我国静止气象卫星测距副站的组成原理及运行维护

１概述三点测距分系统是FY－２号应用系统一个很重要的组成部分，主站与两个副站共同工作来完成对卫星的位置进行精确的测量。３个站的地理坐标可以精确测定，测量出三个站各自到卫星的距离，可以计算出卫星在空间的精确位置。FY－２B气象卫星于２０００年６月２５日发射成功后，我国有两颗静止气象卫星停留在赤道上空，形成一主一备的双星，为了适应双星管理的需要，乌鲁木齐站增设一套测距副站（广州没有）。乌鲁木齐测距副站现有两套互为备份的设备。下面主要以双星管理扩建工程乌鲁木齐测距副站为主介绍测距副站的组成及运行情况。２…     

风云二号气象卫星测距原理简介及副站设备故障分析

１　测距原理简介　　１９９７年６月１０日我国成功发射了自行研制的第一颗地球同步气象卫星———风云二号（ＦＹ－２），１７日上午定点于１０５°Ｅ赤道上空。卫星采用了三点测距定位技术，三个点设在我国的三个气象卫星地面站，广州气象卫星地面站就是其中的一个测距副站，中心站在北京，另一个为乌鲁木齐副站。三点测距原理如图１。测距是通过主站发一侧音信号，经卫星→副站→卫星→返回主站，以比较收发之间的时延，求得副站到卫星的距离和三站到卫星的距离，从而确定卫星的精确位置。测距副站每天至少４次为云图提供定位数据。２　…     

静止气象卫星的三点测距及副站零值测试中的问题分析

1概述我国FY-2静止气象卫星为何采用三点测距定轨,而不是我国通讯卫星那样采用C波段10m天线单站定轨,重要原因是静止气象卫星的资料处理需要把经、纬度网络精确地标识到卫星所获得的地球图像中,所以卫星的轨道与位置的确定和预测是决定输出精确图像的基础。为了精确地控制静止气象卫星的轨道和姿态,就需要准确了解卫星的同步定点位置,因此静止气象卫星的测轨精度要求比一般的静止通讯卫星高得多。三点测距定轨的基本原理是根据三个不在同一直线上的地面站,以站址为圆心,分别以各站至卫星的距离为半径,在空中画一半球面,三个这样的球面在空…     

CDAS广州测距副站设备故障维修与分析

ＣＤＡＳ（指令数据接收站）广州测距副站自１９９４年装机以来,经过卫星发射前和发射后的在轨测试及试运行,出现过各种故障。本文就故障的出现和解决的方法,作初步的归纳,并简单介绍测距副站距离零值测试的原理,以及它对三点测距的影响。１　副站距离零值测试１．１　副站距离零值在ＣＤＡＳ三点测距系统中,采用纯音体制测距。从主站发射的侧音信号,经卫星→副站→卫星→返回主站。通过比较发侧音之间的时间延迟,从而得到距离。由于主站、卫星、副站等电子设备线路本身对信号有一定的时间延迟,所以要得到精确的空间距离,必须扣除…     

风云四号气象卫星地面测距系统精度改进技术

风云四号静止气象卫星(FY-4)地面测距系统用于获得分布在不同地方的5个地面站到卫星的精确距离,进而利用得到的距离数据确定并预报卫星的轨道和位置,所以测距精度是影响卫星轨道和位置确定精度的主要因素。本文根据测距系统工作的原理及过程,分析影响测距精度的误差来源,从测距体制、站址坐标测量、地面设备时延测量、转发器时延测量、大气传输时延测量和各站时间同步几个方面分析了风云四号测距系统为了提高测距精度采取的相应的技术手段。     

风云四号静止气象卫星测距站坐标测量点的确定及修正

风云四号(FY-4)静止气象卫星是通过测量多个地面站到卫星的距离实现对卫星的轨道确定和预报,所以测距站站址坐标是影响定轨精度的主要因素之一.星地间距离通常是指地面天线相位中心到卫星天线相位中心之间的距离,但是FY-4测距站天线的相位中心无法用作测距距离起始参考点和站址坐标测量点.本文针对FY-4测距站简易半转台天线的特...     

