气象卫星与多普勒天气雷达Word格式文档下载.docx
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1994年建成《风云二号》乌鲁木齐测距副站,执行测距业务。
2000年完成黑山头站区工程建设,2001年投入业务运行。
气象卫星资料不仅用于气象监测,还广泛地用于对资源、环境、灾害的监测,为有关部门提供信息,与国外进行卫星资料的交换,社会效益和经济效益明显。
1.2新疆遥感中心气象卫星遥感部
2001年,“新疆遥感中心气象卫星遥感部”设立在乌鲁木齐气象卫星地面站,受新疆维吾尔自治区气象局领导,同时在新疆遥感中心的统一部署、协调下,承担新疆气象、环境、防灾减灾及相关领域遥感理论、遥感技术、遥感应用和产业化服务等方面的综合性研究项目。
1.3极轨业务系统
极轨业务系统主要承担中国FY1系列和美国NOAA系列极轨气象卫星的接收任务,24小时实时接收极轨气象卫星过境下发的实时资料和延时资料,并传输至国家卫星气象中心及用户。
⑴通过每日卫星下发的精轨根数计算出当日卫星过顶时间,并与中心下发时间表核对确定当日接收的轨道;
⑵运行控制服务器将本日需接受轨道的参数按一定的接收策略分别传递各接收机的运行控制微机;
⑶在每一条轨道接收时间到来前,运行控制微机按照轨道参数计算出天线运行轨迹并自动接收卫星下传的信号;
⑷接受到的云图信息由文件服务器择优拼接并自动经光纤以FTP方式传输到卫星中心;
⑸将云图信息通过网络,迅速传到新疆维吾尔自治区气象局遥感中心;
⑹通过小规模地球站(VSAT)向全国小站以广播方式及时发送最新的云图资料。
(2004年已不运行,将来采用DVBS方式)
1.4静止业务系统
卫星地面站担负着卫星发射任务中的3点测距任务。
三点测距分系统是FY–2号静止气象卫星地面应用系统重要的组成部分之一,三点测距系统由北京主站和乌鲁木齐、墨尔本(或广州)两个副站组成,主站向卫星发送测距信号,主站测量发出信号与返回信号之间的时延,可以求出从卫星到三个测距站之间的距离。
经过电离层对电波折射的修正可准确地确定卫星所在的位置。
FY–2号静止气象卫星每天进行4次三点测距作业。
1.5网络通讯
卫星地面站接收的气象卫星资料,通过专用的通讯网络传输至国家卫星气象中心和新疆维吾尔自治区气象局。
首先,运控微机将接收任务时间表分发到每台接收计算机,接收机根据时间表完成气象卫星资料的接收,然后将接收的资料发送到文件服务器。
文件服务器对资料优化拼接后,自动发送到国家卫星气象中心。
卫星地面站(乌鲁木齐市天津路)站区网络,分为办公网和业务网两部分,为了业务安全,两者是严格分离的,办公网可以上互联网,业务网与新疆维吾尔自治区气象局和黑山头站区相连,满足两者之间的数据传输业务。
1.6数据分中心系统
卫星地面站接收分辨率250m~1000m的极轨气象卫星资料,分辨率为5km的静止气象卫星资料。
将来可接收处理风云三号卫星与美国正在研制的NPOESS卫星资料。
随着中国气象探测手段由地基探测为主向空基探测为主的过渡,以及对地物资源深层次的不断开发与应用,气象卫星资料的作用将日益突出,应用领域越来越广泛。
正在建设的数据分中心,就是以该站获得的多种气象卫星资料为基础,形成原始资料库,由高速计算机组进行预处理、产品生成,通过互连网和其它方式,为广大用户提供气象卫星资料与产品的联机检索与获取服务,从而发挥乌鲁木齐气象卫星地面站的资源优势和技术优势,更好地为地方经济建设提供服务。
2遥感技术应用
2.1人造卫星技术应用
人造卫星的种类主要有:
技术试验卫星、通信卫星、科学卫星、遥感探测卫星、导航卫星、间谍卫星、太空站等。
技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星;
通信卫星是与生活关系密切的人造卫星。
如:
电视转播、电话、网络等都离不开它。
