實(shí)習(xí)報(bào)告一衛(wèi)星資料接收系統(tǒng)的使用

1、實(shí)習(xí)衛(wèi)星資料接收系統(tǒng)使用1. 實(shí)習(xí)目的1）了解DVB-S衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；各種不同類型氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料在全國(guó)范圍內(nèi)收集、分發(fā)、接收過(guò)程;2）了解衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室 DVB-S系統(tǒng)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收過(guò)程、應(yīng)用軟件、處理產(chǎn)品;3） 了解衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室 DVB-S系統(tǒng)MODIS數(shù)據(jù)接收過(guò)程及處理軟件;4）了解直接接收系統(tǒng)與 DVB-S系統(tǒng)之間的異同。2. 實(shí)習(xí)方案1）聽(tīng)老師介紹本實(shí)驗(yàn)室概況、與“衛(wèi)星氣象學(xué)”有關(guān)的儀器設(shè)備與系統(tǒng)。2）聽(tīng)老師介紹DVB-S衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)及其軟件系統(tǒng)（圖1-1、1-2 ）、FY-2直接接收系統(tǒng)（圖1-3）Oirili，" V := uswr 口科廳出I

2、kE2r圖1-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)圖1-2小站接收系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)3)分組在指定平臺(tái)上練習(xí)基本操作。如(1)本實(shí)驗(yàn)室中與“衛(wèi)星氣象學(xué)”有關(guān)的儀器設(shè)備與系統(tǒng)每套系統(tǒng)的主要用途、用戶界面和各級(jí)菜單所對(duì)應(yīng)的功能FY-2靜止衛(wèi)星云圖的導(dǎo)入(4)不同通道之間的切換(5)不同投影方式的選擇(6)圖象處理:疊加底圖(7)產(chǎn)品處理:通道疊加，云團(tuán)面積，積雪監(jiān)測(cè)(8)地理信息:地圖，城市(9)云圖以動(dòng)畫形式顯示：制作一個(gè)指定時(shí)長(zhǎng)的云圖動(dòng)畫0*二虹蛙MlI JbMI I jA 恤 II wafr I -卜二*17:r_nu_3i_L_pj _ cprQ X #：:音工J4iuia c圖1-35 «止4衛(wèi)l?r

3、. s “MgH. "i mnwralir- HFY-2靜止氣象衛(wèi)星資料處理系統(tǒng)再如在EosShop遙感衛(wèi)星資料處理平臺(tái)上進(jìn)行MODIS資料處理軟件如下操作:(1 )在EosShop平臺(tái)上導(dǎo)入 MODIS 資料(2 )三種分辨率數(shù)據(jù)的選擇(3 )通道選擇、通道數(shù)據(jù)合成操作：制作一張真彩色云圖(4 )地圖疊加、網(wǎng)格疊加(5) MODIS圖像云與積雪的識(shí)別4)在熟悉系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，接收、處理、保存衛(wèi)星資料，為后續(xù)實(shí)習(xí)積累衛(wèi)星觀測(cè)資料。如：含有典型地形、云系、天氣系統(tǒng)等特征的云圖。3. 實(shí)習(xí)結(jié)果1)與衛(wèi)星氣象學(xué)有關(guān)的系統(tǒng)與儀器設(shè)備:數(shù)據(jù)接收與測(cè)控站主要由接收系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)和通信設(shè)備組成。

