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天地一体化风云四号A星数据服务系统的设计与实现徐喆;咸迪;高云;亓永刚【摘要】风云四号A星数据服务系统是风云四号卫星地面应用系统的重要组成部分,也将是实现气象卫星数据共享服务的基础平台.数据服务系统是一个综合的气象卫星信息服务系统,不仅可以提供数据的检索下载服务,还将为各类用户共享使用卫星数据提供各类辅助手段和信息帮助,满足国内外各类数据服务用户对气象卫星数据和信息以及云图动画的需求.根据风云四号卫星数据和产品的规格,建立稳定、可靠、安全的业务化卫星数据存档管理系统.通过天上卫星数据直接广播、CMACast 转播,地面Internet、专线通信等方式,建立天地一体化的、布局全国的风云四号A 星数据获取和共享服务体系.【期刊名称】《卫星应用》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】6页(P55-60)【关键词】风云四号;数据服务【作者】徐喆;咸迪;高云;亓永刚【作者单位】国家卫星气象中心;国家卫星气象中心;国家卫星气象中心;国家卫星气象中心【正文语种】中文一、前言风云四号（FY-4）是我国第二代静止气象卫星，星载四类有效载荷：成像仪、探测仪、闪电仪和空间天气监测仪器包。
成像辐射计具有14个光谱波段，极大提高了遥感对地观测的空间、时间和光谱分辨率；干涉式红外探测仪将为区域数值模式和短临预报提供观测数据和新的应用模式；闪电成像仪可以作为强对流天气的“示踪器”。
与风云二号（FY-2）相比，风云四号原始数据量提高了160倍，产品数据量提高了80倍，每日数据量高达4TB。
风云四号A星（FY-4A）地面系统接收的实时资料，以及业务系统加工处理得到的各级数据和产品，在天气预报、生态环境监测等应用领域将发挥重要作用，在国民经济的多个领域（农业、林业、水利、环境、交通等）都有很强的应用需求。
数据服务系统是风云四号卫星地面应用系统九大系统之一，也是国家民用空间基础设施——气象卫星数据中心的重要组成部分，是实现气象卫星数据共享服务的基础平台。
风云气象卫星及其应用国家卫星气象中心【期刊名称】《卫星应用》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】5页(P58-62)【作者】国家卫星气象中心【作者单位】国家卫星气象中心【正文语种】中文截至2016年3月31日，我国共发射风云气象卫星14颗，其中6颗卫星已失效，8颗卫星在轨运行。
失效卫星：风云一号A/B/C星（FY-1A/B/C）和风云二号A/B/C星（FY-2A/B/C）。
在轨卫星：风云一号D星（FY-1D）、风云二号D/E/F/G星（FY-2D/E/F/G）和风云三号A/B/C星（FY-3A/ B/C）。
观测能力：风云三号极轨气象卫星实现我国极轨气象卫星上午星和下午星的组网观测，每颗卫星每天可获取2次全球观测数据。
风云二号静止气象卫星E、G星组网观测，常规观测模式下，每颗星每天对地观测28次，加密观测模式下，每颗星每天对地观测48次，卫星云图获取频次可达15分钟1次。
风云二号F星常规观测模式与风云二号E、G星相同，加密观测模式下，可进行最高频次为6分钟1次的区域云图观测。
风云二号D星目前在轨备份状态，观测能力与E星相同。
运管单位：国家卫星气象中心。
卫星运行情况详见表1。
风云三号极轨气象卫星实现了上、下午星组网观测，每6小时可以获取一张全球拼图。
风云二号C、D、E卫星的成功发射及投入业务运行，实现了我国静止气象卫星业务从试验应用型到业务服务型的转变。
目前，风云二号E、F、G星在轨运行，D星在轨备份，实现了“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的业务格局。
风云二号E、G星常规观测模式下，每颗星每天进行28张全圆盘云图观测；加密观测模式下，每颗星每天进行28张全圆盘和20张半圆盘云图观测。
