时代的水文自动测报系统

（1）扩展测报系统功能和服务范围。早期建设的水文自动测报系统多数用于雨水情数据的收集，有的在近几年增添了闸门开启等信息采集等参数，但测量要素还比较单一，不能满足防汛抗旱、水利调度、水资源、水环境等大水利的需要。如：地下水、墒情、河道和灌渠的流量、大气温湿度，风向风速、闸门开启、闸坝工况视频信息、水质的诸多参数等。这就要求各种不同的传感器品种，相应地要大幅度地扩展终端设备的接口能力，特别是要扩展可编程的不同类型的串行扩展口，以满足不同的使用要求。相应地，在系统数据传输以及中心站数据处理方面必然要增加大量新的内容。

（2）网络互联，信息快速传输和共享。国家防汛指挥系统工程要求各水文自动测报系统采集全系统数据不超过20min，并要求于30min内将需上传的数据联网传输到国家防总和各级防汛指挥机关。这一指标是2003年修订时新增的。为满足这一整体要求，无论是遥测系统本身，还是信息联网方面，都要求更完善的通信设计，而且重要电路要有备用措施。在通信电路和通信速率设计方面在满足整体指标要求外还需留有余量。

（3）在站数据存储。对承担水文资料收集任务的遥测站，要求配备现场数据存储记录模块，其容量至少应满足存储3个月以上的数据。遥测站的现场存储记录装置，即固态存储器，可为静态RAM、EEPROM、IC卡等。所存储数据不仅可以现场读取，并可远程下载。同时，还要求采取可靠措施保证全系统时钟的统一和精度。

（4）因地制宜选用通信资源。在充分发挥已建水利专用通信网的条件下，充分论证各种公网通信信道的可靠性和经济性，科学选择通信信道。

（5）对遥测设备提出新要求。

1）遥测终端应适应野外使用条件，要求遥测终端和中继设备单机MTBF不小于25000h，较1994年版规范提高了3倍。

2）遥测终端多个通信接口，以满足可灵活选用通信信道和重要站必须有备用信道的要求，而且能灵活编程使用。

3）丰富的传感器接口资源。

4）测终端设备具有一定的智能特点。按照系统设计要求，不论是在自报式还是“查询—应答”式工作方式中，当测到的参数超限时应能主动加报。

2.我国水文自动测报系统技术的新进展

（1）系统建设网络化。各水文自动测报系统正在逐步与上级防汛、水利主管部门实现联网，中心站设备配置、数据处理及调度决策等软件功能得到加强。

（2）系统功能增强。采集的水文参数，除常规水雨情信息外，大坝渗压渗流、灌区水位流量、土壤墒情、温度湿度、地下水位乃至在线水质监视参数等陆续纳入自动测报系统，使系统的功能大为扩展。

（3）可靠性明显提高。近几年所建系统，系统畅通率明显增加，优者可达98%以上，系统完成遥测数据的时间普遍小于20min。同时，由于设备MTBF的提高和系统设计中对电源线和信号线的防雷消浪措施的加强，系统可靠性大大提高。(www.daowen.com)

（4）终端技术性能达到或接近国际先进水平。近几年遥测终端技术的性能有明显进步，主要表现在：

1）传感器接口能力的增强。10年以前的国产设备大多数只能接浮子式水位计和翻斗雨量计。新一代的遥测终端不仅数字量输入口增加，并普遍设有多通道A/D部件，即使无模拟量输入，至少有一路用于遥测站电源电压监测，以利于系统管理，有的终端设计了12C总线接口、RS485接口等，这就大为方便于连接不同门类的传感器。

2）新一代遥测终端普遍设有多个串行通信口，可因地制宜地连接几个通信设备，以满足数据传输时对通信路由的选择，同时要求主备信道自动切换，以保证系统的高畅通率。

3）遥测终端机的智能化。系统设计要考虑运行通信费用和测站电池的消耗，平时又不需要过密的数据，因此新一代遥测终端增加了参数变率识别功能，平时采用按报汛要求设置报汛时段的工作方式，当遇到降水量强度和水位等参数超限时，终端机能主动发送数据。应当指出，国产设备在远程诊断管理等方面与国际先进水平还有较大差距。