4、極軌道衛(wèi)星系統(tǒng)有多個(gè)數(shù)據(jù)接收和測(cè)控 站，而靜止衛(wèi)星系統(tǒng)一般只有一個(gè)站。它的主要功用是接收氣象衛(wèi)星遙感器感測(cè)的信息、 經(jīng)由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)收集平臺(tái)的數(shù)據(jù)、空間環(huán)境監(jiān)測(cè)器的信息以及衛(wèi)星本身的遙測(cè)數(shù)據(jù)， 經(jīng)通信設(shè)備將這些信息送往數(shù)據(jù)處理中心。它還將衛(wèi)星控制中心送來(lái)的遙控指令發(fā)送給氣 象衛(wèi)星。此外，靜止氣象衛(wèi)星的數(shù)據(jù)接收與測(cè)控站還要把數(shù)據(jù)處理中心發(fā)來(lái)的高低分辨率 的云圖、天氣傳真圖、對(duì)數(shù)據(jù)收集平臺(tái)的詢問(wèn)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給氣象衛(wèi)星，根據(jù)衛(wèi)星控制中心的 指令對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測(cè)量并將測(cè)得的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心由計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和相應(yīng)軟件組成。它對(duì)數(shù)據(jù)接收與測(cè)控站送來(lái)的信息進(jìn)行記錄、 處理，提取各種有用信息

5、，制出各種天氣圖，把各種觀測(cè)數(shù)據(jù)變換成定量的氣象數(shù)據(jù)，分 發(fā)給天氣預(yù)報(bào)部門和其他用戶。這個(gè)中心還對(duì)整個(gè)氣象衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和指揮調(diào)度。數(shù) 據(jù)處理中心配備高速大容量計(jì)算機(jī)，現(xiàn)代常采用人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)處理氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)。這是一 種由數(shù)據(jù)庫(kù)管理、應(yīng)用處理機(jī)、顯示設(shè)備和磁盤等組成的系統(tǒng)，使用靈活，適應(yīng)范圍廣， 能根據(jù)用戶實(shí)際要求提取和判釋更多的有用信息。數(shù)據(jù)利用站接收氣象衛(wèi)星實(shí)時(shí)發(fā)送的各種云圖，供有關(guān)地區(qū)使用。常用的數(shù)據(jù)利用站有：自動(dòng)圖 像傳送云圖站，用以接收極軌衛(wèi)星發(fā)送的實(shí)時(shí)低分辨率模擬云圖；高分辨率圖像傳送云圖 站，用以接收極軌氣象衛(wèi)星發(fā)送的高分辨率數(shù)字化云圖；小型數(shù)據(jù)站，用以接收靜止氣象 衛(wèi)星發(fā)送的低

6、分辨率模擬云圖；中型數(shù)據(jù)站，用以接收靜止氣象衛(wèi)星發(fā)送的高分辨率數(shù)字 化云圖或模擬傳真云圖。觀測(cè)從人造地球衛(wèi)星上用遙感器探測(cè)地球大氣的氣象要素和天氣現(xiàn)象的技術(shù)。它是航天技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于氣象探測(cè)的結(jié)果。利用人造衛(wèi)星探測(cè)的氣象資料可供研究大氣運(yùn)動(dòng)和為天氣預(yù)報(bào)服務(wù)，已形成氣象學(xué)的一個(gè)新分支一星氣象學(xué)。衛(wèi)星氣象觀測(cè)系統(tǒng)由空間部分象衛(wèi)星和地面系統(tǒng)組成。地面系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)接收與測(cè)控站、數(shù)據(jù)處理中心、 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)利用站組成(見(jiàn)氣象衛(wèi)星地面系統(tǒng)) 。衛(wèi)星氣象觀測(cè)具有地面氣象觀測(cè) 無(wú)法相比的一些特點(diǎn)。觀測(cè)范圍廣：一顆極軌道氣象衛(wèi)星每 12小時(shí)左右就能對(duì)全球大氣 觀測(cè)一遍，一條軌道在地面的掃描條帶

