中国卫星海洋观测系统及其传感器(1988—2025)

全面收集1988—2025年中国地球观测卫星(和飞船)计划,包括历史的、运行中的和列入未来计划的。详细介绍风云卫星系列(FY-n)、海洋卫星系列(HY-n)、资源卫星系列(ZY-n)、环境卫星系列(HJ-n)、中国遥感卫星系列(CRS-n)、灾害监测星座/北京小卫星(DMC/BJ-1)、神舟飞船系列(SZ-n)和天宫空间站系列(TG-n)等8个卫星(和飞船、空间站)系列。这些卫星(和飞船、空间站)系列都提供对海洋的观测,从而构成中国卫星海洋观测系统。按装载的传感器分类,进而给出中国的海色、海表温度、海面高度、海面风场和合成孔径雷达(SAR)卫星观测系统。对中国海洋观测卫星与国际海洋观测卫星装载的传感器性能作了比较和讨论,指出差距。列出目前在轨运行的中国海洋卫星观测系统38个传感器及其类似的国外卫星传感器。     

高度卫星定轨精度对其测高精度数据在海洋应用中的影响

卫星测高术是７０年代发展起来的一项新技术，到目前为止国外已陆续发射了七颗载有高度计的卫星，高度计卫星定轨的精度对测高数据的应用有很大影响，本文概述了卫星高度计测高数据在海洋应用上的一些结果、影响轨道的因素、测轨方法和轨道精校正方法，最后根据现有卫星轨道校正数据得到卫星轨道误差与校正精度的关系式，据此分析了轨道计算误差地卫星高度计测高数据在海洋应用中的影响。     

卫星通信技术在海洋观测系统中的应用

本文首先分析、比较地球同步气象卫星、ＡＲＧＯＳ和ＩＮＭＡＲＳＡＴ三种卫星通信系统的不同特点和适用范围，接着介绍九十年代发展迅速的移动卫星通信技术，最后论述卫星通信在提高海洋观测系统性能上的作用，建议我国有关部门进一步应用卫星通信技术，使海洋观测系统跃上一个新台阶。     

一种双链路海洋观测数据传输系统研究

快速获取可靠的海洋信息对海洋发展具有十分重要的意义。目前海洋观测数据传输业务主要通过地面网通信方式进行,地面网是海洋观测数据传输的重要通信方式,具有传输稳定、丢包率小和全双工等优势,但其故障时会严重影响数据传输的稳定性和时效性,因此添加合适的备用链路就显得尤为重要。本文介绍了海洋观测数据传输现状,对比了不同无线通信方式的特点,开展地面网和无线网相互备份和接续传输的技术研究,提出了无线网和地面网相结合的双链路通信方式,即日常状态下采用地面网通信,地面网故障时自动切换至无线链路,以提高数据传输的到报率,进而提高数据传输的稳定性和时效性。     

《全球海洋观测系统》的缘由

《全球海洋观测系统》的缘由汪兆椿（国家海洋局，北京）《全球海洋观测系统》是联合国政府间海洋学委员会、世界气象组织等发起的一项为全面长期探索海洋的运动规律，及其内在变化机制，以期长期监测海洋的计划，英文缩写ＧＯＯＳ。这个系统是在已经分别开展或即将实施的...     

海洋观测数据在海洋预报和海洋防灾减灾中的适用——以温州市和台州市为例

为完善海洋观测体系,提高海洋观测数据在海洋预报和海洋防灾减灾中的适用性,文章以海洋经济较发达和遭受海洋灾害较多的温州市和台州市为例,选取潮位、波浪和水温3个重要海洋观测要素,分析海洋观测数据在海洋预报和海洋防灾减灾中的适用,并提出对策建议。研究结果表明:由于观测时间较短、地理位置特殊和数据代表性不足,海洋观测站的潮位数据未能在台风风暴潮的预报和防灾减灾中有效发挥作用;由于波浪观测仪器布设位置的地形阻挡和观测站少,波浪数据的预报准确性和实际应用不足;个别观测站的水温数据不适用于大面海洋环境和赤潮的预报,且缺少对低温灾害的观测。针对海洋观测数据的实际应用与相关业务脱节的问题,未来应提高观测数据质量、紧密结合当地海洋预报和海洋防灾减灾工作需求、开展重点目标保障预报工作以及加强海洋观测宣传教育。     