风云二号F星常规观测模式与风云二号E、G星相同，加密观测模式下，可进行最高频次为6分钟1次的区域云图观测。
风云卫星地面应用系统每天实时接收、处理和分发6颗风云系列业务卫星数据和产品，主要数据和产品通过中国气象局卫星数据广播系统（CMACast）向全国各省、市、县气象局以及水利、林业、农业、高校、研究院所等2500多个业务单位或研究机构实时播发，包括风云卫星16种图像产品、46种定量产品数据和20余种火情、水情、大雾等监测分析产品。
-----------------------------------Docin Choose -----------------------------------豆 丁 推 荐↓精 品 文 档The Best Literature----------------------------------The Best Literature风云二号系列卫星是我国自主研制的地球静止轨道气象卫星。
自从１９９７年我国成功发射风云二号试验型卫星Ａ星（简称ＦＹ—２Ａ）以来，又先后发射了ＦＹ—２Ｂ试验型卫星，ＦＹ—２Ｃ业务卫星。
２００６年１２月８日，ＦＹ—２Ｄ业务卫星又成功发射。
ＦＹ—２Ｄ与目前正处于业务运行的ＦＹ—２Ｃ共同实现在轨备份，形成双星组网观测能力，可形成对我国范围内的气象最高１５ｍｉｎ／次的连续观测，从而能够有效地监测台风、暴雨、强对流等灾害性天气系统的发生、发展和强度变化，对我国的防灾减灾具有重大意义。
目前正处于业务运行的ＦＹ—２Ｃ卫星数据实时生成的图像产品、定量产品和人机交互产品，通过气象部门９２１０通信系统陆续分发，地市气象台的预报员都可以得到，但不足的是，由于地市气象台的预报员对卫星产品了解太少，能得到的相关培训机会不多，致使绝大多数卫星产品不能被投入业务使用，造成了极大的资源浪费。
本文旨在通过介绍几种常用的、对日常预报业务有重要作用的风云二号卫星产品，以提高地市气象台预报员对风云二号卫星产品的使用率，这对提高台风、暴雨、强对流等灾害性天气系统的预报准确率具有积极意义。
１可见光云图由于可见光云图在夜间不能使用，因而在地市气象台使用得较少。
但可见光云图具有红外云图所不及的长处。
第一，可见光云图的空间分辨率大，ＦＹ—２Ｃ可见光云图的空间分辨率在星下点为１．２５ｋｍ，而红外云图的空间分辨率在星下点为５ｋｍ，也就是说，利用可见光云图能更好地捕捉到小尺度对流云团，对汛期局地对流天气的预报意义非凡；第二，雾在可见光云图上表现为纹理均匀、边界整齐光滑或与地形等高线吻合，与中高云有明显的区别，因此在白天利用可见光云图，结合红外云图，比较容易识别大雾，而红外云图上则很容易将雾和地表混淆；第三，沙尘暴具有极高的反射率，在可见光云图上比较容易与低云区分，但在红外云图上其顶部亮温与低云接近，不好区分；第四，只有可见光云图上才能看到暗影（在可见光图像中，太阳斜射到云上，形成的阴影叫做暗影），利用暗影可以清晰地识别强对流云团的上冲云顶，而上冲云顶是对流发展最为旺盛的区域，与雷暴、冰雹、暴雨等相关，对强对流天气的落区预报有很强的指示意义。
Remote Sensing
风云四号
气象卫星天气应用平台及其应用
文 | 咸迪1 方翔1 贾煦
1. 国家卫星气象中心
2. 内蒙古锡林郭勒盟气象局
摘 要：风云四号气象卫星天气应用平台（SWAP2.0）是风云四号科学试验卫星地面应用系统工程应用与示范系统的重要组成部分，其主要目标是充分利用风云四号
气监测、环境监测等领域提供应用工具。
该平台基于“云
提供服务，已经在国内外得到广泛应用。
关键词：风云四号；卫星天气应用平台；天气监测；环境监测
图1 风云四号气象卫星天气应用平台“云+端”架构
（4）面向“一带一路”用户，实现多语言版
为了实现风云四号气象卫星等静止气象卫星数据和产品在卫星覆盖国家应用，卫星天气应用平台合作组织相关国家气象部门人员以俄语为主，同时风云四号气象卫星可以很好地覆盖以上国家，并提供高时间频率的区域观测数据和产品。