风云二号(FY—2)气象卫星的地面副站

1系统功能及作用CDAS副站分别设在我国的乌鲁木齐和广州。它们与设在北京的测距主站一起构成了一个三点测距系统,共同完成对“风云二号”卫星的测距定轨作用。两个副站基本相同,所以就放在一起介绍了。副站实际上是一个卫星地面转发系统,在我国尚属首次研制和应用。其特点如下：a．微波接收机的接收信号电平比较低,最低为一120dBm;b．转发输出电平比较高,要求大于十82dBm;。副站的工作模式分为遥控和本地控制两种方式,并能和主站互相呼叫和通话。因而副站是一个较为完整的气象卫星的测距地面站,而且该系统比较复杂、庞大,技术…     

FY-2测距副站天线一对多星安装方法

主要通过对丝杠长度、天线安装方位对天线覆盖范围影响进行探讨,并以广州测距副站为例,针对2013年天线安装过程中出现系列问题进行分析,提出解决方法,详细解析了FY-2测距副站天线一对多星安装方法。天线安装前,需详细调研在轨或即将在轨静止气象卫星所在轨道位置、丝杠长度、机械硬限、天线基座设计等参数,精确计算天线需覆盖范围,推算天线正前方安装角度范围。     

FY-2C星三点测距副站监控软件的改进

风云二号C星三点测距任务中,副站应用系统的监控处理应用软件设计的完善与否直接影响到三站测距的完整性.监控处理应用软件是FY-2C星三点副站测距实现完成自动化运行管理的主要核心部分、其完成对指令的接收、天线自动跟踪、高功放的开关机、测距转发、副站系统的零值测试等;所以完善监控处理应用软件就显得十分重要.本文主要阐述对监控处理应用软件在运行过程中出现的一些问题所提出的修改办法,以及所使用的技术.     

闭合气压系统中心分布特征量及应用

用单位半径球面上闭合气压系统环流指数P（强度）、C（中心位置）的多年序列,构造了历年系统中心在C-周围分布的3个特征量：1）平均距离r,它定义为历年系统中心C偏离于气候中心C-（即中心位置异常C′）的权重几何平均距离,是系统中心分布区域大小的度量;2）压缩系数μ,它描述了历年系统中心分布区域偏离于圆形的程度,是历年系统中心位置分布各向异性的度量;3）极大异常方向β,它用系统中心极大异常偏离-C处正东方向的角度,给出了系统中心的主要异常方向。对1948—2007年6、7、8月100hPa南亚高压中心位置分布特征量的计算结果表明,它们能简要、精确地描述系统中心位置异常在球面上的分布特征。根据r、μ、β的定义,它们也适用于精确描述球面上其他要素场中闭合系统中心在球面上的分布特征。     

面雨量空间扩展估算法

以温州地区1991～2001年90个观测站的月平均降雨为例,在GIS支持下,对样条函数法、克立格内插法及距离平方反比法这3种插值方法进行了对比研究;并在90个观测站中筛选出最少量的、能达到稳定结果的站点数;还考虑了插值的空间分辨率对结果的影响。对上述3点进行大量的计算、统计分析的结果表明:①在选择距离平方反比法及样条函数法对月平均降雨量插值效果均较好;②利用这两种插值方法对不同站点密度选取不同空间分辨率插值后得出,选取50站误差趋于稳定,利用距离平方反比法插值结果误差较小,而空间分辨率对结果几乎没有影响。利用距离平方反比法,选择50个站得到了温州地区1km×1km面雨量空间扩展结果,为水文预报工作提供一种较精确的面雨量估算和输入方法。     