海洋观测数据管理系统的设计与实现

针对我国目前海洋环境监测工作对海洋观测数据从人工到计算机智能化管理的实际需求,设计开发了一套切实可行的海洋观测数据管理系统。系统利用先进的计算机软件技术和数据库管理技术,整合了现有的观测设备数据,实现了海洋观测数据的智能化管理,有效降低了海洋观测系统的管理成本,同时系统为海洋信息动态发布网站提供了更多的数据信息和资源。系统在国家海洋局闽东海洋环境监测中心站试运行半年,稳定可靠,综合效益明显。现场应用表明,该系统较好的完成了预期任务,具有较大的推广价值和应用前景。     

影响海洋站观测数据准确性因素分析及对策

海洋站观测数据广泛应用于海洋防灾减灾、科学研究、经济发展、国防建设等各个领域,其准确性对于数据应用各个领域的重要性不言而喻。文章从当前影响海洋站观测数据准确性问题分析入手,从观测设施、仪器设备、人力资源、运行管理、质量控制方面,提出提高海洋站观测数据准确性的对策,以期对提升海洋站观测数据质量有一定的借鉴意义。     

卫星重力梯度测量在海洋科学中的应用分析

简述了卫星重力梯度测量技术的基本原理和GOCE数据特点;基于三个不同的重力场模型,采用不同阶次,联合卫星测高平均海面高模型分别推算出全球海面地形,并对结果作了比较分析;探讨了卫星重力梯度测量技术在海洋科学各相关领域的具体应用前景,指出卫星重力梯度测量技术的发展将为海洋科学发展带来巨大的变化。     

元数据技术在海洋观测数据集成中的应用研究

文章分析、研究了元数据技术及其发展情况和元数据在数据管理、交换中的应用,并对国际上几种海洋元数据的特点进行了归纳、分析和比较。并在此基础上针对海洋环境观测数据的多源性、多态性、多样性以及其分散性等特点,依托重大项目"赤潮监测与预警系统集成与示范"对数据通信与集成的需求,分析了元数据在海洋环境观测数据集成中的应用,以实现对海洋观测数据有效的、合理的集成管理及共享。     

广州海洋观测网规划建设及观测数据应用探讨

阐述了广州海洋观测网建设的迫切性和必要性,对海洋观测网建设在海洋防灾减灾、海岸工程建设及海水养殖等方面的重要意义进行了分析说明。总结广州市海洋观测网建设现状和成果,并利用已有观测数据对2017年台风^“天鸽^”和^“帕卡^”期间广州海域水文气象特征、2015—2017年枯水期咸潮入侵特征进行了分析。研究表明, 现有观测数据对台风和咸潮活动均具有较明显的反应,且对海洋防灾减灾工作具有重要的意义;为更有效地利用已有观测数据,将观测数据价值最大化,对观测网建设及运行过程中观测工作机制及业务化流程、数据质量控制、观测站布设合理性以及数据应用分析这几个方面存在的问题进行了探讨,提出了广州海洋观测网的优化、改进措施及未来发展方向。     

Impact of Ocean Mean Dynamic Topography on Satellite Data Assimilation

The response of an eddy-permitting ocean model to changes imposed by the use of different mean dynamic topographies (MDT) is analyzed in a multivariate assimilation context, allowing the evaluation of this impact, not only on the surface circulation, but also on the interior ocean representation. The assimilation scheme is a reduced-order sequential Kalman filter (SEEK). In a first set of experiments, high resolution sea surface temperature, along-track sea surface height and sea surface salinity from climatology are assimilated into a 1/3° resolution North and Tropical Atlantic version of the HYCOM model. In a second experiment, in situ profile data are assimilated in addition to the surface measurements.

The first set of experiments illustrates that important differences in the representation of the horizontal model circulation pattern are related to differences in the MDT used. The objective of assimilation is to improve the representation of the 3D ocean state. However, the imperfect representation of the mean dynamic topography appears to be an important limiting factor with regard to the degree of realism obtained in the simulated flow.

Vertical temperature and salinity profiles are key observations to drive a general circulation ocean model toward a more realistic state. The second set of experiments shows that assimilating them in addition to sea surface measurements is a far from trivial exercise. A specific difficulty is due to inconsistencies between the dynamic topography diagnosed from in situ observations and that diagnosed from sea surface height. These two fields obtained from different data sources do not contain exactly the same information. In order to overcome this difficulty, a strategy is proposed and validated.     

