内蒙古地区强震动台站背景噪声与数据质量分析

计算了内蒙古地区193个强震动台站2022年连续观测数据的加速度功率谱密度,通过绘制不同时空、不同加速度计、不同频段的功率谱密度和功率谱概率密度函数图及背景噪声速度均方根值分布图,评估了该区强震动台站的背景噪声变化特征,对出现的功率谱密度异常进行了具体分析,并针对强震动台站数据异常检测及处理提出了相应的建议。研究结果显示:不同加速度计、不同时空强震动台站的背景噪声功率谱密度昼夜差异主要体现在1 Hz以上频段,且不同区域的昼夜差异变化较大;QA-2g型、JS-A2型和TDA-33M型三种加速度计在2 s频点的背景噪声功率谱密度随区域和三分向变化较小;从强震动台站2 s频点背景噪声的监控能得到可靠的观测数据异常,数据异常主要由加速度计零点漂移大、加速度计故障、脉冲干扰、系统参数有误造成,建议优化站点观测环境,进一步规范仪器安装、调试及JOPENS系统的参数配置和审核。

地面自动气象站数据流式处理设计与实现

针对观测密度和频次日益增加的海量地面自动气象站数据,在气象大数据云平台(天擎)中设计了基于Storm的实时流式处理,利用大规模并行处理的优势提高地面自动气象站数据的处理时效。在流式处理中,设计处理拓扑直接解码标准格式的数据消息;消息确认采用手工确认的方式,将数据解码组件锚定数据接入组件,实现每条数据的可靠处理;数据解码时进行字节校验和时间检查等,过滤异常数据;应用批量加定时的发送策略,解决海量监控信息发送气象综合业务实时监控系统(天镜)的问题;集群部署时保留部分剩余资源,有效应对单节点异常。应用效果表明:国家气象站小时数据的服务时效由全国综合气象信息共享系统(CIMISS)的175 s提高至天擎的78 s,约6×10^(4)个区域气象站小时数据的服务时效由CIMISS的5 min提高至天警的2 min,实况分析系统将数据源切换至天擎后,相同时间检索可获取的站点数量较CIMISS增加1倍。2021年12月基于Storm的流式处理与天擎一同在国省业务化运行,实现了长期稳定运行,为MICAPS4、SWAN2.0、实况分析系统等用户提供高效稳定的地面自动气象站数据。

地面气象观测站仪器计量数据检定方法研究

针对地面气象观测站仪器计量数据标定效率低、残差大的现象,研究了地面气象观测站仪器计量数据检定方法。通过构建数学模型对仪器计量数据不确定度的影响因素进行深入分析,结合不确定度计算公式明确各个影响因素的不确定度,引入不可靠性进行分析计算,以生成不确定度合成量,分析地面气象观测站仪器的工作特性,制定科学的计量数据检定项目,引用逻辑检查方式,对计量数据进行逻辑检查,实现仪器计量数据检定。得出该方法平均数据检定效率约为0.4773 s/k,标定残差低于4%,达到了理想的数据检定效果。

气象卫星遥感数据接收异常诊断系统设计

在传输气象卫星遥感数据的过程中,为了解决由干扰或衰减引起的信号质量下降对气象卫星遥感数据接收故障诊断精确性的影响,研究设计一种基于规则匹配的气象卫星遥感数据接收故障诊断系统;该系统硬件单元分别为卫星数据接收故障诊断框架搭建单元、卫星数据接收状态监控单元、卫星数据接收故障推理机设计单元与卫星数据接收故障诊断报告生成器设计单元;系统软件部分首先对卫星数据接收状态信号预处理,提取接收状态信号与接收故障信号的特征,设计卫星数据接收故障诊断规则库,基于规则匹配实现卫星数据接收故障诊断;系统的主要参数包括信号预处理算法、特征提取方法、故障诊断规则库的构建以及推理机的逻辑设计;实验数据显示,应用设计系统获得的卫星数据接收状态信号特征提取结果与实际接收状态信号特征相同,卫星数据接收故障诊断结果与实际接收故障诊断结果相同,证实了设计系统的有效性。

A Hybrid Algorithm for Satellite Data Transmission Schedule Based on Genetic Algorithm

A hybrid scheduling algorithm based on genetic algorithm is proposed in this paper for reconnaissance satellite data transmission.At first,based on description of satellite data transmission request,satellite data transmission task model and satellite data transmission scheduling problem model are established.Secondly,the conflicts in scheduling are discussed.According to the meaning of possible conflict,the method to divide possible conflict task set is given.Thirdly,a hybrid algorithm which consists of genetic algorithm and heuristic information is presented.The heuristic information comes from two concepts,conflict degree and conflict number.Finally,an example shows the algorithm's feasibility and performance better than other traditional

