气象卫星资料微机处理系统简介

一、引言随着空间技术和遥感技术的发展,对气象卫星原始探测资料的加工处理和应用研究,就成了人们所关心的热点.陕西省农业遥感信息中心从国家气象局卫星气象中心引进的"气象卫星资料微机处理系统"(以下简称"系统"),就是专门为单站接收处理气象卫星(包括我国"风云一号"卫星和美国NOAA卫星)资料的用户而研制的,利用这套"系统",不仅可以对实时接收的卫星资料进行各种定性和定量处理,获     

国外气象卫星资料分析使用情况

气象卫星已有20年的历史,在这20年中,随着遥感技术不断改进,气象卫星提供的观测资料种类愈来愈多,资料的空间分辨率和时间分辨率(对同一地区观测的时间间隔)愈来愈高。今天,全世界74个国家上千个接收站直接接收极轨气象卫星提供的云图。还有相当一部分站通过传真线路接收由处理中心和局地处理中心发送的经过处理的天气传真云图。近年来直接由地球静止气象卫星     

乌鲁木齐气象卫星地面站极轨云图接收质量考核及优化拼图

对乌鲁木齐气象卫星地面站极轨气象卫星接收系统接收的CHRPT、GDPT、HRPT资料进行质量定量考核，对A、B机接收的资料进行优化拼图，并向中心转发；对其设计、实现原理进行描述。     

TIROS-N卫星HRPT的地面接收和处理系统(上)

为了更好地接收和处理气象卫星资料,最近,我国从美国引进了卫星资料接收和处理设备,并加上部分国产设备,组成了静止气象卫星GMS和极轨卫星TIROS-N高分辨图像发送(HRPT)的地面接收处理系统。整个系统安装调试后,经过数月运行,证明功能较好。预计该系统投入业务后,将为预报部门提供重要的卫星气象资料。为使广大读者了解该系统的特点和主要功能,本文作一扼要介绍。     

网络编程实现气象卫星资料的传输

气象卫星应用系统是一个异构平台的分布式处理系统，由多机协同完成资料接收、传输、处理、存档与产品分发等任务。使用网络编程进行气象卫星资料的传输，可以提高资料的传输实效，确保分布式环境下不同系统之间的同步与资料的可靠性，从而保证气象卫星产品及时提供用户使用。该文介绍了网络编程技术在气象卫星资料传输方面的应用。     

Windows-95极轨气象卫星资料接收处理系统

我中心原用的极轨气象卫星接收和处理（ＨＲＰＴ）系统是国家卫星气象中心８０年代末的产品,其硬件部分采用的是Ａ＿Ｅ装架形式、线极化馈源和比较庞大沉重的天线系统,现已不能适应当前城市微波干扰日趋严重和中心各项遥感监测业务的需要。原系统软件是基于ＤＯＳ环境设计的,由于受到当时计算机水平等条件的限制,其运算速度和遥感图像处理等方面也不能适应现在业务服务和科研开发的需要。经省计委１９９７年立项批准的Ｗｉｎｄｏｗｓ＿９５极轨气象卫星资料接收处理系统已于１９９８年２月完成了系统的安装调试,经过一年多的业务试运行…     

浅谈内蒙古气象卫星遥感应用对策

1 内蒙古自治区卫星遥感业务发展的历史及现状。内蒙古自治区地处祖国北疆,幅员辽阔,人日密度稀疏,极轨卫星遥感技术在这里有着得天独厚的优势。在1987年建立了内蒙古自治区第一套极轨气象卫星资料接收、处理系统,并开始接收美国NOAA气象卫星资料。     

山东省极轨气象卫星遥感动态环境监测系统

介绍我省“极轨气象卫星遥感动态环境监测系统”，主要包括系统配置、卫星资料的接收、处理、软件开发、产品服务等子系统和资料产品库     

气象卫星资料在我国天气分析和预报上的应用

我国从1969年开始将气象卫星资料用于天气分析和预报。目前各省都有自动图片传送系统(APT)接收站。大多数自动图片传送系统(APT)接收站是接收泰罗斯-N(TIROS-N)卫星的低分辨扫描辐射仪云图,有几个站接收日本地球静止气象卫星云图,中央气象台还接收由华盛顿世界气象中心和日本气象厅发送的太平洋的卫星探空和测风资料。大多数天气预报部门的预报员在做短期预报时,常常参考卫星云图资料。根据近十年使用气象卫星资料的经验,我们认为卫星资料对于改善天气分析和预报是有用处的,尤其是在西藏高原和我国邻近海域,卫星资料是天气分析和预报的重要工具。     

