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“風雲三號”D星首用南極地面站接收數據 90%全球觀測數據可80分鐘內傳回國內 ...

專家顧問:“風雲三號”衛星地面應用系統總指揮、國家衛星氣象中心副主任 張鵬



“風雲三號”衛星地面應用系統總設計師 楊忠東



采訪人:中國氣象報記者 盧健



衛星要用得好,一個重要前提是它的數據能下得來、收得到。在現階段,衛星數據不能直接通過wifi傳到工作人員的電腦裡。所以,數據傳輸就少不了“中轉站”的幫忙。而這個中轉站就是衛星地面站。



對於“風雲三號”D星來說,它的地面應用系統較之前同系列衛星而言,有了非常大的改進。這將保證它的數據更好更快地接收下來。



此前,“風雲三號”家族的地面站實行“4+1”模式:國內有佳木斯、烏魯木齊、北京和廣州四個地面站,國外有靠近北極的瑞典基律納站。而“風雲三號”D星上天後,將成為第一個享受到“5+2”模式的極軌氣象衛星。除了原先的幾個地面站,喀什站和南極站也會正式“上崗”來幫忙。



這將帶來哪些好處呢?



首先是國內觀測數據的接收時效更強了。



對於極軌衛星數據應用而言,要優先保證的,是中國及周邊地區的觀測數據能夠最快送達地面站。



衛星觀測隨時都在進行,但是衛星數據順利被接收的前提是衛星和地面站彼此能夠“看得見、握得到手”。我國幅員遼闊,如果只建一個接收站,那麼離接收站較遠地區的觀測信息就無法實時下傳了。最好的辦法,就是讓地面站“鎮守四方”。



此前為“風雲三號”系列衛星提供服務的佳木斯(東)、烏魯木齊(西)、廣州(南)三個站點就是這樣被敲定了下來。以這三個地點為中心分別畫圈,整合起來就能構成一個覆蓋中國及周邊的接收區。衛星過境時路過哪個站,就由哪個站負責把數據接收下來。



而隨著喀什站的加入,“風雲三號”D星的國內數據接收范圍將能夠在經度上再向西延伸12°左右。如此一來,我國境內觀測資料就能夠更加快速地下傳回來。



同時,國際數據的接收范圍和接收時效也向前邁了一大步。



要使境外觀測資料高時效傳到國內,在南北極建衛星接收站便成了優選方案。



此前,我國在北緯68°左右的瑞典基律納(Kiruna)建了衛星接收站,開啟了我國在海外建遙感衛星接收站的先河。無論在地球哪個角落的觀測數據,最慢也只需4個小時即可下傳。



目前,這樣的模式可以保證常規氣象服務。但是出現緊急情況時,衛星數據越快傳到國內越好。如此,南極衛星站應運而生。



針對“風雲三號”D星,我國與挪威合作,於今年完成了東南極洲毛德皇後地Troll氣象衛星地面站(簡稱南極站)的建設。原來最遲4個小時的接收時效,一下子縮短至1個多小時。實際上,90%全球觀測數據,從觀測之時算起可80分鐘內傳回國內進行處理。



隨著天上的衛星越來越多,地面也需要更多的天線來保證數據接收。目前,“風雲三號”系列衛星數據接收天線也從7部增加到15部。在“風雲三號”D星成功發射後,我國極軌氣象衛星天線配置將能夠接收4顆“風雲三號”衛星的數據,並可保證碳衛星的數據接收。除此之外,還兼具接收歐洲Metop、美國NPP等國外同類氣象衛星數據職能,用以數據交叉對比和應用補充。



另外,“風雲三號”D星是目前國內光譜分辨率最高的衛星之一,這也意味著它的資料傳輸量非常大。此前衛星資料的星地下傳速率是360兆,而“風雲三號”D星的下傳速率是480兆。星地之間數據下傳能力在原有基礎上提高了三分之一。



衛星資料的計算和存儲能力也有了進一步的提升。在“風雲三號”D星發射之前,計算能力只有40TFLOPS(每秒萬億次浮點運算),現在擴展至700TFLOPS,在原有基礎上提高了17.5倍。面對衛星海量數據,存儲能力從10pb提高到80pb,數據存儲能力增加了近10倍。



目前“風雲三號”D星地面系統設計還運用了現在最流行的大數據雲平臺理念,保證資料對用戶進行全方位的共享。



(來源:中國氣象報)



責任編輯:安焱



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