一种TROPOMI对流层NO_(2)柱浓度数据校正方法

数据质量是定量遥感研究的基础。最新型的大气环境卫星“哨兵-5P”搭载了对流层观测仪(tropospheric monitoring instrument,TROPOMI),目前TROPOMI的对流层NO_(2)数据尚缺乏有效校正方法。针对此问题,以中国大陆NO_(2)数据为例提出一种校正方法。首先,利用数据质量值(qa_value)对数据进行检索过滤;其次,采用基于伪不变特征值(pseudo-invariant features,PIF)的相对辐射校正、最大值合成(maximum value composites,MVC)去云以及箱型图法(boxplot method,BPM)过滤处理异常值;最后,将校正结果与地面实测数据进行对比评价。结果表明,通过一系列校正,“星-地”数据的相关性普遍提高,Pearson相关性提高了11%~70%,37.5%的样本显著性水平由P<0.05提高到P<0.01。该校正方法能够显著提高对流层NO_(2)数据的可靠性,可为大气NO_(2)定量遥感研究提供数据支撑。

四川省地面气象自动站观测数据质量分析与评估

利用经过质量控制的国家站和区域站逐小时气象观测资料,针对四川省资料一体化业务运行近5年的地面自动站数据质量进行分析与评估。结果表明:国家站数据质量整体呈优良水平,随着2020年4月四川省自动化观测的转变,可用率存在由高向低的显著突变,随后逐步上升。区域站数据质量低于国家站,但总体呈显著上升趋势。从季节变化看,导致可用率降低的主要原因为数据缺测,国家站可用率在汛期偏低而非汛期偏高,区域站则与之相反。从日变化看,区域站数据可用率在白天大于夜间,于17时达到峰值后直至凌晨均呈下降趋势。从空间分布看,四川盆地数据可用率最高,盆地西部与高原过渡区域数据可用率大多偏低。从区域站各要素质量看,风向风速可用率最高,降水可用率最低且各月波动较大,各要素缺测率相关性较好,主要是通讯故障或软件故障造成的整站资料缺测。总之,地面自动站质量存在显著的季节波动、日变化和空间分布特征,但整体上表现较为稳定且呈一定的上升趋势。

中继卫星地面站前向链路瞬时畸变信号抓取系统设计与实现

针对中继卫星地面站前向数传链路闪断,常规手段难以检测的问题,提出了基于多参量触发的瞬时畸变信号时域波形抓取方法,设计并实现了瞬时畸变信号抓取系统。结合地面站前向链路实际,设计了抓取系统应用模式,通过测试,验证了系统对链路瞬时畸变信号具有精确抓取能力,为前向链路闪断故障定位和机理分析提供了准确有效的数据支撑,有效解决了瞬时畸变信号的准确快速抓取问题,可应用于同类地面站上、下行链路设备的故障诊断。

地面气象观测场雷电防护及其防雷装置检测

文章以广东地区为例,首先介绍地面气象观测场的组成和工作原理,然后根据观测场的具体情况,依据防雷规范和广东地区防雷经验,结合雷电损坏观测设备的可能途径,分别从地网、供电、通信、屏蔽及综合布线、等电位及接地等方面介绍了雷电防护措施,最后针对防护措施给出相应的观测场防雷装置的检测要点。

多线程在无人机地面站软件飞行数据回放中的应用

无人机地面站软件是整个无人机系统的地面指挥控制中心,可以用来实时监测无人机状态信息,上传无人机任务命令。无人机结束飞行任务后,操作人员常需要通过数据回放对飞行数据进行分析。为满足回放数据读取与界面显示的高效衔接,提升系统资源的利用率和系统性能,需要在无人机地面站软件开发中引入多线程。文章分析了多线程技术的必要性和Qt中多线程的编程方法,给出了无人机地面站软件飞行数据回放模块框架,并利用Qt中的QThread类定义数据读取线程和界面显示线程,采用信号与槽连接两个线程,实现飞行数据的回放显示。

无人机地面控制站软件通用化研究

无人机地面控制站作为无人机系统的核心,主要功能包括任务规划、飞行监视与控制、任务载荷监视与控制、链路监视与控制、综合数据管理和情报分发等。经过多年建设,我国无人机地面控制站运用体系已初步形成,但仍然存在各型号无人机地面控制站不通用的问题。软件系统是地面控制站的核心,同样面临如何实现通用化的问题,通过分析地面控制站的软件通用化技术途径,利用“通用模块+专用模块”的设计思路,建立基于数据分发服务(DDS)的地面控制站软件架构,给出一种通用的软件模块划分方法。按照该种设计方法基本可以实现地面控制站软件通用化,再结合地面控制站硬件通用化设计,能够推动地面控制站通用化发展。

用GMS-5卫星资料结合地面资料联合估算水汽分布

利用ＧＭＳ－５卫星红外分裂窗通道和水汽通道结合探空资料反演晴空大气的水汽分布；同时利用探空资料建立地面水汽压和相对湿度与大气总水汽量的经验关系，通过带权插值生成淮河流域３００多个地面站经验关系式的系数矩阵，并利用地面站资料确定云天大气的水汽分布。最后，将两种方法进行融合，得到淮河流域全天候的水汽场分布。

基于综合优先度的卫星数传调度算法

研究了在地面站资源有限、数传任务急剧增多的情况下,合理分配资源以有效实现卫星数传任务的调度问题.首先建立了卫星数传任务模型和调度问题模型,提出了综合优先度的概念及其各个指标,对每个指标进行了详细分析.在此基础上,提出了一种基于综合优先度的卫星数传调度算法。仿真结果表明该算法能够取得较好的调度结果.