7、寬達(dá) 2800公里左右。一顆靜止氣象衛(wèi)星能獲得地球 5上近一億平方公里的氣象資料，能觀測(cè)到臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)的全貌和全過(guò)程。觀測(cè)次數(shù)多、時(shí)效 快：靜止氣象衛(wèi)星一般每 20分鐘左右即可獲得一次觀測(cè)資料，還可用更短的時(shí)間間隔（15分鐘）取得較小范圍的觀測(cè)資料，對(duì)于監(jiān)視災(zāi)害性天氣系統(tǒng)特別有利。極軌道氣象衛(wèi)星 在經(jīng)過(guò)地面臺(tái)站上空10多分鐘內(nèi)，可獲得1000多萬(wàn)平方公里的資料。不受自然條件和國(guó) 界的限制：衛(wèi)星氣象觀測(cè)能覆蓋海洋、沙漠、高原等人煙稀少地區(qū)，填補(bǔ)這一些地區(qū)的氣 象觀測(cè)資料的空白。衛(wèi)星氣象觀測(cè)按衛(wèi)星所載遙感器接收的電磁波信號(hào)的來(lái)源可分為被動(dòng) 式和主動(dòng)式兩類。前者接收的是大氣本身輻射或?qū)μ?yáng)輻射的反射的電

8、磁波，后者接收的 是遙感器本身向地球大氣發(fā)射經(jīng)過(guò)地球大氣反射回來(lái)的電磁波。衛(wèi)星氣象觀測(cè)按電磁波譜 段分為微波、紅外、可見(jiàn)光和紫外氣象遙感。大氣輻射、吸收和窗區(qū)大多分布在微波和紅 外波段，這是現(xiàn)代氣象遙感利用最多的波段。衛(wèi)星氣象觀測(cè)按衛(wèi)星的軌道分為極軌道觀測(cè) 和地球靜止軌道觀測(cè)。氣象衛(wèi)星已成為世界天氣監(jiān)視網(wǎng)的主要組成部分，衛(wèi)星氣象觀測(cè)正向一星多用的方向發(fā)展，除氣象外，兼有海洋和環(huán)境監(jiān)測(cè)的功能。某些專用氣象衛(wèi)星，如 地球輻射收支衛(wèi)星和強(qiáng)風(fēng)暴觀測(cè)衛(wèi)星等正在研制之中。在衛(wèi)星上對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、 增加微波遙感的比重、使用大天線、多信道微波輻射計(jì)和微波雷達(dá)與激光雷達(dá)等，也是衛(wèi) 星氣象觀測(cè)的主要發(fā)展趨勢(shì)

9、。2）DVB-S系統(tǒng)概述：數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)。衛(wèi)星資料是先由中國(guó)氣象局衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播綜合 接受平臺(tái)接受再傳入國(guó)家衛(wèi)星氣象中心，再有國(guó)家衛(wèi)星氣象中心發(fā)射到通訊衛(wèi)星上，各站 再由天線接收，通過(guò) DVB-S接受路由器，再通過(guò) DVB-S小站業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)分到各數(shù)據(jù)接受服 務(wù)器，包括前端機(jī)（接受端）和后端機(jī)（應(yīng)用終端）FY-2直接接收系統(tǒng)：風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星（FY-2）是我國(guó)自行研制的第一代地球靜止軌道氣 象衛(wèi)星，與極地軌道氣象衛(wèi)星相輔相成，構(gòu)成我國(guó)氣象衛(wèi)星應(yīng)用體系。風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星由兩 顆試驗(yàn)衛(wèi)星（FY-2A衛(wèi)星、FY-2B衛(wèi)星）和三顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星 （FY-2C衛(wèi)星、FY-2D衛(wèi)星、FY-2E 衛(wèi)星）組成，作用是獲取白

10、天可見(jiàn)光云圖、晝夜紅外云圖和水氣分布圖，進(jìn)行天氣圖傳真 廣播，收集氣象、水文和海洋等數(shù)據(jù)收集平臺(tái)的氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，供國(guó)內(nèi)外氣象資料利用站 接收利用，監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)和衛(wèi)星所處軌道的空間環(huán)境，為衛(wèi)星工程和空間環(huán)境科學(xué)研究提 供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。遙感衛(wèi)星資料處理平臺(tái)（EOSshoP）:在遙感衛(wèi)星資料處理平臺(tái)工具選項(xiàng)中選擇交互式 投影工具選項(xiàng)選擇投影方式，包括麥卡托投影、蘭伯特投影、按中心點(diǎn)或中心緯度投影） 選取EOS文件，確定輸出格式 HDF/LD2 ,輸入所需范圍的經(jīng)緯度，再選取通道及通道合 成模式，最終合成所需圖像。DVB-Slmg（圖像處理和應(yīng)用）軟件：處理NOAA衛(wèi)星和FY1D衛(wèi)星數(shù)據(jù)。通過(guò)選取局地 投