卫星遥感资料的定量批处理

气象卫星是众多遥感卫星中的一种,其实际应用范围远远不仅在气象方面。特别是我国的“风云一号”和美国TIROS—N/NOAA系列等极轨气象卫星,因其覆盖周期短,星上传感器可以接收多波段(如表1)图像,还设有TOVS垂直探测器,成为目前适合动态和实时监测的主要遥感卫星。1991年初,我所自国家卫星气象中心引进一套极轨气象卫星资料处理系统,可以接收、处理FY—1和NOAA卫星资料。该系统包括资料入口、预处理、资料处理、产品输出、存档、系统管理等一系列完整的功能。特别是丰富的定量处理结合真彩色图像处理,在地表特征的判识和监测方面发挥了重要作用。由于极轨气象卫星覆盖频次高,扫描范围广(横向扫描范围约为2800km,地面站     

风云一号气象卫星的主要产品和传输服务

本文扼要地介绍了卫星气象中心的处理系统由风云一号气象卫星原始探测资料加工出来的主要产品。它们主要包括:图象产品、数字和图形产品以及分析和特殊服务产品等三大类。同时简要地说明了每种产品的分析制作过程。最后,还介绍了产品的分发服务方式。     

软件再工程在FY-2(02)批地面数据处理系统建设中的应用

介绍了FY-2（02）批静止气象卫星应用系统工程建设项目工程化阶段针对DPC子系统建设的总体要求，运用软件再工程方法学原理，通过逆向工程、代码重构、数据重构、文档重构等一系列工程化过程，对FY-2（02）批预研阶段提交的资料和产品处理软件进行了面向产品和面向处理的流程再造，提取了公共服务，简化了处理流程，并形成了详尽的文档。软件再工程后的DPC资料和产品处理系统满足了FY-2（02）批地面应用系统的高可靠性、可维护性和实时性等要求。     

风云气象卫星数据存档与服务系统

国家卫星气象中心依托风云卫星工程,对多批次工程建设采取统一设计、滚动开发、分批扩展的方法,建成气象卫星数据存档与服务系统。系统架构于多个高性能计算机集群,应用可配置的动态加载容器和多机作业负载均衡并发处理技术将集群构建为高扩展性、高可用、高效率的业务系统。对Internet的全集数据共享技术、分布式时空一体化数据库存储技术、基于WebGIS的全球卫星影像发布技术、可视化处理与显示技术、三维地球影像发布技术、多源数据融合处理技术等多项关键技术进行研究与应用,为用户提供多种数据共享服务方式,提高了数据下载效率。目前,国家卫星气象中心已存档国内外21颗气象卫星801类共1150 TB数据,为24258个注册用户提供各类数据共享服务,该系统亦可通过配置扩展,适应未来国家卫星气象中心数据存档与服务的需求。     

广域网加速在FY-3气象卫星数据传输中的应用

风云三号 (FY-3) 极轨气象卫星数据传输系统需通过广域网链路,将海量卫星观测数据从卫星接收站快速传送到资料处理中心。该文研究广域网加速技术,解决广域网链路中传输气象卫星海量观测数据延迟高、带宽利用低等难题。文中针对FY-3气象卫星观测数据传输量大、时效要求高的特点,分别分析了数据压缩、数据缓存和协议优化3种不同加速技术对卫星数据的传输优化效果,并根据分析结果提出了一种适用于气象卫星数据的广域网传输加速架构。该架构结合3种不同加速技术设计了TCP代理模块、数据段索引模块和HS-TCP传输模块以及相应算法分别实现了数据压缩与缓存和协议优化等功能。通过测试和实际运行表明:在该加速架构下卫星数据广域网传输速率提高了50%~243%。     

高级在轨系统在风云三号气象卫星中的应用

为了满足大容量、高速率、多载荷数据的传输需要,风云三号气象卫星数据传输系统采用了空间数据系统咨询委员会CCSDS（Consultative Committee for Space Data Systems）推荐使用的高级在轨系统AOS（Advanced Orbiting System）标准,利用虚拟信道的概念,将不同速率、不同性质的载荷数据按AOS多路复用业务和位流业务两种业务处理。实际运行结果表明,采用这两种业务既可以满足卫星多种高速传输速率的要求,又可满足多载荷不同数据量、不同数据格式的传输要求。在分析CCSDS AOS协议的基础上,介绍了风云三号气象卫星所采用的数据编码格式及组帧方式。     

FY-3C/VIRR海表温度产品及质量检验

国家卫星气象中心FY-3C/VIRR（visible and infrared radiometer,可见光红外扫描辐射计）海表温度产品在云检测产品的基础上,采用多通道MCSST（multichannel SST）算法进行晴空区海温反演。该文详细介绍了海表温度产品算法、产品设计、质量控制及质量检验方法。FY-3C/VIRR海表温度产品包括5 min段原始投影海温和5 km全球等经纬度投影海温。设计逐像元的海温质量标识,将海温像元分为优、良、差3个等级,用户可根据应用目标选择海温的质量等级。与日最优插值海温OISST（optimum interpolation SST）相比,FY-3C/VIRR 2015年1月—2019年12月的5 min段海温质量检验结果表明:质量等级为优的海温,白天和夜间的偏差分别为-0.18℃和-0.06℃,均方根误差分别为0.85℃和0.8℃;白天海温均方根误差有季节性波动,夏季有的月份均方根误差大于1℃（如2015年7月、2016年7月和2019年7月）;在海温回归系数不变的条件下,夜间海温偏差的季节性波动与星上黑体温度相关显著。从一级数据质量、定位、业务运行状况等方面讨论引起海表温度产品异常的原因,为FY-3C/VIRR历史数据定位、定标和产品重处理及用户应用提供重要的参考信息。     