通信卫星又分为:
直播电视卫星、军事通信卫星、电信业务卫星、交通运输通信卫星等;
科学卫星是用来进行空间物理环境探测的卫星,它收集空间信息,为人类进入太空、利用太空提供资料。
由于少了大气层阻碍,它观测宇宙看的更远、更精确,哈勃太空望远镜(HST)便是一个例子;
遥感探测卫星包括气象卫星、地球资源卫星。
气象卫星解决了气象工作者长期难以解决的海洋、荒漠、高山等人烟稀少地区的气象观测问题,是快速准确地获取全球气象资料和其他资料的多面手。
气象卫星的应用,是气象观测和气象事业划时代的进步。
地球资源卫星能“看透”地层,发现肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构,能普查农作物、森林、海洋、空气等资源,预报各种严重的自然灾害。
近代资源卫星对地面景物的辨识率由原来的10m提高到2m,甚至更细微的辨识率;
导航卫星应用最广的是全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem),简称GPS。
GPS是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
它由空间部分、地面监控部分和用户接收机3大部分组成。
空间部分由分布在高度约2×
104km的6个轨道上绕地球飞行的24颗卫星组成,每条轨道上拥有4颗卫星,这使得在地球上任何一点,任何时刻都可以同时接受至少到来自4颗卫星的信号,也就使GPS卫星所发射的信息覆盖着整个地球表面;
侦察卫星就是窃取军事情报的卫星,它既能监视又能窃听;
太空站也是人造卫星的一类。
2.2卫星气象学
气象卫星的出现促进了新学科—卫星气象学的形成。
卫星气象学研究的内容主要有:
寻找从卫星上探测和获取大气中主要气象要素如云、风、温度、湿度、辐射、臭氧等和大气现象的理论和方法;
被测物体(如地表、云和大气主要吸收气体)的辐射特性及电磁辐射在大气中的传输规律;
卫星资料接收、处理、存贮和各种气象要素处理方法的研究;
选择测量各种气象要素和物体特性的最佳光谱段,满足气象观测要求的遥感仪的最佳设计;
气象卫星资料在天气预报、数值预报模式和大气科学研究中应用方法的研究;
气象卫星资料精度的研究。
2.3遥感图象处理
“遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。
地球上每一个物体都在不停地吸收、发射、反射电磁波,不同物体的电磁波特性是不同的。
遥感就是根据这个原理来探测地表物体发射和反射的电磁波,从而提取这些物体本身的信息,完成远距离对物体的识别。
常用的遥感平台,除了卫星,还有飞机、气球等。
遥感在地表资源环境监测、农作物估产、灾害监测、全球变化等等许多方面具有明显的优势。
遥感影像通常需要进一步处理方可使用,用于该目的的技术称为图象处理。
图象处理包括各种可以对像片或数字影像进行处理的操作,包括图象压缩、图象存储、图象增强、处理、量化、空间滤波以及图象模式识别等。
目前,主要的遥感应用软件是ilwis、PCI、ERMapper和ERDAS。
2.4气象卫星资料应用领域
气象卫星资料包括可见光、红外云图和水汽分布图等,应用领域广阔:
①是天气分析的得力工具,为加强暴雨和强对流天气的监测和预报,准确、及时地了解天气系统的活动情况,提供了重要依据;
②是天气气候研究的重要依据、为短期气候预测提供科学依据;
③监测洪涝灾害、监测雪灾、监测森林火灾,为分析灾害性天气成因提供依据;
④为农业生产服务;
⑤进行海洋渔业监测;
⑥监测冰雪覆盖情况;
⑦监测河口泥沙扩散等。
2.5新疆维吾尔自治区气象局遥感中心
新疆维吾尔自治区气象局遥感中心成立于1992年,是一个集业务、科研和服务为一体的单位,负责FY、EOS、NOAA等极轨系列卫星遥感信息的接收、转储、预处理工作;
