气象小卫星发展的回顾与展望

气象卫星对地观测是大气、空间气象要素观测的重要手段.近年来,气象小卫星发展迅猛,引起对地观测领域的广泛关注.回顾了目前国内外具有重要影响力的气象小卫星星座的设计思路和布局,在已经实现的对降水、云雨粒子和大气温湿度廓线等重要气象要素的探测能力基础上,提出并阐述了未来中国气象小卫星的发展构想.中国将打造具有前沿技术验证能力、科学试验能力、星座协同和即时定制能力的气象小卫星星座,与大平台系列风云气象卫星互联互通,共同作为数字太空系统的天基感知节点,形成大小结合、星地统筹、协同观测、综合应用的气象卫星发展新格局,为气象高质量发展提供新的技术支撑.

Progress and Achievements of Fengyun Meteorological Satellite Program since 2022

Fengyun meteorological satellites have undergone a series of significant developments over the past 50 years.Two generations,four types,and 21 Fengyun satellites have been developed and launched,with 9 currently operational in orbit.The data obtained from Fengyun satellites is employed in a multitude of applications,including weather forecasting,meteorological disaster prevention and reduction,climate change,global environmental monitoring,and space weather.These data products and services are made available to the global community,resulting in tangible social and economic benefits.In 2023,two Fengyun meteorological satellites were successfully launched.This report presents an overview of the two recently launched Fengyun satellites and currently in orbit Fengyun satellites,including an evaluation of their remote sensing instruments since 2022.Additionally,it addresses the subject of Fengyun satellite data archiving,data services,application services,international cooperation,and supporting activities.Furthermore,the development prospects have been outlined.

基于张量分解的卫星遥测缺失数据预测算法

卫星健康状况监测是卫星安全保障的重要基础,而卫星遥测数据又是卫星健康状况分析的唯一数据来源。因此,卫星遥测缺失数据的准确预测是卫星健康分析的重要前瞻性手段。针对极轨卫星多组成系统、多仪器载荷以及多监测指标形成的高维数据特点,该文提出一种基于张量分解的卫星遥测缺失数据预测算法(TFP),以解决当前数据预测方法大多面向低维数据或只能针对特定维度的不足。所提算法将遥测数据中的系统、载荷、指标以及时间等多维因素作为统一的整体进行张量建模,以完整、准确地表达数据的高维特征;其次,通过张量分解计算数据模型的成分特征,通过成分特征可对张量模型进行准确重构,并在重构过程中对缺失数据进行准确预测;最后,提出一种高效的优化算法实现相关的张量计算,并对算法中最优参数设置进行严格的理论推导。实验结果表明,所提算法的预测准确度优于当前大部分预测算法。

风云三号气象卫星热控系统地面健康管理研究

热控系统是风云三号气象卫星重要的组成部分,直接影响到卫星工作状态和使用寿命。卫星入轨后,在地面对该系统进行长期状态监视、异常检测与分析对于整星及各个有效载荷的安全运行具有重大指示意义。在对风云三号气象卫星热控系统热平衡原理、功能、组成等详细分析的基础上,对其地面健康管理机制及技术进行了系统研究,设计了相应的健康管理综合应用平台。以遥测数据为输入,构建了异常场景定性模型,实现了对风云三号气象卫星热控系统在轨状态的监视和健康管理,对卫星平台及各个载荷不同场景下的状态变化引起的温度波动事件进行关联分析及可视化表达,能够为卫星在轨安全运行提供有效预警和辅助保障,并具有推广价值。

风云卫星地面应用系统计算机网络平台架构

计算机网络平台是风云卫星地面应用系统的重要支撑。从计算资源池、存储资源池、网络系统和管理软件等四个方面详细介绍了风云卫星地面应用系统计算机网络平台的架构和特点。计算资源池中采用了资源调度、并行计算、云计算、大数据等技术实现了计算资源的充分共享和高效使用;存储资源池采用了存储虚拟化、分布式存储等技术实现了存储资源的池化共享;采用软件定义的网络SDN技术保证了网络系统的高效与灵活;通过一体化智能运维系统及典型应用分析与优化软件对系统进行了统一管理和持续优化。实际业务运行表明该平台运行高效可靠,很好地支撑了卫星观测数据的接收、处理、存档、服务与应用以及卫星在轨管理等业务。

基于AHP-熵-TOPSIS对极轨气象卫星应用系统健康程度评价指标体系

以实现对极轨气象卫星应用系统健康程度进行综合评价为目的,提出结合主观分析的层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和客观分析的熵权法(Entropy Weight,EW)确定待评价系统指标值的综合权重,再采用逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)对系统的指标进行多角度评价排序来作为最终评价结果。本文根据连续5个月3颗极轨气象卫星在实际业务系统运行中异常指标样本进行实证分析。结果表明该方法较为全面考虑了影响应用系统的多种因素,避免了单一判据的局限性,并对各指标的重要性进行综合对比分析,使得评价结果更科学准确,可以作为构建极轨气象卫星应用系统健康程度评价指标体系的一种方法。

聊城-兰考断裂中段第四纪活动研究

为研究聊城-兰考断裂中段的第四纪活动特征,采用浅层地震勘探和钻孔联合剖面相结合的探测方法,跨断裂布设5条浅层地震勘探测线和1条钻孔联合地质剖面。钻孔联合地质剖面揭示聊城-兰考断裂中段上断点埋深为61.4~64.5 m,结合地层年代学结果判定,聊城-兰考断裂中段为晚更新世早期活动断裂。

新乡-商丘断裂延津至封丘段新构造期构造样式分析

新乡-商丘断裂是南华北盆地与渤海湾盆地、鲁西隆起的分界断裂,是一条长期活动的区域性深大断裂。浅层地震勘探与跨断层钻孔联合剖面探测工作已证实该断裂延津至封丘段的最新活动时代为晚更新世,本文通过对典型地震勘探剖面和钻探资料综合分析认为:新乡-商丘断裂延津至封丘段断裂结构复杂,新近纪以来构造样式在不同构造部位有显著差异。延津段在地震勘探剖面上浅部显示为负花状构造;封丘段变化较大,东部在剖面上为多组阶状正断层组合,形成了由断层带控制的构造背斜,平面上表现为NW向排列、走向NNE雁列状断层组合;西部结构单一,自东向西断裂控制的浅部地层变形范围增大,断层带逐步变宽。根据新乡-商丘断裂延津至封丘段剖面上的构造样式与平面上的组合模式,表明该段断裂最新活动具有走滑运动性质。

基于网络编码的哈希分布式卫星数据存储方法

针对卫星数据应用对地面系统数据访问时效性要求的提高,提出一种基于网络编码的哈希分布式卫星数据存储方法。首先,通过网络编码方法对卫星数据进行分块和编码,然后引入对等哈希分布存储方法对存储设备进行哈希环和值域设置,最后根据对目标位置的哈希计算以确定数据存储和读取位置。仿真结果表明,所提方法可以较好地提高卫星数据的存储和读取效率,满足大批量卫星数据读存的及时性需求。