HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)綜述

蔣興偉，林明森，張有廣

（國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心，北京 100081）

HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)綜述

蔣興偉，林明森，張有廣

（國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心，北京 100081）

海洋二號（HY-2）衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)是HY-2衛(wèi)星工程五大系統(tǒng)之一，具備HY-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收、處理、定標(biāo)和驗證以及數(shù)據(jù)應(yīng)用等功能。HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)具備穩(wěn)定可靠運行的衛(wèi)星接收系統(tǒng)，接收我國南海、東海、黃海、渤海及東北亞周邊海域的實時數(shù)據(jù)；建設(shè)了包括多星運行計劃管理、接收預(yù)處理、精密定軌、運控通信、數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品存檔及分發(fā)服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用在內(nèi)的HY-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理中心，每天處理海洋動力環(huán)境產(chǎn)品并向國內(nèi)外用戶提供數(shù)據(jù)分發(fā)及應(yīng)用服務(wù)。為了全面的介紹HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)，本文分別對地面應(yīng)用系統(tǒng)中主要分系統(tǒng)的組成、功能和業(yè)務(wù)流程等進行了綜述。

HY-2衛(wèi)星；地面應(yīng)用系統(tǒng)；組成；功能；工作流程

1 前言

海洋二號（HY-2）衛(wèi)星是我國第一顆海洋動力環(huán)境探測衛(wèi)星，主要應(yīng)用目標(biāo)是監(jiān)測和探測全球海洋動力環(huán)境參數(shù)，包括海面風(fēng)場、海面高度場、浪場、海流、海上風(fēng)暴、潮汐、海洋重力場、大洋環(huán)流和海表溫度場等重要的海洋參數(shù)，是海洋開發(fā)、利用、防災(zāi)減災(zāi)的重要監(jiān)測、探測手段，填補了我國海洋動力環(huán)境衛(wèi)星監(jiān)測的技術(shù)空白，可直接為國民經(jīng)濟建設(shè)、災(zāi)害性海況預(yù)警、預(yù)報服務(wù)，為海洋科學(xué)研究、全球氣候變化提供實測數(shù)據(jù)[1]。

HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)是HY-2衛(wèi)星工程五大系統(tǒng)之一，具備HY-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收、處理、定標(biāo)和驗證，以及數(shù)據(jù)應(yīng)用等功能。HY-2衛(wèi)星的地面應(yīng)用系統(tǒng)建立了穩(wěn)定可靠運行的HY-2衛(wèi)星接收系統(tǒng)，接收我國南海、東海、黃海、渤海及東北亞周邊海域的實時數(shù)據(jù)；建設(shè)了包括多星運行計劃管理、接收預(yù)處理、精密定軌、運控通信、數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品存檔及分發(fā)服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用在內(nèi)的HY-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理中心，每天處理海洋動力環(huán)境產(chǎn)品并向國內(nèi)外用戶提供數(shù)據(jù)分發(fā)及應(yīng)用服務(wù)。本文將對HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)的組成、功能及業(yè)務(wù)運行流程等方面分別進行介紹。

2 地面應(yīng)用系統(tǒng)概述

2.1 系統(tǒng)組成和功能

HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)由接收預(yù)處理、資料處理、精密定軌、運控通信、輻射校正與真實性檢驗、產(chǎn)品存檔與分發(fā)及業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)組成[1]（見圖1）。

通過HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，可長期連續(xù)穩(wěn)定地獲取我國管轄海域、周邊海域、極地及熱點海域的全天時、全天候動態(tài)的全球海洋動力環(huán)境信息，為海洋災(zāi)害與環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、資源開發(fā)與保護、海洋權(quán)益維護、國民經(jīng)濟和可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供服務(wù)。為了滿足海洋各領(lǐng)域的應(yīng)用需求，HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)具備下述功能[2]。

圖1 HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)組成框圖Fig.1 The structure of HY-2 satellite ground application system

1）按預(yù)定時間完成衛(wèi)星軌道預(yù)報，制訂HY-2等衛(wèi)星探測計劃，生成并傳輸衛(wèi)星遙控指令。

2）實時接收HY-2衛(wèi)星動力環(huán)境、監(jiān)視監(jiān)測遙感載荷探測的下行遙感數(shù)據(jù)，并對接收資料的質(zhì)量具有動態(tài)監(jiān)視能力。同時具備HY-1B衛(wèi)星水色環(huán)境和有效載荷在軌運行狀態(tài)下行數(shù)據(jù)的備份能力。

