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他们,让卫星“奔跑”的每一秒更有价值

来源:中国气象报   发布时间:2017年11月14日18:32
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中国气象报记者张格苗

  我国第二代极轨气象卫星的第4颗星刚刚发射成功。

  有这样一个团队,他们研发的全自动运行地面应用系统,大大缩短了卫星探测数据到用户的时间,使探测数据时效性大幅度提高,让卫星在天上“奔跑”的每一秒更有价值。

  “风云三号”D星整个地面应用系统中包含6个主线业务系统,包括数据接收系统、运行控制系统、计算机网络系统、数据预处理系统、产品生成系统、数据存档系统。“风云三号”卫星地面应用系统副总设计师朱爱军介绍,从卫星数据探测到相关产品生成并分发,整个数据流处理系统是全自动完成的。数据流上省出来的时间投入到数值天气预报中,对国家安全和社会经济发展及公众生活意义重大。

  每个主线业务系统也拥有自己的亮点。朱爱军说,这些亮点和进展都是源自系统设计和建设阶段不断攻坚克难的成果。数据接收系统主要负责获取全球数据并将其实时传送到数据处理中心。对这颗卫星来说,最大的变化是,来自南极站接收的数据要通过卫星链路加地面光纤的办法将数据实时传输到数据处理中心。仅这一点,就能把全球数据的时效性提高近一个小时。第二个变化是,增加的喀什站使数据的覆盖范围向西延伸了12度,可以实时获取印度洋的实时探测数据。第三个变化,就是要完全在运行控制中心的调度下高度可靠运行。

  运行控制系统是全系统的核心。它负责全系统的运行调度、监视及卫星的安全管理。它的先进性主要体现在:可以对数据接收系统及后端处理系统集中监视,执行调度与监视作业,检测轨道冲突,并自动分配任务。设计人员还对与测控中心的通信链路进行了冗余设计,确保运行控制系统对卫星的监视及控制安全可靠。

  计算机网络系统是全系统的资源和连接纽带。这一次,它的计算能力大幅度增加,从40TFLOPS(每秒万亿次浮点运算)增加到了700TFLOPS,存储能力也得到提升,还实现了各接收站间的数据去重复传输。

  数据预处理系统对卫星上的各载荷数据进行预处理,为产品生成系统提供数据源。针对“风云三号”D星,它的处理时效和精度得到了大幅提升。

  产品生成系统负责将各载荷数据“变成”各种产品。载荷数据像是做菜的原料,进入产品生成系统,再出来,就变成了色香味俱全的“菜品”。这一次,不但“菜品”的种类得到增加,精度及时效也得到提高。

  存档系统处在整个系统的末端,负责存储全系统数据,并向全球用户提供服务。

  在数据处理和存储方面,国家卫星气象中心主任杨军提出,顶层设计既要满足业务需求,又要符合信息技术未来发展趋势,还要将极轨卫星和静止卫星业务通盘考虑;国家卫星气象中心副主任、“风云三号”卫星地面应用系统总指挥张鹏强调,要进行星地一体化设计,并对地面资源进行动态管理调度,最大限度保证产品处理的时效和精度;“风云三号”卫星地面应用系统总设计师杨忠东提出,需要全球数据与实时数据独立处理的高度可靠方案。这些都是国际先进气象卫星发展的趋势,也是卫星数据用户的迫切需求。自上而下,全体参与地面应用系统的设计和建设人员在调研国内外先进技术的基础上,完成了符合“风云三号”业务运行系统的方案。

  11月14日,这颗星发射前夕,6个主线业务系统的主要科研与工程建设人员,对系统状态进行了最后确认,并根据它的主要参数编制了6个主线业务系统的应急预案。在关键岗位,还有专门人员负责随时提供技术支持。

  万事俱备。搭载着“风云三号”第四颗卫星的火箭在耀眼的火光中划破了凌晨的夜空。奋战许久的他们站在星光背后,迎接期盼已久的时刻。

(来源:《中国气象报》2017年11月15日三版 责任编辑:王若嘉)

  

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