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      1. 國家衛星海洋應用中心

        National Satellite Ocean Application Service

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        海洋一號衛星地面應用系統是衛星工程五大系統(衛星、運載、發射、測控與地面應用系統)之一。它由七個分系統組成:即接收預處理分系統、資料處理分系統、產品存檔與分發分系統、輻射校正與真實性檢驗分系統、通信分系統、運控分系統以及應用示范分系統。衛星的效益主要通過地面應用系統來體現。?

        1、系統的基本任務接收、存儲HY-1A衛星過境時實時發送的10波段海洋水色掃描儀資料和境外探測回放資料及4波段CCD成像儀資料。
          按預定時間完成衛星軌道預報,星地時間對比,衛星資料預處理以及海洋水色、水溫的圖像圖形產品和定量產品的處理任務。
          負責資料存檔與分發,具有方便檢索和快速顯示功能,構成操作性較強的數據庫和管理系統,并開展資料及產品服務。利用HY-1A衛星數據結合其它遙感數據,建立應用示范系統。
          對星上海洋水色掃描儀的可見光、紅外通道進行輻射校正,對遙感反演結果進行真實性檢驗。
          實現兩個地面接收站、西安衛星測控中心之間通信聯系,并建立全系統運行的網絡管理系統。
          負責系統的探測計劃制定、時間統一、作業運行和指揮調度,統計分析系統運行的質量狀況,遇有異?;蛲话l事件,及時組織排障,保持全系統正常運行。
          兼容接收氣象衛星和國外海洋衛星數據。?

        2、系統組成與功能HY-1A衛星地面應用系統由接收預處理、資料處理、產品存檔與分發、輻射校正與真實性檢驗、通信、運行控制和應用示范等七個分系統組成,系統框圖如下:

        (1)接收預處理分系統接收預處理分系統由北京站和三亞站和預處理子系統構成。北京站和三亞站承擔HY-1A衛星兩個遙感器下傳的實時數據和延時數據的接收;預處理子系統負責兩地面站接收數據的預處理,生成0、1級產品。同時接收分系統還兼容L波段NOAA系列衛星、FY-1系列衛星下傳數據的接收和預處理工作以及EOS衛星資料的接收任務。三亞站接收的數據,通過通信分系統傳到北京站預處理子系統處理。?

        ① 北京接收站 從美國SeaSpace公司引進,X頻段接收系統可接收HY-1A衛星和EOS-MODIS數據,并具備接收其它海洋衛星的能力。天線直徑4.5米,外加直徑為5.5米的天線罩,采用A—E加第三軸傾斜天線裝架,具有自跟蹤性能的雙頻段饋源,為了降低電纜衰減,下變頻器安裝在天線罩內的天線支架上,輸出為720MHz,天線控制和伺服系統由計算機控制,接收機采用可適用1-160Mbps碼速率,并可適用于BPSK,QPSK,UQPSK,SQPSK,AQPSK等多種調制方式,時間通過GPS控制,數據接收處理軟件在SUN工作站上運行,并配備DLT磁帶機和UPS。 L波段接收系統用于NOAA系列HRPT和FY-1系列CHRPT接收。天線直徑1.5米,A-E裝架,天線罩直徑為1.8米,采用程序跟蹤,可接收處理極軌氣象衛星資料。
        ②三亞地面站

        亞地面站位于我國海南省三亞市的海坡渡假區內,接收系統設備由國內研制,用于我國HY-1A衛星及其后繼星X頻段傳輸的遙感數據跟蹤接收、解調、數據記錄、實時顯示。同時兼容接收EOS衛星、L頻段的美國NOAA系列衛星和我國FY-1衛星的數據。系統包括天線跟蹤、信號接收解調、數據記錄、快視、站管理、標校測試分系統和時頻設備等。天線跟蹤分系統由5.2米標準拋物面天線、L/S/X頻段饋源、X-Y裝架、天線伺服控制設備和天線軸角編碼設備等組成。信號接收解調分系統主要任務是完成對衛星遙感信號的接收和解調。射頻前端信號中頻分別為720MHz和70MHz,并分別由高、低速解調器進行數據解調;快視分系統可對HY-1A、NOAA、FY-1、EOS等格式化同步,數據記錄速率在0.1~160Mb/s之間,整個系統在WINDOWS平臺上工作,根據衛星軌道參數任務自動管理。
        ③預處理子系統


        預處理系統的任務是對北京站和三亞站接收的原始數據進行分路、格式轉換、軌道拼接(去重疊)、質量檢驗、幾何定位、定標處理,生成0級、1級產品、瀏覽快視圖,自動生成系統運行報告,自動運行管理。預處理子系統由工作站、微機平臺構成。
        ? (2)資料處理分系統
          資料處理分系統的任務是按預定計劃完成HY-1A衛星由一級產品生成二級、三級產品及各種圖形、圖像產品和定量產品的處理任務。系統具有自動處理和制作包括歸一化離水輻射率、色素濃度(葉綠素濃度)、懸浮泥沙含量、海溫、海水漫散射衰減特性和大氣要素等COCTS二級產品及其日統計、旬統計、月統計和年統計等3級產品以及植被指數和懸浮泥沙等CCD成像儀的二級產品,并能自動生成各級產品的瀏覽快視圖,自動生成系統報告,供系統管理和查詢使用。
        資料處理分系統由高性能的HP N4000服務器和多臺HP B2000工作站組成,2臺服務器構成了雙機熱備份的Cluster系統,以保障系統的高可靠需求;存儲系統由高性能的EMC FC4500磁盤陣列和帶機械手的STK 700磁帶庫組成,可以在線和近線存儲7個TB的數據資料產品;處理中心的局域網網絡由千兆光纖組成的主干網和百兆桌面的二級交換組成,網絡主交換機為帶千兆光纖端口的CISCO 6505和3548組成。處理分系統的軟件由HY-1A衛星專用水色處理軟件HYDAS和商業圖像處理軟件IDL、ERDAS、ENVI和PCI等組成。

