风云四号卫星数据接收处理遥感应用系统

2020  02/20

解决方案的内容

系统概述

       风云四号气象卫星地面应用工程建设卫星数据服务系统是实现气象卫星数 据共享服务的基础平台。风云四号卫星数据接收处理遥感应用系统作为综合气象卫星信息服务系统,可以提供数据检索下载服务,为各类用户共享使用卫星数据提供各类辅助手段和信息帮助。
风云四号卫星数据接收处理遥感应用系统根据风云四号卫星数据和产品规格,建立稳定、可靠、安全的业务化卫星数据存档管理系统。通过卫星数据直接广播等方式建立天地一体化的布局全国的风云四号A星数据获取和共享服务体系。系统包含:自动跟踪天线、低噪声放大器、解调器、接收机、计算机设备、数据接收和监视、数据应用等。
风云四号卫星数据接收处理遥感应用系统接收FY-4 卫星广播的 HRIT 数据,包括多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪和闪电成像仪三个载荷的L1 级数据,风云四号卫星数据接收处理遥感应用系统可实现 7*24 小时自动稳定运行。其主要功能包括:
1)    实时接收 FY-4 卫星广播的 HRIT 数据;
2)    多通道扫描成像仪产品生成;
3)    L1\L2级数据浏览和显示;
4)    业务运行监视;
5)    数据管理/存档检索。

风云二号系列卫星与风云四号卫星性能比较

        风云四号卫星携带的有效载荷包括多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直 探测仪、闪电成像仪、空间环境监测仪器包和微波探测试验载荷等。其中多通道 扫描成像辐射计的通道数由风云二号系列卫星的 5 个增加为 14 个,覆盖可见光、 短波红外、中波红外和长波红外等波段, 可见光通道空间分辨率 0.5Km;
风云四号卫星还配置有 912 个光谱探测通道的干涉式大气垂直探测仪,光谱分辨率 0.8cm-1,可在垂直方向上对大气结构实现高 精度定量探测;闪电成像仪采用CCD高速成像技术,以频率 500 帧/秒获取闪电 与背景图像,实现强对流天气短临预报和预警。风云四号卫星与风云二号卫星所携带的扫描成像辐射计详细参数对比见表。

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数据接收分系统

       风云四号卫星携带的有效载荷包括多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直 探测仪、闪电成像仪、空间环境监测仪器包和微波探测试验载荷等。其中多通道  扫描成像辐射计的通道数由风云二号系列卫星的 5 个增加为 14 个,覆盖可见光、 短波红外、中波红外和长波红外等波段, 可见光通道空间分辨率  0.5Km;
       风云四号卫星还配置有 912 个光谱探测通道的干涉式大气垂直探测仪,光谱分辨率 0.8cm-1,可在垂直方向上对大气结构实现高  精度定量探测;闪电成像仪采用CCD高速成像技术,以频率 500 帧/秒获取闪电  与背景图像,实现强对流天气短临预报和预警。

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运行管理分系统

1)    自动从外网获取轨道预报数据,并提供手动下载的方式进行干预处理;
2)    根据轨道数据,自动生成时间表,下达给数据接收系统进行数据的接收;
3)    完成相关仪器数据的产品处理、数据存档流程的自动调度;
4)    对处理数据和生成的遥感产品数据进行存档;
5)    对全系统流程调度、运行状态进行监控,并提供相应的统计;
6)    对设备状态、运行状态、设备配置参数等进行监视;
7)    可对全系统(数据处理、产品处理、数据存档等分系统)作业流程进行 监视演示显示,支持单屏和分屏工作两种方式;
8)    对接收的资料进行在线自动滚动存储管理;

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数据存档管理与检索分系统

    数据存档管理与检索分系统在负责风云四号卫星及兼容接收后续地球静止同步轨道卫星数据和产品编存档并对外提供检索与下载服务,其具体功能包括包 括存档分系统自身的运行和管理、提供产品和数据自动编目存档服务、提供数据检索和下载服务。根据技术功能规格书的描述,数据存档管理与检索分系统主要任务包括:
1)   数据编目与存档
2)   数据检索服务
3)   分系统运行支持

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成像仪产品处理流程

    系统的常规观测模式是针对任务时间表中的多通道扫描成像仪的地球全圆盘常规成像的常规观测模式,主要进行全圆盘扫描,实现对地球的完整成像,观测范围为地球圆盘,成像速度 10°/S,观测时间约为 15 分钟。根据多通道扫描成像仪的产品的特征及先后依赖性,完成从 L1C 数据到 L2 级产品生成,并提供系统进行分发和存档的全过程处理。

数据处理及产品生成分系统

    产品处理软件系统基于风云四号气象卫星 A 星前端精确定标定位后的 L1C 级数据,结合数值预报数据、地面高空观测数据、国外卫星产品等 辅助信息,自动进行卫星观测区域的各种定量遥感产品的处理和生成,将气象卫星有效载荷实时观测结果转换成能反映大气、陆地和海洋变化特征的多种定量地球物理参数,并且生成实时业务产品,为天气监测预警、气候预测、环境评估以及环境变化检测提供信息和技术支持。
在成像仪 L1C 数据处理的基础上,结合常规天气资料、数值天气预报、 地面高空观测数、国外卫星产品等辅助信息,采用先进的算法计算生成晴空 检测产品、光学厚度及微物理特性产品、云产品、辐射产品、气溶胶产品、 降水产品、风产品、对流产品、海表产品、陆表产品和多通道合成图像产品,在此基础上计算生成相应的发布产品和气候数据集产品,并对各种输出产品进行质量控制、以及对输出数据进行格式的标准化。

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