4）遥测终端设备可靠性提高。国产设备的MTBF大体已达25000h，是10年前的3倍。在电路设计、元器件（特别是主要部件）选型方面，既考虑先进技术的应用，又要重视其稳定性和可靠性；针对野外使用条件，加强接口部分的防干扰、防雷安全设计，采用光隔离、半导体放电管等快速响应的器件，提高了系统的可靠性。

5）遥测终端配置了大容量的固态存储器，满足了在站存储一个汛期数据的要求，不少系统还设计了远程读取数据存储器的功能。

6）良好的电源管理功能。休眠模式被广泛应用，对耗电大的传感器和通信设备，平时不予供电，只在工作时上电，尽量减少野外站的功率消耗。

7）遥测终端机CPU技术性能大为改善。不少系统采用32位的CPU，其I/O口资源丰富，有I2C、SPI、多通道A/D，接口能力扩大，运行速度有很大提高。

3.我国通信技术的发展和应用

近10年来，电信建设高速发展，各种通信技术在水文自动测报技术中得到应用，克服了过去许多难以解决的困难，这是近几年来水文自动测报系统建设快速发展并有重大技术进步的重要原因。公网通信资源的广泛应用，缩短了系统建设的周期，减轻维护工作量。

（1）PSTN是公网中最为普遍的信道，用于数据传输其速率可保证9600bps，甚至可达56kbps。对于水文自动测报系统而言，通常采用1200/2400bps的传输速率即可满足要求。

（2）随着移动通信的普及和发展，GSM传输水情数据在我国得到越来越广泛的应用。国家防汛指挥系统工程烟台水情示范区、广东肇庆水情分中心均采用GSM通信方式，其畅通率均在98%以上，加上PSTN备用信道可高达99%以上；此外，浙江省布设了几十个站的GSM水文数据传输系统。目前许多系统建设都已移动通信作为传输信道。应用GSM传输水文数据，除建设和运行费用较低外，还可以利用GSM系统时钟进行全系统校时，保证全系统统一时间，提高系统信息传输的畅通率。

（3）卫星通信的应用。水利部于1994年开始组建卫星通信网，租用亚洲卫星二号（AsiaSat-2）半个Ku波段转发器（27MHz带宽），用于水利部与有关流域机构、水情分中心和大型水库的话务和数据传输。1996年G—LAT公司VSAT小站引入，水利卫星通信开始用于测站的信息传输。如广西柳州系统由39个VSAT站组成，数据传输快，时延小，在非暴雨情况下畅通率可达99%，有明显优点。但由于天线口径较大，方向性敏感，安装调整较麻烦。此外，Ku波段的VSAT，由于暴雨对电波的吸收，当暴雨强度大于50mm/h时，可能造成误码率急剧上升，甚至中断通信，即出现“雨衰现象”。1997年底，海事卫星（Inmarsat-c）的“数据报告”业务在中国首次开通，传输速率为600bps，传输时延在1min以内。Inmarsat-c工作在L—S波段，其终端天线小，可靠性高。部分测报系统开始用该方式解决数据传输，最多时约由1000台终端在测报系统中应用。但很快由于通信容量不足，通信拥塞，时延增大等问题使其应用受到了非常大的限制。北斗双星定位系统近几年也开始用于水文数据传输业务，其服务范围可覆盖全国，利用码分工作体制，上/下行工作频段为1.6G/2.6G的LS波段。北斗卫星网管中心还可向用户提供Internet或拨号服务，以及授时和定位服务。

（4）超短波通信的发展。迄今为止，超短波通信在我国水文自动测报系统中仍占较大比例。十几年来，超短波传输技术也有极大提高。首先是国产收发信机的频率稳定度明显提高，很大程度上解决了频漂问题。第二是接收机灵敏度较之二三十年前提高约3～5db。第三是系统频响平坦性有了很大的改进。此外超短波数传中，改进数据帧的编码格式，合理选择前向纠错和CRC校验避免同频干扰，采用载波侦听、反馈重发、路由选择等技术，大大提高了数据传输的可靠性。超短波通信实时性强、可独立管理控制，因此在水文测报系统中仍得到较广的应用。但要设计得当，产品选型合理，避免建设难以维护的高山中继站。

（5）中高速数字信道的应用。近几年来，X.25、DDN、ADSL、帧中继等链路成为测报系统联网的主要手段。同时，由于测报系统本身传输图像监测信息的需要，宽带数字信道的应用也逐步普及。其中，光纤到站的设计已为许多系统规划设计所选用。