11、影方式對(duì)圖像進(jìn)行投影，然后選取中心緯度和經(jīng)度對(duì)圖像進(jìn)行截取。按照使用者的使用 目標(biāo)有選擇性的對(duì)圖像進(jìn)行某些要素的增強(qiáng)，可選擇的增強(qiáng)對(duì)象有植被、河流、湖泊等。 選擇通道及通道疊加方式（單通道或三通道），然后可對(duì)所選取的圖像進(jìn)行疊加或消除地理信息等應(yīng)用。3）分組在指定平臺(tái)上練習(xí)基本操作:第一步：打開(kāi)文件夾，選擇導(dǎo)入文件EPl?0區(qū)1 E3-上醉3DrlEr-.-.'JP =吒J :上Wtiff第二步：選擇不同的通道第三步：選擇不同的方式投影IT阿Li >rBBTHM_WUfiJ Si*虧PiciirJ uiJB臥3 M.a晶A-lLib+ Ki hdn-中凸 Ka“mR：；KiS 訴

12、ca3rant補(bǔ)住片王I;)h-:T”feH耳1 rv->B'UCTl Jfl衛(wèi)常第四步：打開(kāi)制作出的投影文件Jttiff煩Tscf raUA_nin_jR-_n：£ffWSai.tEBftLaMJ»_flTJff_»_QZ rtCHEMMJUS | 門開(kāi) |SDHaHai- |LW hh五IFF_jiw宜幟H曲衛(wèi)M,aissvd .JT第五步：地圖疊加，網(wǎng)格疊加 “口 亟E Mawr. 1 -曾. a .耋#出上!1«扯立羊合-I兇Ui_?nnB.”te. Il_IJ.»0DD2FTl. hir L(TfBl肓J1Fh hiHH

13、fl軒室平ft<i><o<j><1!><W)<11?3*3Flfc#申與"： *IS搖集山tHJ FI7» 止工 不M M 不n (M產(chǎn)gPiciRl'J疊3MitABqi J“囪Thd<i><Otn<F>在ExShtiT & h-*介嫌卒致*0ana擇“ BKJnifnximie云與5 nflii) &»£斥眾站琵的 積號(hào)丄£礎(chǔ)脳料.知i 1” 實(shí)習(xí)皓果flVxneKKlF) ErtJLISiH附巨輕 SA T麗 ihixi再?zèng)_衛(wèi).TT

14、 L第六步：觀看云圖面積_ 7fl-1： RK rtnn* Vf 吐I Hhqjb- IIEX3U_34«P_DT_*P_D4_lf：_CI.DWDELEll.idrit遵一2申-心$ .- - 、 " 7,-4用X論¥比i攻観H sa-:BUW.左鼻BTI對(duì)閃3*bCiJTIjW主鼻綽 L館I CTiaTtiBB.訊舗Ti第七步：積雪監(jiān)測(cè)lr3C.l'-V.HVfftt3Ttizk* ?B-np iit dp ii4 ij ci.iodipieb. hrif iH.nili匸u岡圭貳60佔(zhàn)Lml yilife生乘謝IRt X 144, 9T WlT £ tJJTi/»at緲丿聲;莊"衛(wèi)MASHAu 吒Rj icr»第八步：放大，研究監(jiān)測(cè)到的積雪圖像iSCJJ-V.HKftSTjurn yno-v iin w iit 4»xj.riwnmi*.hrir cn. teLI./ 1*14用;應(yīng)衛(wèi)巧此|覽理23驀±廉30對(duì) glit±friM._gPJII iS列