3. 平台主要版本
图2 单机版风云四号气象卫星天气应用平台界面图3 网络版风云四号气象卫星天气应用平台界面。
风云气象卫星寒潮灾害天气监测应用文|牛宁1,3 任素玲2,3,4 夏扬1 杨冰韵2,3,41.中国气象局干部培训学院2.国家卫星气象中心/国家空间天气监测预警中心3.许健民气象卫星创新中心4.中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室摘要：冬季我国寒潮天气频发，寒潮过程中大风、雨雪和降温等天气对农业、交通、电力等造成影响，往往引发严重的气象灾害。
风云四号B星（FY-4B）和风云三号E星（FY-3E）分别于2021年6月3日和7月5日发射成功，经过在轨测试，2022年正式投入业务应用，FY-4B搭载的快速成像仪（GHI）实现分钟级快速观测，FY-3E搭载的风场测量雷达是风云系列气象卫星的第一个主动遥感仪器，实现对洋面风速和风向的观测。
结合风云系列其他卫星，为我国冬季寒潮灾害性天气监测服务提供多种观测信息。
目前，通过风云气象卫星已开展寒潮监测服务，为防灾减灾服务。
关键词：风云气象卫星；寒潮；冷流降雪；洋面风一、引言近年来，风云卫星综合探测技术显著提升[1-4]，FY-3/VASS大气温度计、FY-3E风场测量雷达、FY-4B快速扫描仪和FY-4A/GIIRS都是风云系列卫星搭载的具有代表性的探测仪器并在气象灾害监测中发挥重要作用[5-8]。
FY-3/VASS大气温湿度廓线反演产品基于红外高光谱探测仪（HIRAS）和其上搭载的两台微波探测仪（温度计和湿度计），借助微波探测仪的穿透性，提高和改善非降水云云下大气廓线的反演精度，FY-3/VASS大气温湿度廓线产品空间分辨率为4km，每颗卫星可全天2次获得全球大气温湿三维结构信息。
FY-3E搭载的风场测量雷达（WindRAD）是我国风云系列气象卫星的第一个主动遥感仪器，在国际上首次实现双频双极化洋面风场主动探测。
风场测量雷达采用先进的扇形波束圆锥扫描体制，观测幅宽超过1200km，最小可检测风速优于3m/s的风场。
FY-4A/GIIRS为国际上首个静止轨道干涉式垂直探测仪器，在长波红外和中波红外波段实现1650个细分光谱通道，光谱分辨率为0.625波数，根据大气红外辐射传输原理，经数值计算可以获得温度等参数的垂直分布。
风云三号气象卫星气候观测产品业务化考核办法为进一步加强对应对气候变化业务支撑工作，充分发挥风云气象卫星在气候观测中的作用，根据《风云三号A星业务运行方案（试行）》（气发[2008]472号），特制定风云三号气象卫星气候观测产品业务化考核办法。
一、产品内容根据目前风云三号A星的观测能力和产品处理情况，纳入考核的气候观测产品包括两个部分：1、中国及其周边的高时效HRPT和MPT产品（见《风云三号A星业务运行方案（试行）》附件）。
2、非高时效的全球臭氧总量、全球陆地气溶胶、全球海冰覆盖、全球火情监测和辐射收支等五个卫星气候观测产品（见附表）。
二、产品分发形式中国及其周边的高时效HRPT和MPT 气候观测产品，采用即时分发的方式，通过中国气象信息分发网（9210）、风云卫星广播分发网（FENGYUNcast）、FTP实时数据区发布、数据服务网站发布和专线分发等多种方式供用户使用。
非高实效的五个卫星气候观测产品，按日、月、旬、年定期发布，通过数据服务网站或专报形式及时送达用户。
三、考核内容及指标1、中国及其周边的高时效HRPT和MPT 气候观测产品考核内容：产品生成、存档及分发成功率。
考核指标：产品生成、存档及分发成功率优于96%2、非高时效的五个卫星气候观测产品考核内容：产品分发周期、产品精度考核指标：附表规定的项目和指标四、考核要求国家卫星气象中心将中国及其周边的高时效HRPT和MPT 气候观测产品及非高实效的五个卫星气候观测产品的业务运行情况，以月报形式报综合观测司。
