为收集、传递和处理水文实时数据而设置的各种传感器通讯设备和接收处理装置等的总体由观测站、信息传输通道和接收中心三部分组成。主要用于防汛和水利调度。在小流域范围内只需几分钟时间即能完成数据收集和处理，及时提供重点河段、水库的雨情水情。现行的系统工作原理见图1、图2。虚线框图为可选择的附加部分。

观测站自动收集雨量、水位和其他水文参数的实时数据，一方面可在站上自动记录，另一方面输出按一定方式编排的脉冲信号，通过信道向接收中心发送。发送有两类制式：①自报式——系统中的各观测站自动向中心站发报，其控制方法有定时控制和增量控制两种。定时即按预先规定的时间和测次，到时发报。增量是指雨量或水位每变化一定数量时，如雨量增加二毫米、水位增减二厘米，立即发报实时的累计雨量和水位。每次发一至数遍，每个参数约0.3～0.5秒即可。这两种控制也可以结合使用，以满足时段雨量的计算和了解设备是否正常。②应答式——测站等待接收中心发来的指令后给予回答，发报实时数据。它要求观测站接收设备长期或定时段通电，处于待命状态。

图1 自报式水文自动测报系统原理框图

图2 应答式水文自动测报系统原理框图

观测站的仪器设备有水位计、雨量计、数传机、电台以及电源设备等。一般在有人管理无人操作的情况下进行。雨量计常用翻斗式，每毫米雨量翻转一次，发出信号去驱动记录及编码机构。水位计多数采用浮子式，用机械机构直接传动记录笔及编码器。编码器是将雨量、水位（即浮子位移模拟量）转换成数字电量的器件。有机械型和电子型两类。雨量编码只有增量，而水位变化是连续、可逆的，必须采用双电刷判别电路、步进机构或循环码盘等特殊方法。当接到本站或中心站的发报指令后，即启动全套设备，从编码器中取出数据，并按一定逻辑程序将站号、雨量、水位依次发送出去。

信息传输通道一般可分为有线和无线两类：①有线通道用专线或共用电话线路。其优点是抗干扰性强，使用比较方便可靠。缺点是设备成本随距离而增加，如采用架空线，在大风暴雨时容易损坏。②无线电通道常用超短波频段，功率1～10瓦，当通讯距离超过50公里，或有高山阻挡时常常设置中继站，它将接收到的讯号增大功率后，再用另一频率发射出去。测站采用定向天线，中继站可用高增益的全向天线，以满足各个方向通讯的需要。电源一般采用碱性蓄电池供电。无线电通道适用于远距离传输，设备费用较低，但易受干扰，误码机率较有线通道高。卫星无线电通道，用卫星作为中继站，一般采用微波频段，优点是观测站位置不受地形限制，通讯距离更远，覆盖面积更大，还有短波、流星余迹散射等方式，都可作远距离通讯用。

接收中心根据系统大小配置，可由几个地区或小流域的接收中心再组织成大范围的上一级接收中心。应答式的中心站均具备对观测站的控制作用。遥测到的各站水位、雨量等数据，可以输入计算机进行计算处理，或再送往上一级中心。观测站与接收中心必须用同一制式。自报式的其中心站则处于被动状态。定时控制的到预定时间开机收报，一个频率只能对少数站点，在短时间内依次收报。增量控制的中心站接收设备要长期连续待命工作，有时会几个站同时给中心发来信号，因而丢失数据，但机率不多，一般没有什么影响。自报式具有测站功耗低微，设备简单可靠，费用低廉，数据有效率高等优点，更适合于高山偏僻地区使用。美国、加拿大等国主要使用这种制式。应答式的功能较多、数据量大，接收中心可以定时自动巡测，也可随时指令巡测或选测，而且可以通话，使用方便。日本、意大利等国主要采用这种制式，中国则两种都在采用。

信息传输方式目前已采用脉冲调制数字通讯，简称PCM。0和1是数字通讯的基本信息，称为比特，每秒传输基本信息量称波特。由于水文遥测系统的数据量较少，通常采用25、50、100波特，也有用300、1000波特的，以满足各方面的需要。每次发送与接收必须使信息同步，才能进行解码。应答式的选呼方法常用两个音频调制信号作为各站的地址码。接收中心主要设备有：电台、数传机（含调制、解调、选址）、数据显示器和打印机、一般与电子计算机直接联接，进行控制、处理、洪水预报和水利调度。

自动测报系统开始用于汛期的水文情况收集，其后也用于水文站网资料收集，兼顾洪水预报、调度，又作资料整编。使用的计算机由单机发展到计算机网络和建立数据库，使任何一个地方的终端都可以调用数据，共用情报，获取预报，为各部门服务，效益显著，并仍在不断发展之中。