基于北斗的自动气象站报文传输方案设计

针对北斗卫星下行通信受4G和WIFI信号带内干扰导致传输成功率低的情况,设计了基于增加传输次数来降低误码率的自动气象站报文北斗传输方案。首次提出并建成用于传输自动气象站报文的双北斗指挥机用户群,根据北斗用户机的传输能力设计专用的气象报文编码格式,利用冗余频度开展报文重发,实现单个时次报文的4次重复接收,稳定地保证了较高的传输成功率。方案同时实现了观测报文1min内到达预报员桌面,在稳定性和时效性上均取得了突破。     

面向估计性能的双通道带宽分配策略研究

本文主要研究了面向估计性能的双通道带宽分配策略问题.为了减小网络化控制系统中时滞现象对信号传输的影响,将系统建模为Markov跳变时滞系统.采用双通道传输策略,提升数据到达率,减少数据包的丢失.考虑到信道容量的有限性不利于大量数据的高效传输,将有限的带宽灵活地分配于两个通道,使得信道容量得到充分利用.在此基础上,本文提出了面向估计性能的双通道带宽分配策略,设计了双通道量化传输方案以及状态估计器,推导出了时变估计误差系统满足H_∞性能的充分条件,并得出估计器增益矩阵设计方法,最后给出实例验证了所设计系统的有效性.     

基于Mesh的电力无线多跳高效传输技术研究

针对电力无线通信网络多跳传输不可靠的问题,提出了一种基于Mesh的免重传的多跳高效传输技术.该技术在源节点、接收节点之间布设备份节点,设计全新的免重传协议,使得所有节点根据监听/接收到的ACK/NACK信息自动识别自己的下一步状态,从而在不增加任何网络信令开销的情况下,有效降低了每个数据块的平均传输总次数,提升了电力无线通信网络的深覆盖、低时延、高可靠的业务传输能力.最后通过仿真计算得出,随着误块率的增大,免重传多跳高效传输技术的平均传输总次数较传统方案得到了明显改善,即明显降低平均端到端时延,具有很好的实际应用价值.     

广州至北京卫星数据传输质量的改善

因广州至北京卫星数据传输频繁出现传输迟延问题,针对距离长、中间环节多、故障定位难的特点,结合地面站至卫星中心数据传输网络结构和工作信息流程,在国家卫星气象中心等多方的协助下,对广州至北京网络中的传输数据和传输通道进行测试与分析,结果表明:主要是当前卫星数据传输系统的后端服务器已不适应卫星资料实时传输和处理的要求,造成广州至北京传输信道带宽不稳定,致使广州站部分卫星数据不能及时到达卫星中心。根据分析结果采取相应的改进措施,使困扰多时的广州卫星数据传输迟延问题得到改善,为今后庞大卫星数据远程传输系统设计和维护提供参考。     

考虑气压的晴空大气下行长波辐射参数化方案及其适用性分析

基于Prata晴空大气下行长波辐射参数化方案,针对其在高原地区及可降水量较小地区理论精度较差的缺点,考虑不同高度的大气柱发射的长波辐射量不同,提出了三种考虑气压的大气下行长波辐射参数化方案,通过全球ERA-5再分析数据进行最小二乘拟合确定经验常数并在全球不同区域对其适用性进行了分析.模拟结果表明,考虑气压的参数化方案有...     

无线隐蔽通信研究综述

无线隐蔽通信是将消息隐藏在无线通信数据帧和信号中进行隐蔽传输的技术,属于无线通信和信息隐藏技术的交叉领域,其理论与技术的研究方兴未艾.本文分析了无线隐蔽通信的系统模型和主要能力要素,总结归纳了噪声式隐蔽信道容量的理论以及链路层、编码层、调制层和信号层中无线隐蔽通信技术的研究进展,并指出了需要进一步研究的问题.     

星载降水雷达机载校飞试验：地基多通道微波辐射计估算雷达路径积分衰减

介绍了在雷达观测降水试验中如何配合利用地基微波辐射计估算雷达路径积分衰减(PIA)的一种方法.所用的GPS高空探空资料和地基多通道微波辐射计的观测资料,均为中国首次星载降水雷达机载校飞试验中获得的数据.由于常规探空资料中没有云水含量的直接信息,因此,通过绝热液态水含量分析方法,从GPS探空数据中计算得到这些云参数值.用MWMOD进行亮温模拟并计算液态水含量.在晴空条件下,用该模式模拟了地基多通道微波辐射计12个通道的下行辐射亮温.通过设置相对湿度阈值,利用MWMOD模式自带的绝热液态水含量分析方法,从探空廓线中分析出液态水廓线,进而模拟出有云情况下的下行辐射亮温.辐射传输模式的模拟亮温和地基多通道微波辐射计观测亮温的对比表明,进行云分析之后的模拟亮温值更接近于实测值.由此,利用由辐射传输模式和地基微波辐射计,从探空廓线中分析出液态水廓线,计算出有云情况下的大气整层透过率,进而得到路径积分衰减,为降水雷达衰减订正提供一种有效手段.     