综合观测司将定期或不定期组织对卫星气候产品业务运行情况进行检查和抽查。
附表：风云卫星气候监测服务产品综合观测司二〇一〇年三月一日附表风云三号气象卫星气候观测服务产品。
图1 2021年9月4日08时风云四号A星水汽通道（6.25㎛）云图
2. 中尺度暴雨云团特征
暴雨的产生维持与暴雨云团的演变过程直接相关，通过静止卫星高时空分辨率的云图可以监测暴雨云团的整个生命周期过程进而监测暴雨天气时空的发展特征。
图2给出了
25分至9月4日18时15分的
图3 2021年9月4日10时25分风云四号A 星可见光通道（0.65㎛ ）云图
和 11时的1小时累积降水量叠加图
图2 风云四号A 星红外增强动态云图
高空间分辨率的可见光云图能够进一步监测暴雨云团的云顶特征信息，进而进一步监测预警暴雨的落区范围和降水量值。
图3给出了9月4日10时25分风云四号A 星可见光通道云图（0.65㎛）和 11时的1小时累积降水量叠加图。
从图中可以看出：暴雨区上空
由暴雨云团覆盖，暴雨云团在成熟阶段有明显的上冲云顶和暗影，并且云顶的褶皱纹理非常明显，这些云图特征说明上升运动发展剧烈。
与降水的叠加也可以看出，降水落区主要发生在暴雨云团覆盖的区域内，并且降水的大值区主要位于上冲云顶和暗影的附近。
（a）对流云团覆盖面积逐小时变化曲线 图6 9月3日19时至4日16时乐山地区平均对流定量产品变化示意图
（b）最低亮温和平均亮温逐小时变化曲线
2。
（产品管理）风云卫星数据和产品应用手册风云卫星数据和产品应用手册第1章概述1.1 FY-3A卫星概况风云三号A气象卫星（简称FY-3A）是我国的第二代太阳同步极轨气象卫星。
风云三号气象卫星将实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地观测。
风云三号星发射总质量为2450kg，发射尺寸：4.38m×2m×2m，卫星长期功耗1130W。
卫星本体由服务舱、推进舱与有效载荷舱组成。
服务舱采用中心承力筒和隔板结构，主要安装电源、测控、数管及姿轨控分系统的部件和设备、推进舱采用中心承筒和隔板结构，主要安装推进系统设备以及蓄电池组和放电调节器。
有效载荷舱隔板和构架结构，主要安装探测仪器的探测头部，舱内主要安装探测仪器的电子设备等。
风云三号A卫星有十一台遥感探测仪器。
遥感数据通过两个实时传输信道（HRPT和MPT）和一个延时传输信道（DPT）进行传输。
风云三号A卫星设计寿命为3年。
1.2 主要技术指标1.2.1 卫星轨道⑴轨道类型：近极地太阳同步轨道⑵轨道标称高度：831公里⑶轨道倾角：98.81°⑷入轨精度：半长轴偏差：|Δa|≤5公里轨道倾角偏差：|Δi|≤0.1°轨道偏心率≤0.003⑸标称轨道回归周期为5.79天⑹轨道保持偏心率：≤0.00013⑺交点地方时漂移：2年小于15分钟⑻卫星发射窗口：降交点地方时10:051.2.2 卫星姿态⑴姿态稳定方式：三轴稳定⑵三轴指向精度：≤0.3°⑶三轴测量精度：≤0.05°⑷三轴姿态稳定度：≤4×10-3°/s1.2.3 太阳帆板对日定向跟踪1.2.4 星上记时⑴记时方式：J2000日计数和日毫秒计数⑵记时单位：1毫秒⑶时间精度(星地总精度):小于20毫秒1.2.5 遥感探测仪器性能指标1.2.5.1 可见光红外扫描辐射计(VIRR)(1)通道数、各通道波段范围、灵敏度见表1-1。
(2)空间分辨率：星下点分辨率1.1Km(3)扫描范围：±55.4°(4)扫描器转速：6线/秒(5)每条扫描线采样点数：2048(6)MTF≥0.3(7)通道配准：飞行方向/扫描方向星下点配准精度<0.5个像元(8)扫描抖动：<0.8个IFOV(9)通道信号衰减：<15%/2年(10)量化等级：10比特(11)定标精度：可见光和近红外通道：CH1、2、7、8、97%(反射率)CH6、1010%(反射率)红外通道：1k(270k)。