3）具有厘米量級的精密定軌數(shù)據(jù)處理能力。

4）建立與法國太空總署（CNES）下屬多普勒雷達和無線電定位組合系統(tǒng)（DORIS）數(shù)據(jù)處理中心的互聯(lián)網(wǎng)鏈接，實現(xiàn)DORIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和精密定軌結(jié)果的實時傳輸。

5）具有獲取國際激光觀測網(wǎng)數(shù)據(jù)的能力。

6）由衛(wèi)星資料預(yù)處理生成經(jīng)過地理定位、輻射校正的1級產(chǎn)品。

7）基于國內(nèi)外已有算法及算法研發(fā)成果，由衛(wèi)星資料處理生成定量化的海洋動力環(huán)境及監(jiān)測要素的2、3級產(chǎn)品，并制作各類圖像、圖形等專題產(chǎn)品。

8）對星上各類遙感載荷進行輻射校正，對遙感反演結(jié)果進行真實性檢驗。

9）實現(xiàn)接收站、測控站之間的通信聯(lián)系，并建立全系統(tǒng)運行的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

10）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的時間統(tǒng)一、作業(yè)運行和指揮調(diào)度，統(tǒng)計分析系統(tǒng)運行的質(zhì)量狀況，遇有異?；蛲话l(fā)事件，及時組織排障，保持全系統(tǒng)正常運行。

11）基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和文件管理系統(tǒng)，建立系列衛(wèi)星產(chǎn)品存檔與分發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品信息的遠(yuǎn)程查詢和檢索，對用戶提供數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)。

12）建立業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)，為全國海洋用戶服務(wù)。

2.2 主要技術(shù)指標(biāo)

HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)是衛(wèi)星工程中的五大系統(tǒng)之一。整個衛(wèi)星任務(wù)最終的成敗和效益的發(fā)揮都取決于地面系統(tǒng)是否正常運行和是否達到了技術(shù)要求。HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如下。

1）具有穩(wěn)定可靠運行的地面接收系統(tǒng)。

2）建立一個包括衛(wèi)星載荷探測計劃控制、多星運行管理、數(shù)據(jù)實時通信傳輸、數(shù)據(jù)預(yù)處理、多種產(chǎn)品制作、大容量存檔、快速網(wǎng)絡(luò)分發(fā)等功能完善、性能穩(wěn)定、連續(xù)高效的數(shù)據(jù)處理中心，提高服務(wù)能力與業(yè)務(wù)水平。

3）實現(xiàn)我國海上微波遙感定標(biāo)試驗/檢驗，滿足衛(wèi)星在軌數(shù)據(jù)定標(biāo)和數(shù)據(jù)真實性檢驗的需要，提高產(chǎn)品定量化精度。

4）建成海洋動力環(huán)境信息提取、應(yīng)用與監(jiān)測業(yè)務(wù)化應(yīng)用系統(tǒng)和綜合服務(wù)系統(tǒng)。

5）全系統(tǒng)要達到全年每天24 h連續(xù)業(yè)務(wù)化運行，系統(tǒng)可靠性要求達到99.6%。

6）整個系統(tǒng)要求實用、穩(wěn)定、可靠、先進高效，滿足業(yè)務(wù)化自動運行。

3 主要分系統(tǒng)功能組成和工作流程

3.1 接收預(yù)處理分系統(tǒng)

3.1.1 分系統(tǒng)組成

HY-2衛(wèi)星接收預(yù)處理分系統(tǒng)由3個HY-2衛(wèi)星地面接收站和1個HY-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)構(gòu)成。各地面站承擔(dān)HY-2衛(wèi)星下傳實時數(shù)據(jù)和延時數(shù)據(jù)的接收。預(yù)處理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)各地面站接收的HY-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)的預(yù)處理，并生成0、1級產(chǎn)品。異地站接收的數(shù)據(jù)，通過運控通信分系統(tǒng)傳到預(yù)處理子系統(tǒng)處理。接收預(yù)處理分系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 接收預(yù)處理分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 The structure of receiving and preprocessing subsystem

3.1.2 主要功能

1）接收HY-2衛(wèi)星X頻段下傳的掃描微波輻射計、微波散射計、雷達高度計、校正微波輻射計、星載全球定位系統(tǒng)（GPS）數(shù)據(jù)和其他輔助數(shù)據(jù)。