        (3)產品存檔與分發分系統

        ?產品存檔與分發分系統的任務是完成HY-1A衛星0、1、2、3級產品、NOAA系列衛星和FY-1C/D星0、1級產品、EOS-AM衛星原始數據、輻射定標場現場觀測數據、其它輔助數據以及專題信息產品的存檔并對用戶分發。系統具有自動生成分類的產品庫和產品信息庫,向固定/授權用戶進行產品分發,并通過Web服務器為用戶提供產品信息查詢檢索和訂單提交等服務。


        存檔分系統由數據庫服務器、磁盤陣列、磁帶庫和運行在服務器上的數據庫管理系統與數據存儲管理軟件構成。產品分發子系統的主要硬件設備包括UNIX主數據庫服務器、Internet服務器和內外網絡隔離的Proxy服務器及多臺圖像處理工作站。(4)輻射校正和真實性檢驗分系統

         輻射校正和真實性檢驗分系統的任務是針對HY-1A衛星兩個遙感器建立相應的遙感器輻射校正和數據產品真實性檢驗的觀測和測量系統,在海上和陸地輻射校正場完成HY-1A衛星遙感器在軌輻射校正,在海上檢驗場進行各種現場數據的同步觀測,完成定量遙感資料、地球物理參數產品的真實性檢驗,建立和完善HY-1A兩個遙感器的在軌輻射校正和真實性檢驗資料庫。通過現場真實數據的獲取,給出和更新HY-1A衛星兩個遙感器的定標系數,分析評價衛星資料和數據產品的質量。
        輻射校正與真實性檢驗分系統的主要設備有六大類:1)海洋光學儀器: SAS-II表面輻射計,ASD地物光譜儀,SPMR水下光譜剖面儀、AC9吸收與衰減系數剖面測量儀,HS6后向散射系數剖面測量儀計; 2)大氣光學儀器:CE318自動跟蹤太陽光度計,CE317、MicroTops-II手動太陽光度計;3)熱紅外儀器:CE312四通道紅外輻射計及Mikron340定標黑體,恒溫水浴等; 4) 生物化學分析儀器:HPLC高性能液相色譜儀,GBC分光光度計,Millipore超純水系統等;5)光學儀器標定系統:NIST輻照度標準,NIM輻照度標準,輻亮度標準板,高精度電源控制系統,高精度光學平臺等;6)水文氣象觀測儀器。

        (5)通信分系統
           通信分系統的任務是完成三亞站與北京之間的HY-1A衛星原始數據、調度和監控數據傳輸,完成西安衛星測控中心與北京之間的HY-1A衛星遙測數據、遙控數據、軌道數據傳輸,完成北京與西安、三亞站之間的語音指揮調度信息傳輸。通信分系統通過VSAT網絡將北京地面應用系統、三亞地面站、西安測控中心連接起來,形成HY-1A衛星地面應用系統遠程綜合數據傳輸網絡。
           在北京配置了4.96Mbps的高速VSAT通信系統和2Mbps的VSAT通信系統,雙機熱備份的HP A500服務器及磁盤陣列共同組成通信網絡骨干節點,通過網絡交換機與地面應用系統骨干網絡連接。在三亞配置了4.96Mbps的高速VSAT通信系統,高可靠的HP A400通信服務器組成三亞通信節點,通過網絡交換機與三亞地面站接收系統局域網連接。在西安測控中心配置了低速VSAT小站,高可靠性通信工作站組成西安通信節點。數據通信軟件自動完成衛星原始資料及調度信息傳輸,并且能夠進行實時監控和遠程配置,實現通信分系統的自動化業務運行。

        (6)運行控制分系統
           運行控制分系統任務是完成HY-1A衛星的有效載荷探測計劃制定、衛星與載荷運行的遙測參數監視、軌道預報,完成HY-1A衛星的數據接收、預處理、處理及存檔業務的自動調度運行,完成地面應用系統運行狀態的實時監視。


           運控分系統配置了HP A500雙機熱備份服務器和共享磁盤陣列、工作站、高性能微機、大屏幕投影設備等硬件設備,配置了Oracle8i數據庫、IBM MQ消息傳輸中間件軟件、運控軟件。運控軟件包括遙測/遙控數據處理軟件、軌道預報軟件、任務調度軟件、運行狀態監控軟件、運控數據管理及分析軟件,實現運控分系統各項功能。

        (7)資料應用示范分系統
           資料應用示范分系統的任務是以存檔與分發分系統中的各級產品為基礎開展衛星遙感數據應用研究,并在此基礎上提供HY-1衛星3級產品的實用算法和相應軟件,結合其它衛星遙感數據實現海溫、海冰、葉綠素濃度(初級生產力)的業務化應用試驗;重點完成對全國海域和重點海域海洋災害的監測包括赤潮、溢油污染和海冰等海洋災害,提供漁場環境信息服務,以及海岸帶典型區域動態監測應用。展示HY-1A衛星遙感資料在海洋環境監測上的應用能力。
           資料應用示范分系統的計算機網絡設備由HP L2000服務器、高檔圖像處理工作站、高檔PC機,以及交換式快速以太網組成。

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