卫星数传调度模型研究

卫星数传调度问题是一个具有多时间窗口、多资源约束的优化问题。针对该问题,建立了卫星数传需求模型、任务模型和调度模型。在建模过程中,采用了框架模型形式,把问题中的主要约束封闭于每个数传任务中,这在降低调度模型复杂度的同时,也降低了调度算法设计难度。还提出了调度算法设计思想,并设计了一基于灵活度的调度算法。仿真表明,所建立的模型及算法对解决卫星数传调度问题是可行的。

基于多星联合侦察的卫星数传调度问题模型

基于多星联合侦察的卫星数传调度问题是研究如何为卫星数传任务中每个单数传任务分配地面资源及数传时间的问题,对该问题的模型进行了研究.首先建立了单数传任务模型及卫星数传任务模型;然后在此基础上建立了问题的约束满足优化模型,重点分析了问题的目标函数及主要约束条件;为了解决该问题,最后提出了一个基于双综合优先度的启发式调度算法,并通过实例验证了算法的有效性.研究成果实现了问题的形式化描述,并给出了一种有效的问题求解算法.

STK/Scheduler在卫星数传调度中的应用研究

卫星数传调度问题是一类复杂的组合优化问题,即如何为卫星数传任务分配地面资源的问题,它是当前航天领域需要重点研究的问题之一。STK/Scheduler模块是STK工具包中的调度模块,对外提供了二次开发功能。针对卫星数传调度问题,研究了STK/Scheduler模块在该问题中的应用。首先在分析问题的基础上建立了卫星数传任务模型和调度模型,然后对基于STK/Scheduler的卫星数传调度系统进行了设计。最后利用AFIT基准数据进行了验证,结果表明在卫星数传任务规模不太大的情况下,STK/Scheduler为卫星数传调度问题的求解提供了一条捷径。

2008年汶川M_S8.0地震前定点观测电磁异常回溯性分析

对2008年汶川M_S8.0地震周围定点台站观测的电磁异常的相关研究进行了简要的回顾分析,以期加深对汶川地震孕震过程中电磁异常的解读.震中周围8个地电阻率台站震前出现不同形态的异常变化,结合震后地电阻率变化形态分析,仅近邻地震破裂带的成都和江油台异常变化符合已有的地电阻率孕震异常机理.在4月24日和5月9日大致沿南北地震带出现两条南北走向的低点位移线,成都台地磁转换函数、谐波振幅比、帕金森矢量和垂直极化强度等主要反映了地下介质电性在震前出现的异常变化;断裂带附近的地电场和电磁扰动在震前出现波形畸变和能量增强,距离较远的西昌台阵和天祝—松山台阵内地电场也出现功率谱能量增加和裂隙渗透方位角扰动等短期异常现象,甚至沿龙门山断裂带NE方向1300km外的河北电磁扰动台网震前数月也出现自观测以来最大幅度的异常变化.

测点缺失对地表移动参数确定的影响

以一个规范的地表移动观测站完整的实测数据为基础，人为地缺失某些测点，用误差检验方法研究了部分测点缺失对地表移动规律和参数分析的影响，所得结论可使国内大量测点缺失的观测站恢复使用价值。本文还对观测站的设置方法提出了改进意见。

自动站地面气象观测数据文件维护与审核方法

随着地面气象探测自动化程度的提高和计算机程序处理数据技术的发展,地面气象观测数据文件维护已由原来人工抄写、统计转为程序进行数据处理,形成信息化资料;审核重点也转为对目测项目的合理性和数据质量分析、控制。文章对地面气象观测数据文件维护、审核的全过程进行了梳理和归纳,同时对备注类别、格式、用语等的规范问题以及在审核、维护地面气象观测数据文件过程中常见的缺测错误处理和备注内容混乱等问题进行了讨论,供广大探测业务人员参考,以期提高自动站地面气象观测数据文件质量。

无人机地面导航站系统的设计与实现

地面导航站是无人机地面控制站系统中负责存储和回放飞机航行记录,接收航拍图片,完成航迹规划等任务的重要组成部分;针对软件开发过程中存在的传输图像文件、读写数据库以及电子地图的二次开发等主要技术难点提出时间查询歧义避免算法等解决方法,经过联合调试,该系统已经实现了各预定功能,不仅有很强的通信实时性,而且表现出良好的可靠性。