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遥感数据地面接收、处理与分发系统

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  20多年来我国已建立起5个国家级遥感卫星数据接收和服务系统。

  一、气象卫星地面接收、处理与分发系统

  我国极轨气象卫星地面系统由数据处理和服务中心、运行控制中心、数据存档中心,以及北京、广州和乌鲁木齐地面接收站组成,为适应对卫星气象应用日益增长的需求,计划逐步增建三个国内站,一个海外站,形成覆盖全球的气象卫星地面接收体系。气象卫星地面系统负责我国风云气象卫星及国外其它遥感卫星的数据接收、传输、处理、存档和分发服务,负责向用户提供多种级别的高质量,高时效大气、陆地和海洋遥感图像和定量产品。

  我国静止气象卫星地面系统已经具备对我国两颗在轨静止气象卫星双星进行运行、控制的能力,是集对地观测、卫星测控和信息处理于一体的高时效业务系统,由系统指令和数据接收站、系统运行控制中心、资料处理中心、计算机网络存贮、应用服务中心和用户站等组成。静止系列气象卫星地面系统承担了卫星业务测控、图像观测、数据接收、资料处理、转发、存档和服务以及数据收集平台资料收集和空间环境监测数据接收处理等多方面任务,同时还具有向我国及周边国家用户提供数据广播服务的能力。

  我国气象卫星的数据处理与分发系统使用了服务器分区、数据库、高可用集群、动态负载平衡、分层存贮管理、并行文件系统等多种先进技术,具有高可靠性、高可用性、高灵活性等特点。系统每天实时处理国内外十多颗卫星的数据,生产出30多种图像和定量产品,通过数据专线、因特网等方式实时分发给政府、气象、林业、农业和科研等单位,为政府决策及公众服务提供支持。

  我国风云卫星数据广播系统是采用广播技术和网络技术搭建的天地一体化卫星遥感数据共享平台,真正实现了全国范围乃至全球的数据共享。目前,系统准实时地分发国家级气象卫星资料处理中心的所有卫星数据和产品,用户分布全国多个行业。2006年中国政府向《亚太空间合作组织公约》签署国——孟加拉、印度尼西亚、伊朗、蒙古、巴基斯坦、秘鲁和泰国等17个国家分别赠送了风云卫星数据广播接收系统,与亚太区域各国共享中国风云卫星的有关资料和产品。

  二、海洋卫星地面接收、处理与分发系统

  海洋卫星数据接收、处理、分发由海洋卫星地面应用系统完成。地面应用系统包括北京卫星地面接收站、三亚卫星地面接收站、牡丹江卫星地面接收站和北京数据处理中心。

  实时数据接收范围覆盖我国海岸带、海岛、领海、大陆架、专属经济区及邻近海域。系统具有自主控制卫星境内外探测计划能力,可自动运行、集中调度、多星数据实时接收与境外探测延时回放处理、数据实时通信传输、分布式处理、多种产品制作、海量数据存档、快速网络分发等先进功能。

  地面站主要用于接收我国海洋一号卫星HY-1A/B卫星及其后继星X波段传输的遥感数据,同时兼容接收美国TERRA/AQUA卫星传输的遥感数据。

  根据海洋一号卫星数据处理业务流程,地面应用系统又划分七个分系统,分别为接收预处理、资料处理、产品存档与分发、资料应用示范、辐射校正、真实性检验、通信和运行分系统。各分系统内部互相协调配合,外部与航天工程部分和卫星测控中心设有通信接口,共同完成从卫星业务测控、数据接收、处理、存档与分发的整个业务流程。其中接收预处理分系统通过北京、三亚、牡丹江三个卫星地面接收站,接收HY-1A/B卫星下行数据,并进行预处理生成0级、1级产品。资料处理分系统负责对卫星下行数据进行处理,在0级、1级产品基础上制作2级和3级产品。产品存档与分发分系统负责海洋一号卫星各级产品的存档和管理,通过数据库查询、检索和文件管理系统,向用户提供服务。

  三、资源卫星(CBERS)地面接收、处理与分发系统

  CBERS-01/02星地面系统包括数据接收、数据预处理、用户服务、运行管理、卫星有效载荷业务测控、应用示范及分析模型、数据模拟和应用评价7个分系统。2003年系统进行了针对02星数据处理的升级改造。CBERS-02B卫星地面数据处理系统采用了集中存储和系统管理,分散处理的分布式体系结构。02B星处理系统根据处理数据量的增加和计算机技术的发展采用SAN存储结构,大大提高了处理系统的性能;同时解决了HR相机数据的接收和处理问题;系统几何校正采用了星敏和GPS数据,大大提高了数据产品定位精度。