利用静止气象卫星红外通道遥感监测中国沙尘暴

气象卫星的红外窗区通道 (8~12 μm) 对于通常大气气溶胶几乎没有响应, 但对于较大颗粒且浓度较强的沙尘气溶胶, 尤其是沙尘暴有明显的信号反应。空气中的沙尘在红外分裂窗通道表现出两个特征:一是对地表发射到空间的红外信号产生衰减, 造成卫星探测到的地气系统亮温降低, 这就是所谓的红外差值沙尘指数IDDI; 二是沙尘粒子在红外分裂窗两个通道的比辐射率不同, 11 μm比12 μm的比辐射率低, 从而造成这两个通道的亮温差是负值。基于这两个特征和沙尘多通道光谱聚类法, 针对静止气象卫星观测数据进行了沙尘暴卫星遥感监测业务算法开发, 输出沙尘暴监测产品和红外差值沙尘指数产品, 这一算法不仅用于已经退役的GMS-5卫星, 而且应用于正在运行的静止气象卫星FY-2C, 它还为沙尘暴的定量或半定量遥感提供参考借鉴。     

FY-3A/MERSI数据在山东省农田干旱监测中的应用

干旱是影响社会发展和农业生产的主要气象灾害之一。利用中国新一代极轨气象卫星FY-3A上搭载的250 m中分辨率光谱成像仪(MERSI)数据,基于垂直干旱指数(PDI),结合山东省旱情统计数据,建立了适合山东省的PDI干旱指数分级标准,在此基础上对山东省2010~2011年秋冬季的干旱状况进行了监测,并将监测结果与同期的降水、温度和干旱监测资料以及19个国家级农气站的土壤相对湿度资料进行对比分析。结果表明:基于FY-3A/MERSI 250 m分辨率卫星资料计算的PDI能够客观反映山东省旱情的空间分布和动态发展过程。PDI与对应实地观测的10 cm、20 cm土壤相对湿度之间有较好的负相关性,且20 cm的土壤相对湿度较10 cm的土壤相对湿度与PDI的相关关系更稳定。因此,利用FY-3A/MERSI卫星资料监测山东省干旱状况具有可行性,适于在干旱监测业务中推广应用。     

VICARIOUS RADIOMETRIC CALIBRATION OF SATELLITE FY-ID SENSORS AT VISIBLE AND NEAR INFRARED CHANNELS

For the problem of in-flight test site radiometric calibration for the FY-1D Meteorological Satellite onboard sensor's visible and near infrared channels,this paper described the calibration method,satellite-ground synchronous observation data acquired at China Dunhuang Calibration Test Site,parameter derivation and radiative transfer computation during the calibration,and the calibration result analysis.At FY-1D seven channels (with central wavelength at Channels 1:630 nm,2:865 nm;6:1610 nm;7:455 nm,8:505 nm;9:555 nm;10:932 nm),calibration coefficients obtained during the ground site calibration were compared with that respectively of prelaunch calibration.It is demonstrated that results of FY-1D onboard two sensors' (A and B) at channels 1,2,6 and 10 were close to pre-calibration,and the absolute difference of Gobi desert reflectance computed using test site and pre-launch calibration coefficients was no more than 2%. At other channels,large pre-launch calibration errors resulted in a poor consistency between the test site and pre-launch calibration.The errors can be corrected by the test site calibration results. Based on a rough estimation,the overall error of the calibration was about 6%. The paper also presented the in-flight vicarious calibration at the visible and near infrared channels of FY-1C sensor A which was launched in 1999 and has been put into operational mode since 2002.The results exhibit that FY-1C sensor's response has 23% attenuation at Channels 7 and 8,while only minor degradation at the other channels was found. During the mission,calibrations were also conducted at NOAA-17's Channels 1 and 2 (1:430-830 nm,2:500-1072 nm).A very good consistency has been achieved between the test site and pre-launched calibration results.     

风云三号气象卫星数据传输体制分析

风云三号气象卫星 (FY-3) 是我国的新一代太阳同步轨道气象卫星, 其星-地数据传输体制采用了国际空间数据系统咨询委员会 (CCSDS) 推荐使用的先进在轨系统 (AOS) 规约和数据结构, 采用R-S编码和卷积编码级联的编码方式, 使用了L波段和X波段同时广播的方式。该文分析了FY-3星地数据传输体制, 将FY-3的传输体制与国外同类卫星传输体制进行了比较分析, 给出了FY-3的传输体制与风云一号 (FY-1) 的差别, 在此基础上提出了我国下一代气象卫星地面站建设的基本策略。