三种大气可降水量推算方法结果的比较分析

以湖北省为例,分别用气象探空资料累加计算、地面气象资料推算(又有两种)、地基GPS探测资料反演等三种方法计算出该省空中水汽资源含量,并以探空法计算的水汽资源含量为基准来评估其他两种方法计算结果的偏差情况.结果表明:(1)与探空法计算结果相比,地面法计算结果偏小,恩施、宜昌、武汉等3站年平均空中水汽资源含量分别只偏小4.7%、2.9%、5.4%,且两种推算方法计算的月空中水汽资源含量变化趋势一致;(2)宜昌站GPS法比探空法计算结果偏大5.6%,同期地面法比探空法偏小3.5%;(3)对于有降水日的有效空中水汽资源,地面法、GPS法推算的整层水汽含量与探空法计算结果分别相差-1.4%和8.4%.可见地面法和GPS法推算空中水汽资源精度均比较高,可满足空中水汽资源推算要求,且站点多,从而可有效弥补探空站少的不足.总体上GPS法推算空中水汽资源精度略低于地面法,还可在今后应用中进一步订正优化.     

基于干涉仪原理的甚高频雷电单站预警

针对目前闪电单站探测与预警装置的局限性,设计了一套基于闪电宽带干涉仪原理的甚高频单站雷电预警装置.该装置通过测量雷电(包括云闪与地闪)起始时刻的辐射信号到达竖直天线阵列的相位差,计算得到该信号的仰角,根据仰角估算雷电的距离,进而根据雷电的距离和活动特征进行雷电报警.单站测距误差分析结果表明,单站系统对半径50 km范围内闪电测距误差在25％以内,半径100 km范围内的闪电测距误差在30％以内.雷电单站预警装置对一次雷暴过程进行了观测,观测结果表明,该装置能有效探测半径100 km范围内的闪电活动状况,探测到的闪电频次分布、闪电距离与多站闪电定位结果保持较好一致性,证明其能有效探测周围闪电活动状况,起到提前预警雷暴的作用.     

GOES成像仪资料简介

<正>对地同步(geosynchronous)卫星以地球自转角速度围绕地轴转动。如果卫星星下点(sub-satellite point)保持在地球表面同一位置,这样的对地同步卫星又被称为对地静止(geostationary)卫星。在圆环轨道的假设下,根据对地静止卫星运行的向心力和万有引力大小相等,可算出对地静止卫星与地心距离约为42164km。与一天提供两次全球资料的极轨卫星不同,静止卫星在其观测范围内可提供时间连续的高水     

冬季西太平洋副高异常变化对我国气温的影响及其与前期北太平洋海温的关系

利用1951-2005年全国160个站气温资料、西太平洋副高特征指数和北太平洋海温资料,分析了冬季西太平洋副高强度和位置异常变化对我国气温的影响及其与前期北太平洋海温的关系,结果发现:冬季西太平洋副高强度和西伸脊点与我国气温分别存在着很好的正、负相关关系;前期北太平洋海温距平场呈现厄尔尼诺和拉尼娜分布型及赤道东太平洋海温异常变化,对冬季西太平洋副高强度和位置具有很好的预测指示意义.     

初秋西太平洋副高年际变化及其与我国气温的联系

利用中国160站气温资料和5项西太平洋副高(以下简称副高)特征指数资料,分析了1951~2010年初秋(9月)副高强度、面积、西伸脊点、脊线、北界的年际变化及其与我国气温的联系。结果表明:5项副高指数均存在明显的年际变化。副高强度和面积指数具有显著的线性增长趋势。西伸脊点、脊线和北界位置均无明显长期变化趋势。在年际尺度上,初秋副高西伸脊点位置、脊线和北界位置与我国同期气温异常关系密切。当副高西伸脊点位置偏东(西),易造成我国青藏高原东部和川西地区、云南大部及华南部分地区同期气温偏低(高);当副高脊线或北界位置偏北(南),易造成我国长江流域及其以南广大地区,尤其是贵州大部和江南东部(浙闽一带)的同期气温偏高(低)。     