雷达数据传输方式的改进及时效性分析

对单站雷达资料传输、省际雷达数据交换的实现方式与时效性进行分析,给出影响雷达数据传输时效的影响因素及改进措施。结果表明采用基于ROSE的雷达单站资料传输和区域雷达同步观测可确保本省及周边雷达基数据和产品在1min之内到达预报员桌面,与通过国内新一代通信系统进行省际雷达数据推送相比,区域同步观测对通信线路带宽要求更低,时效更高。介绍了雷达数据传输及通信线路的改进方式及综合运用多种实时传输方式的业务运行方案,为雷达数据传输方式的改进和提高提供参考,满足气象业务对雷达资料的时效性要求。     

LDM软件在气象数据交换中的应用

目前运行的国内气象通信系统存在着交换平台（操作系统平台）不统一、数据接口不统一、数据交换软件不统一等问题,导致每新增一类投入业务使用的观测资料,从资料采集、资料传输、资料传输监视到资料应用等都自成一体,给通信传输管理带来很大不便。LDM（Local Data Manager）软件作为底层通信传输和管理系统,可实现上述三者的统一。通过对目前国内气象通信系统存在的传输软件不统一、文件数目多时造成拥塞和文件优先级无法保证问题的分析,对LDM软件灵活和有效的数据分发功能及用户可配置的、支持分布式的处理和事件驱动的特点进行了介绍,并以建立的基于LDM的实时气象资料分发服务系统为研究和试验原型,对LDM软件及目前国内气象通信系统软件进行对比分析,结果表明:采用LDM软件可以提高传输业务的整体工作质量,解决目前国内气象通信系统存在的问题,即LDM软件较适用于我国气象数据交换业务。     

超宽带室内多径传播成簇特性

分析了超宽带室内信号的传播规律,即多径分量成簇到达.在实测数据的基础上,研究了信道模型参数的一般规律:簇的到达率Λ应该远小于径的到达率λ,簇的衰减系数Γ应该大于径的衰减系数γ,并修正了IEEE 802.15.3a信道模型CM2环境下的模型参数.仿真结果表明:修正参数后的CM2信道模型优于原模型,更能体现出多径分量成簇到达特性,与实测数据相比较,能更好地拟合实测数据.     

面向下一代灵活光网络的数字相干光传输技术

为了适应不同颗粒度的业务需求,最大化波分复用传输系统的频谱效率,光网络正逐渐朝着更灵活、高效、节能的趋势发展.基于带宽可变收发机（BVT）的灵活光网络传输技术因而得到了广泛的关注与研究.本文概述了国内外支持灵活光网络的数字相干光传输技术的最新研究进展,包括发射端支持传输速率可变的自适应编码、调制技术以及接收端相应的调制码型识别技术,最后对灵活光网络传输的未来研究方向进行了展望.     

基于数据传输特性的卫星广播通道参数优化方法与应用

中国气象局卫星广播系统（CMACast）是全球对地观测广播系统（GEONETCast）框架下三大对地广播系统之一,在世界气象组织信息系统（WIS）和综合卫星数据分发服务系统(IGDDS)框架下,承担亚太地区气象数据广播分发的职责。随着气象业务的发展,广播系统数据量由180 GB/天增长至460 GB/天,在广播带宽资源有限而广播数据种类和大小各异的情况下,系统管理员越来越难以通过经验对广播通道参数调整以保持广播系统播发效率,造成部分通道数据播发时效下降严重,不能满足业务时效要求。通过对不同气象数据传输特性的定量分析,获得各类数据的精细化数据传输样本,在此基础上对各类数据广播通道参数进行科学、定量的计算和优化,使数据播发时效明显提升,应用到实际广播业务中效果明显。     

省级气象宽带网可靠性设计

气象业务的发展和社会需求的增长,对广域宽带网络系统提出更高要求,不但要求传输的数据量大,时效性强,而且要求其可靠性高。目前各省级气象局的宽带网可靠性设计,大都采用降级备份,无法做到双链路自动切换、无缝备份,难以满足气象业务7×24 h从不间断的实际需求,网络可靠性有待进一步提高。该文提出一种基于双向转发检测 (BFD) 和策略路由技术的网络可靠性设计方案,应用该方案不仅使网络结构和带宽有大幅提升,还能实现业务分流、链路冗余和故障自动切换,提高气象宽带网的可靠性水平。该方案经严格测试后,已依托广东省气象宽带网得以实现并投入业务运行,效果良好。同时,该设计对其他省级气象网络建设有一定参考价值。     

基于声光信号的单站式闪电三维通道定位系统

目前基于雷声的三维定位系统多停留在实验阶段,从业务化运行的角度考虑,改进了单站式闪电三维定位系统的麦克风阵列,设计了定位算法,利用该系统采集了2014年夏季南京地区的部分闪电数据,并从计算耗时的角度对三维通道实时定位的可行性进行了研究。结果表明,基于声光信号的单站式闪电三维通道定位系统可重构闪电的三维通道;对连续的雷声信号进行分帧,帧长取0.03 s时,声源定位点可描绘出清晰的闪电主通道;采用分组保存和处理闪电声光信号的方法,可实现实时定位,当一组数据的保存时间为50 s时,计算耗时为46.507 s。     