  随着CBERS-02卫星的发射,数据生产量增大,加上用户对CBERS数据产品进行网络查询和下载的需求,资源卫星中心于2005年开发了一套采用微机分布式处理模式的CBERS卫星数据处理实验系统。该系统于2006年投入运行,圆满地完成了2006年4月1日起CBERS-02星数据网上免费分发的任务。该系统的特色包括:采用分布式并行处理体系结构,具有大批量生产能力;采用模块化设计,各分系统之间独立性强,易于扩充;易于使用和维护,降低系统成本;用户服务采用B/S结构,界面友好,方便用户的查询、浏览、订购和下载。

  2006年4月国家公布了CBERS-02星数据的免费分发政策,对国内用户免费提供数据产品,使得国内许多单位能够利用国产数据进行业务化运行。截止2007年底,资源卫星中心已接收处理存档100余万景数据,全国共有2000余家用户,长期用户500余家,已分发数据产品23万景。目前全国数据覆盖率达100%,普遍覆盖6-10次,个别地区达十次以上。

  四、 北京一号地面接收、处理与分发系统

  北京一号小卫星地面运行中心由地面接收系统、产品生成系统、应用处理系统和用户服务与产品分发系统组成。地面接收系统具有北京一号小卫星业务测控和数据接收能力,S 频段和X频段 共用7.5m口径XY座架天线,完成小卫星的任务测控、卫星跟踪、数据接收、快视、记录和站管理。

  产品生成系统以18节点的曙光TC4000L机群为核心,达到1000亿次/秒的计算速度,并行处理完成北京一号小卫星数据产品生产与存档,实现了近实时的数据加工与产品生产,快速向用户提供数据产品。北京一号小卫星数据产品包括:辐射校正产品、系统几何校正产品、几何精校正产品、正射校正产品、融合数据产品、三维立体产品等。

  应用处理系统进行北京一号小卫星信息产品、遥感应用模型和算法、应用示范的研究,进一步提升北京一号小卫星数据在促进国民经济发展中应用的深度和广度。

  用户服务与产品分发系统建立了用户服务和基于CD/DVD/FTP/HARDDISK的数据产品分发体系,用户可以在网络上浏览、查询和定购北京一号小卫星数据产品。

  五、国外卫星地面接收、处理与分发系统

  我国于1986年建立了专门用于接收、处理与分发国外民用对地观测卫星地面系统并投入正式运行。经过20多年来的发展,我国负责接收、处理与分发国际上民用对地观测卫星的中国遥感卫星地面站,已成为国家关键的空间信息基础设施及国际对地观测陆地卫星地面站网的重要成员。接收与记录卫星的能力,从1986年的1颗,发展到2007年的16颗,数据分辨率覆盖2.5m至250m,数据类型从光学到雷达,卫星范围涉及美国、法国、加拿大、欧洲空间局、日本、印度等国际上主流的遥感卫星系列及我国自主发展的资源卫星系列。真正实现了一站多星、全天候、全天时、近实时、多种分辨率,成为世界范围内最成功的对地观测地面站之一。

  1985年建成第一部10m口径大型天线及相应的接收与记录系统后,1999年、2004年分别建起了第二部口径为11m、第三部6m口径的大型天线及相应的接收与记录系统;2004年开始启动西部、南部地面接收站的建设,2007年在西部首先成功建立了一套全国产化的12m口径大型天线及相应的接收与记录系统。正在建设西部的第二套天线系统、南部的两套接收系统和北京的第四部接收系统,预定于2008年底建成。

  从1986年建立我国第一套大型地面预处理系统以来,地面站先后经历了5次大规模的系统升级工作,分别涉及到美国的Landsat卫星系列、欧洲空间局的ERS卫星系列、法国的SPOT卫星系列、加拿大的Radarsat卫星、日本的JERS卫星、欧空局的Envisat卫星以及印度的IRS-P6卫星等,可以快速处理这些卫星的数据。

  我国建立了多种对地观测卫星数据档案库,保存着地面站运行20多年来接收的不同种类卫星、不同时间分辨率、不同空间分辨率的遥感数据。目前地面站存档各类卫星数据60余万景,成为我国地理空间信息领域中宝贵的数据资源。建立了大型遥感卫星图像检索数据库,可以通过互连网为国内外遥感用户提供一年365天每天24小时的在线查询服务。我国自主开发的运行性综合数据存档、分发设施与遥感卫星图像检索数据库是我国现存唯一的多种国际民用资源遥感卫星数据库,存储着地面站迄今为止接收的每一景遥感影像说明描述数据,以及相应的快视浏览图像。

  


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