GPS在高空气象探测中的应用

1 GPS概述全球定位卫星系统简称GPS,由GPS卫星星座、地面站和用户接收机组成.共有21颗工作星和3颗备用星,卫星轨道倾角55度,卫星离地面约2万米.地面站包括主控站、监测站和注入站.用户接收机分大地测量型,导航型和授时型.无论是大地测量,还是导航或授时都涉及时间基准.GPS有精度很高的时基系统,这是GPS的核心.每个GPS卫星上都带有精度很高的原子钟,30万年误差不超过1秒.GPS采用了扩频通信技术,利用直接序列扩频可测无线电信号传播的时间延迟的特性,测量GPS卫星到用户接收机的伪距,建立GPS卫星到用户接收机的球面三角方程式.由于空中至少有四颗GPS卫     

南亚高压与西太平洋副热带高压经纬向位置配置对中国东部夏季降水的影响

利用1951—2016年逐月中国160站降水资料、NCEP/NCAR全球大气再分析资料和NOAA_ERSST_V4海表温度资料,分析了南亚高压与西太平洋副热带高压(西太平洋副高)经、纬向位置的关系及其位置配置对中国东部夏季降水的影响,结果表明:(1)南亚高压与西太平洋副高在纬向上的东西进退存在明显的反相关系,在经向上主要存在一致变化的特征,并依此定义了纬向、经向位置指数。纬向位置指数大(小)表示南亚高压与西太平洋副高纬向上距离远(近),经向位置指数大(小)表示两高压经向位置均趋于偏北(南);(2)纬向位置指数与我国华北、华南沿海地区降水呈显著正相关,而与长江中下游、东北北部地区降水呈显著负相关;经向位置指数与我国华北、东北南部地区降水呈显著正相关,而与我国江南、华南地区降水呈显著负相关;(3)南亚高压与西太平洋副高的经向、纬向位置指数与关键海区的前期春季、同期夏季海表温度均有显著的相关,热带太平洋-印度洋、北印度洋、中东太平洋前期春季、同期夏季海表温度与南亚高压东脊点呈显著正相关,与南亚高压脊线及西太平洋副高西脊点均呈显著负相关,而北太平洋海表温度主要与西太平洋副高脊线呈显著正相关。      

冬季西太平洋副高异常变化对我国气温的影响及其与前期北太平洋海温的关系

利用1951-2005年全国160个站气温资料、西太平洋副高特征指数和北太平洋海温资料,分析了冬季西太平洋副高强度和位置异常变化对我国气温的影响及其与前期北太平洋海温的关系,结果发现:冬季西太平洋副高强度和西伸脊点与我国气温分别存在着很好的正、负相关关系;前期北太平洋海温距平场呈现厄尔尼诺和拉尼娜分布型及赤道东太平洋海温异常变化,对冬季西太平洋副高强度和位置具有很好的预测指示意义。     

夏季东亚季风与西太平洋副高对福建旱涝影响的诊断分析

利用NCEP/NCAR发布的850 hPa风场和OLR场以及福建38个站月降水资料, 分析了福建夏季旱涝与东亚夏季风及西太平洋副高的关系。结果表明夏季旱涝与夏季风强弱及副高南北位置密切相关。涝 (旱) 年在东亚季风系统中的热带季风环流出现异常加强 (减弱), 副热带季风环流则出现异常减弱 (加强); 涝年副高平均脊线位置偏北于27°N附近, 旱年则偏南于24°N附近; 由春入夏, 再由夏入秋副高南北位置的季节位移, 涝年先是急速北跳, 而后又急速南撤, 旱年却进退平缓。旱涝年东亚中高纬度环流亦表现出不同特征, 涝 (旱) 年一般没有 (有) 出现阻塞形势, 中纬度纬 (经) 向环流发展, 副热带锋区北抬 (南压), 研究还进一步揭示了夏季副高位置南北偏离影响夏季各月降水及其分布的不同形式。