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。     

气象信息网络运维保障典型个例分析

选取了气象信息网络运行维护保障中出现频率较高,故障现象较典型的个例进行分析。针对不同的个例分别总结了具体的诊断处理流程和相应故障排查方法。 在气象上行报文传输故障个例和防火墙设备故障导致数据接收异常个例诊断分析中采用“排除法”,能够快速缩小故障范围定位到故障发生点;按照网络拓扑图形的路由走向采用了“分段检测方法”可以迅速追踪定位到通信网络故障造成的报文传输异常个例的故障源;在气象下行报文传输故障个例中如果根据气象数据下行广播流程采用逆向顺序反查故障原因可以快速找到异常原因。     

雨后两次强浓雾的爆发性增强过程

2015年12月在南京市郊进行雾的外场综合试验,观测得到20—21日雨后两次强浓雾的爆发性增强过程。利用常规气象资料、边界层廓线、雾滴谱等,分析此次典型雾过程的天气背景和边界层结构特征,探讨雾爆发性增强的原因。结果表明:雨后地表及近地层高湿环境为雾的形成提供了充足的水汽,南京冬季冷高压控制下稳定的天气层结,以及夜间的辐射冷却作用,极有利于辐射雾的产生。而雾的爆发性增强,主要和降温与增湿有关。晴天夜间地表向上长波辐射增强引起的强降温,日出后地面的强蒸发作用使得近地表水汽增多,都可直接引起雾的爆发性变浓。强的贴地逆温层的形成是雾爆发性增强的关键,易于近地面水汽的积累。而超低空急流的产生,有利于加速逆温层的贴地增强。     

中国气象局卫星广播系统 (CMACast) 设计

CMACast是中国气象局基于DVB-S2标准的新一代卫星数据广播系统,使用亚洲卫星4号星一个完整的C波段转发器对中国及亚太地区进行气象资料、卫星遥感资料及流媒体视频的广播。该文详细介绍了CMACast的系统结构、主要功能和关键技术,并与中国气象局现有的3个广播系统PCVSAT,DVB-S和FENGYUNCast以及EUMETCast,GEONETCastAmericas进行了比较。比较结果表明:CMACast覆盖面广,技术领先,功能强大,是目前世界领先的卫星数字广播系统。预计2012年初CMACast全面建成并投入使用,CMACast系统建成后,将全面整合PCVSAT,DVB-S和FENGYUNCast 3个系统的业务和用户,成为中国气象局唯一的广播系统,并作为GEONETCast的亚洲区域中心,向亚太地区进行GEOSS数据的广播。     

Investigation of the ozone and trace gases contribution to the total optical depth in the polluted urban environment of Athens

This study focuses on the determination of optical depths caused by ozone and trace gases absorption in the Chappuis band, 500–700 nm, and the contribution to the Total Minus Rayleigh Optical Depth (TMROD). The optical depths were derived using the transmission functions implemented in the SMARTS parametric model, while the Total Optical Depths (TODs) were derived by solar extinction measurements obtained in Athens during May 1995. From the data analysis it is obvious that both the ozone and trace gases contribute significantly to TMROD in the Chappuis band. More specifically, the trace gases contributions are higher for air with high pollution levels, while ozone's contribution can be significant under clear-sky conditions. Therefore, the correction in TMROD due to ozone and trace gases optical depths is necessary for an accurate determination of the Aerosol Optical Depth (AOD) in the Chappuis band. The optical depth of ozone is generally removed during the process of the AOD retrievals, since the significance of its absorption in the Chappuis band is well understood. Nevertheless, the optical depth of the trace gases (mainly NO₂) is not always taken into account in the AOD retrievals, though its contribution can be significant in urban polluted atmospheres. In this respect, the present study attempts to quantify the ozone and trace gases contributions in an urban environment and to provide some new functions that help estimate the contribution of ozone to the TMROD in the Chappuis band.     

南京冬季浓雾的演变特征及爆发性增强研究

2007年12月18—19日,南京地区出现了一次持续20h的浓雾过程,其中能见度低于50m的强浓雾几乎占到整个雾过程的1／3。利用同期在南京市北郊的外场观测数据,结合NCEP再分析资料,分析了该次雾的演变过程、微物理结构及边界层特征,探讨了地面雾爆发性增强的成因。结果表明：本次雾在西南平流的增湿作用下触发生成;日出后,平流输送和地表蒸发提供了充足水汽来源,贴地层逆温因高空下沉增温而向上抬升且稳定存在,因此大雾得以维持;整个雾过程中雾滴数浓度、平均直径、含水量随时间的变化趋势基本一致,平均谱曲线均呈指数下降分布,雾滴集中在小滴端;两次地面雾爆发性增强均发生在夜间,其特征为各微物理参量明显增大,滴谱上抬拓宽;爆发性增强的原因是地表气温陡降、贴地层逆温增强及可充当雾滴凝结核的气溶胶大粒子数增多。