负责新疆范围内天气、环境和灾害的遥感监测分析;
提供决策气象服务基本产品;
承担遥感信息资源管理与遥感信息资源共享服务工作;
负责新疆维吾尔自治区气象局遥感应用开发、业务升级、推广应用等。
2.6遥感应用服务
新疆地域辽阔,高山、沙漠、荒漠、戈壁等地人迹罕至,气象站点相对稀少。
因而遥感技术和遥感资料在气象服务中的应用,更具有特殊重要的意义。
2005年新疆建成卫星资料中规模应用系统9个、DVBS接收应用系统3个、1套EOS/MODIS接收系统。
遥感中心拥有EOS/MODIS和NOAA卫星以及FY系列气象卫星接收处理设备,以美国EOS/MODIS地球环境卫星、NOAA气象卫星和中国FY系列气象卫星资料为主要信息源,先后开展了全疆范围的积雪、植被,森林及草原火灾、水情、气象灾害等生态环境与自然灾害的动态遥感监测服务。
2.7为天气预测提供服务
遥感中心每天接收并分析加工卫星资料,取得可供短期预报以及各级决策部门使用的情报信息。
在遇有寒潮、东南大风、沙尘暴等灾害性天气时,及时为短期预报室提供实时极轨卫星云图,进行灾害性天气监测的跟踪服务;
当有降水系统性云系入侵时,遥感中心设有专人定时监视,研究分析云系的发生、发展、变化和移动规律及降水路径;
当监测到强天气系统入侵的信息时,首先及时通知预报员注意天气强度的预报,并对云图进行预处理、保存资料,留待进一步研究。
2.8山区积雪监测
新疆冬季山区积雪的多寡,决定来年春季河流水量的大小,也是形成洪水、干旱灾害的重要因子,是农业生产非常关注的热点问题。
遥感中心通过卫星图像处理,可提供给定地界(区、地、市、县、)或给定河流流域的积雪水平分布、垂直分布情况,绘制不同积雪深度(<10cm、10~20cm、>20cm)的积雪分布彩色图,给出界内三种雪深的积雪面积。
积雪监测提供的图像产品为积雪、水资源动态分析,为防洪抗旱、农牧业生产及交通运输提供客观、定量化的情报信息,在自治区农牧业生产和防灾减灾中发挥了重要作用。
2.9森林、牧草火情监测
草原或森林发生火灾的地区,温度远高于周围地区。
3.7μm波段,对高温区特别敏感,利用3.7μm波段信息可以监测林区和草原发生的火灾。
遥感中心开发的森林及草原火情监测系统,通过对卫星遥感资料的分析,能及时发现并提供火情发生地点的具体经纬度和过火面积,为防火部门提供准确的、定量化的情报资料服务。
1992年开始,遥感中心先后与新疆自治区森林及草原防火办签订了“关于共同开展《利用气象卫星监测火情》的协议”。
协议执行情况表明:
利用气象卫星监测森林及草原火灾准确率高、发现及时、效益显著。
2.10水体面积监测
新疆的湖泊、水库积水是新疆水资源的重要组成部分,面积的变化及积水量的多少直接影响着周围地区的生态环境、工农业生产及人民生活,因而实时监测水域面积的变化,并进行气候分析显得尤为重要。
遥感中心以此为重要监测内容,提取了相应水旱信息,并进行了实时服务。
2.11作物长势遥感监测
利用绿色植被在可见光和近红外波段中反射率的差异,可监测植被生长状况。
新疆利用《草地、小麦、土壤水份的卫星遥感监测与服务系统研究》的成果,为有关部门提供给定区域内的农作物、牧草、森林等植被的区划以及植被长势、产量估测情况的定量化信息,为农作物产量预报提供科学依据。
2.12微型无人驾驶飞机
中国气象部门研制的微型无人驾驶飞机,采用全球卫星定位系统(GPS)导航,具有自动导航、自动驾驶功能。
能够在突发事件的监测、野外科学试验、大气环境监测、人工影响天气、航拍、军事侦察等诸多方面发挥作用。
微型飞机体积很小,其中,微型自控无人驾驶飞机探空系统,翼展仅3m,起飞重量只有12kg,人工影响天气微型无人驾驶飞机系统重量仅5kg、翼展不到2m宽。
新疆气象部门已引进四架微型无人驾驶飞机,计划用于人影和
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