风云三号气象卫星地面应用系统工程技术和实践
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第2章 总体方案设计

2.1 任务和目标

坚持需求牵引、天地统筹、资源共享、开放合作、综合应用的方针,发展风云三号气象卫星地面应用系统,实现业务化、系列化。需求牵引:从满足气象事业发展、满足国家经济社会发展和国家安全的总体需求出发,开展了风云三号气象卫星地面应用系统总体规划研究,建立了空间布局合理、资源配置优良的地面站网系统,建立与完善了功能丰富、能力强大的地面应用系统,推动了气象卫星数据在气象业务及相关领域的应用。天地统筹:从发挥风云三号气象卫星总体效益的角度出发,协调卫星平台、遥感仪器、地面应用系统的发展,优先开展遥感产品应用科学算法研究,确保卫星综合效益的发挥。资源共享:充分利用风云三号气象卫星的资源能力,建立国家级的气象卫星数据获取、处理和共享服务体系,面向广大用户提供数据和信息服务,为国民经济发展和各部门开展卫星遥感应用提供基础数据支撑。开放合作:充分利用国内外资源,建立开放式的风云三号气象卫星及其地面应用系统技术合作研发机制。综合应用:发展风云三号气象卫星的出发点和最终目标是发挥其应用效益,首先,必须将卫星数据进一步深入应用到以数值天气预报为主的气象业务的各方面;其次,要大力拓展卫星数据在其他相关领域的应用。基于此,未来应加强风云三号气象卫星数据的定量处理方法和定量应用研究,开展卫星遥感信息产品的真实性检验和试验验证。

数据接收分系统及时获取风云三号气象卫星全球观测数据。风云三号气象卫星地面应用系统数据接收分系统通过国内外5 个卫星地面站接收卫星广播的实时过境局地观测数据和全球观测延时数据。全球任意地区数据获取时效小于2 小时。

运行控制分系统对北京地面站、佳木斯地面站、广州地面站、乌鲁木齐地面站、基律纳(瑞典)地面站和北京运行控制中心(五站一中心)实施高效的一级任务调度和二级作业控制,对风云三号气象卫星及国外同类卫星数据的接收、传输、处理、产品分发及数据存档等实施有效的任务调度;根据业务需要,与卫星测控系统共同实施对风云三号气象卫星的业务测控;与卫星总体和测控部门相配合,共同进行卫星的长期管理。

数据预处理分系统对风云三号气象卫星及国外同类卫星遥感仪器探测的原始数据进行质量检验、地理定位、辐射和光谱定标,以提供合格的预处理产品;开展外场定标和产品真实性检验工作,定期更新仪器定标参数。

产品生成分系统在数据预处理的基础上,研究先进的科学算法,开发工程化业务运行软件,计算生成能够反映大气、陆地、海洋和空间天气变化特征的各种地球物理参数,也就是人们常说的图像、图形和定量遥感信息产品。

监测分析服务分系统建立交互式和自动相结合的卫星数据综合分析和应用服务平台。使用风云三号气象卫星区域和全球数据及国外同类卫星的观测信息与产品,结合其他数据,利用地理信息系统广泛开展多遥感仪器数据对天气、气候、自然灾害和环境变化的综合应用分析,为天气预报、气候预测、防灾减灾、农业、林业、牧业、水利、海洋和空间环境监测及时提供监测分析、诊断评估和预警信息。

应用示范分系统建立各相关领域的卫星遥感应用示范系统,推动风云三号气象卫星遥感数据及其产品在数值天气预报、天气和气候监测分析、自然灾害和生态环境监测、军事气象、空间天气等全国各行业相关领域的应用,通过示范促进卫星数据应用技术在全国的推广应用。

产品质量检验分系统对风云三号气象卫星和国外同类卫星一级、二级产品的质量和精度进行准实时或定期检查,检验手段与方法独立、公正、可信。

仿真与技术支持分系统模拟近似实际应用的IT 环境,测试和检验风云三号气象卫星地面应用系统运行控制、系统集成中关键业务流程的正确性,测试主要技术系统的软硬件设备的动态协调性及完成预定任务的能力。

数据存档与服务分系统的任务是存储卫星全部观测数据及其衍生信息产品,建成的国家级气象和环境卫星数据存储和服务中心,能够提供卫星遥感产品的在线服务、灾情信息的动态发布、卫星数据的存档与检索、数据的定制处理等一系列服务,以方便、快捷的手段满足国内外各类用户对气象卫星遥感信息的应用需求。

计算机与网络分系统建设风云三号气象卫星地面应用系统所需的信息技术基础,主要内容包括技术先进、成熟的计算机、存储设备、网络设备及系统软件,为风云三号气象卫星地面应用系统运行控制精准、业务运行稳定、数据传输快捷、数据处理正确、数据存档完整、信息服务周到提供稳定、功能完备的业务运行IT 平台。全面规范不同技术分系统间的数据传输规程、数据格式、信息流程等;设计稳定、可靠的数据传输软件,以多种先进技术手段完成各种数据的实时传输和产品分发服务;优化作业调度流程,充分利用系统资源建立科学、高效的作业调度系统。