风云四号数据产品根据风云四号省级利用站系统处理生产产品分为5类，分别为图像产品、天气产品、环境监测产品、云和大气产品、气候产品。
可为气象预报、气候预测、农业服务、生态环境、民航服务等多个领域提供卫星数据服务。
1、图像产品图像产品包括可见光云图（0.64um,500m）、水汽云图（7um,4000m）、红外云图（11.2um,4000m）和彩色云图。
1.1 可见光云图在可见光波段测地面和云对太阳光的反射形成的图像产品，特点：成像迅速、时空分辨率高，直观形成水平分布连续。
使用可见光云图需进行二次定量分析。
主要应用于监测台风和观测天气的发生、发展及移动变化方面。
1.2 水汽云图吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，水汽一面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射，并以图像表示得到水汽图，在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多。
主要应用于监测大气上层水汽的空间分布。
1.3 红外云图10.5~12.5um波段测量地表和云面发射的红外辐射，以图像来表示红外云图，是一幅亮度温度分布图，可用于推算地表面的温度。
1.4 彩色云图彩色云图是白天时刻将三个太阳反射率波段值进行RGB叠加的一种合成图，在晚上时刻用两个红外通道进行叠加得到彩色云图。
其中三个可见光波段使用的是快速大气订正后的反射率值，夜晚叠加夜光地图。
2. 天气产品降水估计产品和对流初生（强度）产品。
2.1降水产品降水估计产品利用多微波降水产品和多通道扫描成像仪数据，通过多微波降水融合、微波与红外降水融合，生成多源降水融合产品，成像仪的观测结果能够有效地反映降水的空间分布。
应用于定量降水预报、强降水短临预警的基础，对山洪地质灾害和中小河流洪水精细化预报起重要支撑作用。
2.2 对流初生（强度）利用多通道扫描成像仪多个通道，采用多光谱判识技术。
分辨率4km，时间分辨率5分钟和15分钟产品。
3、环境监测产品气溶胶（陆地和海洋）、雾检测、沙尘检测和火点检测。
风云三号气象卫星气候观测产品业务化考核办法
为进一步加强对应对气候变化业务支撑工作，充分发挥风云气象卫星在气候观测中的作用，根据《风云三号A星业务运行方案（试行）》（气发[2008]472号），特制定风云三号气象卫星气候观测产品业务化考核办法。
一、产品内容
根据目前风云三号A星的观测能力和产品处理情况，纳入考核的气候观测产品包括两个部分：
1、中国及其周边的高时效HRPT和MPT产品（见《风云三号A星业务运行方案（试行）》附件）。
2、非高时效的全球臭氧总量、全球陆地气溶胶、全球海冰覆盖、全球火情监测和辐射收支等五个卫星气候观测产品（见附表）。
二、产品分发形式
中国及其周边的高时效HRPT和MPT 气候观测产品，采用即时分发的方式，通过中国气象信息分发网（9210）、风云卫星广播分发网（FENGYUNcast）、FTP实时数据区发布、数据服务网站发布和专线分发等多种方式供用户使用。
非高实效的五个卫星气候观测产品，按日、月、旬、年定期发布，通过数据服务网站或专报形式及时送达用户。
三、考核内容及指标
1、中国及其周边的高时效HRPT和MPT 气候观测产
品
考核内容：产品生成、存档及分发成功率。
考核指标：产品生成、存档及分发成功率优于96%
2、非高时效的五个卫星气候观测产品
考核内容：产品分发周期、产品精度
考核指标：附表规定的项目和指标
四、考核要求
国家卫星气象中心将中国及其周边的高时效HRPT和MPT 气候观测产品及非高实效的五个卫星气候观测产品的业务运行情况，以月报形式报综合观测司。
综合观测司将定期或不定期组织对卫星气候产品业务运行情况进行检查和抽查。
附表：风云卫星气候监测服务产品
综合观测司
二〇一〇年三月一日
附表
风云三号气象卫星气候观测服务产品。