Impact of Ocean Mean Dynamic Topography on Satellite Data Assimilation

The response of an eddy-permitting ocean model to changes imposed by the use of different mean dynamic topographies (MDT) is analyzed in a multivariate assimilation context, allowing the evaluation of this impact, not only on the surface circulation, but also on the interior ocean representation. The assimilation scheme is a reduced-order sequential Kalman filter (SEEK). In a first set of experiments, high resolution sea surface temperature, along-track sea surface height and sea surface salinity from climatology are assimilated into a 1/3° resolution North and Tropical Atlantic version of the HYCOM model. In a second experiment, in situ profile data are assimilated in addition to the surface measurements.

The first set of experiments illustrates that important differences in the representation of the horizontal model circulation pattern are related to differences in the MDT used. The objective of assimilation is to improve the representation of the 3D ocean state. However, the imperfect representation of the mean dynamic topography appears to be an important limiting factor with regard to the degree of realism obtained in the simulated flow.

Vertical temperature and salinity profiles are key observations to drive a general circulation ocean model toward a more realistic state. The second set of experiments shows that assimilating them in addition to sea surface measurements is a far from trivial exercise. A specific difficulty is due to inconsistencies between the dynamic topography diagnosed from in situ observations and that diagnosed from sea surface height. These two fields obtained from different data sources do not contain exactly the same information. In order to overcome this difficulty, a strategy is proposed and validated.     

AIS系统在海洋遥感卫星的应用与设计优化

目前国际和国内已普遍采用星载船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）接收系统提升针对全球船只信息的采集和监测能力。本文主要介绍了国内外星载AIS系统发展的主要进展及取得的成果,重点针对目前星载AIS系统存在的近海船只密集区域信号碰撞导致检测概率降低的技术问题,通过建模仿真找到具体原因,给出后续AIS星载载荷针对此问题在设计和应用上的优化建议。本文可作为后续星载AIS系统设计的参考。     

"采用SCADA通信系统通过国内卫星传输资料浮标数据研究"及其应用

海洋资料浮标测量数据传输的安全、可靠、经济和方便,是多年来浮标工程研究的课题。文中介绍我国海洋资料浮标数据传输方式的变革,国内卫星(中卫-1号)的性能及覆盖海域,"全线通"双向数据卫星通信系统原理特点以及"采用SCADA通信系统通过国内卫星传输资料浮标数据研究"成果在我国东海、南海的应用情况。     

WEB GIS技术在海洋监测信息集成中的应用研究

利用WEBGIS技术，针对海洋监测数据信息的多源异构、多时空和多尺度的特性，进行空间数据格式集成方法的分析和研究。根据相关的海洋监测预报业务的专业需求，充分利用现有的海洋监测资料，进行数据分析和挖掘、系统规划和研究，建立相关数据库模型Geodatabase，并采用ARCSDE和ARCIMS工具软件来构建海洋监测信息WEBGIS平台。     

海洋环境定点平台观测技术概述及发展态势分析

针对新时期海洋环境监测定点平台观测技术面临的新要求、新任务和新挑战,对所涉及的核心关键技术及其发展态势进行分析。详细阐述了海洋资料浮标、潜标和海床基观测技术的国内外现状,并进行了对比分析,指出了我国的优势和不足。在此基础上,综合海洋科技发展的趋势、我国的现有基础以及当前的迫切需求,探讨我国在定点平台观测技术方面的发展趋势,为我国海洋环境监测技术的发展提供了重要参考。     

我国海洋卫星体系及卫星海洋应用体系建设进展与建议

海洋卫星体系与卫星海洋应用体系是我国对地观测体系的重要组成部分,也是我国空间基础设施的重要建设目标。它的建立将完善海洋立体监测系统,并推动我国“数字海洋”工程。对该体系的具体内涵进行了描述,同时介绍该体系的进展,并提出了建设该体系的相关建议。     

海洋传感观测服务柔性开发技术研究

海洋传感观测服务能够实现多个海洋观测系统间的数据共享与集成,支持大范围、多学科的海洋科学研究。在软件开发过程中,由于不同观测系统的数据库异构互异,导致传感器观测服务软件难以复用,开发效率低。本文针对数据库结构的相似性进行分析,提出海洋传感观测服务的柔性开发模型,设计可适配于异构数据库的服务构件。该构件通过配置观测数据在具体数据库的存储结构,实现了数据库结构向服务模式定义的映射;服务构件根据配置信息生成数据库查询语句,实现观测数据的自动提取,避免了数据库异构导致的重复开发的问题。通过将服务构件应用在实际开发中,验证了该模型的有效性与可行性。