2）兼容接收部分國內(nèi)外海洋氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并實時顯示。

3）對接收的多種衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，生成L0級和L1級產(chǎn)品，同時要對傳感器覆蓋范圍生成投影圖。

4）對HY-2衛(wèi)星數(shù)傳下行的衛(wèi)星狀態(tài)信息進行分析處理，對星載傳感器狀態(tài)信息進行分析處理，自動生成傳感器和衛(wèi)星狀態(tài)報告。

5）自動生成系統(tǒng)運行報告。

6）能夠進行歷史數(shù)據(jù)重處理，原始數(shù)據(jù)查詢管理，短期數(shù)據(jù)在線存儲等。

3.1.3 工作流程

分系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)計劃完成衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收和記錄以及快視任務(wù)，具體流程如圖3所示。同時，分系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度指令進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，完成L0級、L1級產(chǎn)品的生成，主要包括產(chǎn)品的定標(biāo)、定位以及運行報告的生成，具體流程如圖4所示。

3.2 資料處理分系統(tǒng)

3.2.1 分系統(tǒng)組成

HY-2衛(wèi)星資料處理分系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。資料處理分系統(tǒng)硬件組成如圖5所示。

圖3 地面站數(shù)據(jù)接收工作流程Fig.3 The work flow of ground station

圖4 預(yù)處理工作流程Fig.4 The work flow of data preprossing

資料處理分系統(tǒng)軟件系統(tǒng)建設(shè)的核心內(nèi)容是資料處理專用軟件的開發(fā)。HY-2衛(wèi)星資料處理專用軟件按載荷可以劃分為4個主要功能模塊或子系統(tǒng)，即雷達高度計數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、校正微波輻射計數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、微波輻射計數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和微波散射計數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)分別負(fù)責(zé)處理其對應(yīng)的有效載荷獲取的遙感數(shù)據(jù)，并生成相應(yīng)的L2、L3級數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

圖5 資料處理分系統(tǒng)硬件組成Fig.5 The hardware structure of data processing subsystem

3.2.2 主要功能

HY-2衛(wèi)星資料處理分系統(tǒng)具有5項主要功能，具體功能如下。

1）接收運控子系統(tǒng)的調(diào)度指令，執(zhí)行相應(yīng)的操作處理，返回處理情況信息和文件列表。

2）獲取接收預(yù)處理分系統(tǒng)生成的輻射定標(biāo)和地理定位后的L1B級數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

3）接收來自精密定軌分系統(tǒng)的中等精度軌道星歷（medium accuracy orbit ephemeris，MOE）和精密軌道星歷（precise orbit ephemeris，POE）數(shù)據(jù)，并向其輸入高度計L2級產(chǎn)品。

4）獲取資料處理過程中所需要的外部輔助數(shù)據(jù)。

5）利用4個有效載荷資料處理算法和輔助數(shù)據(jù)，分別生成相應(yīng)的L2、L3級數(shù)據(jù)產(chǎn)品，供產(chǎn)品存檔與分發(fā)分系統(tǒng)調(diào)用。

3.2.3 工作流程

資料處理分系統(tǒng)基于國內(nèi)外已有算法及算法研發(fā)成果，生成定量化的海洋動力環(huán)境監(jiān)測要素的L2、L3級產(chǎn)品，并制作各類圖像、圖形等專題產(chǎn)品。其主要業(yè)務(wù)流程是以接收預(yù)處理、精密定軌等分系統(tǒng)提供的L1級產(chǎn)品作為輸入，并配合其他的輸入輔助數(shù)據(jù)，通過海面高度、有效波高、海面風(fēng)速、大氣水汽含量、云中液態(tài)水、海冰、海面風(fēng)矢量和海面溫度等參數(shù)反演算法，生產(chǎn)HY-2衛(wèi)星的L2、L3級資料產(chǎn)品，其工作流程如圖6所示。

圖6 資料處理分系統(tǒng)工作流程Fig.6 The work flow of data processing subsystem

3.3 精密定軌分系統(tǒng)

3.3.1 分系統(tǒng)組成

HY-2衛(wèi)星作為我國海洋監(jiān)測網(wǎng)的重要組成部分，將載有雷達高度計、雷達散射計和微波輻射計以及國產(chǎn)雙頻GPS接收機、DORIS接收機、激光反射棱鏡等設(shè)備，精密軌道計算結(jié)果直接影響雷達高度計的海面高度計算精度，HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)中的精密定軌分系統(tǒng)主要使用星上雙頻GPS數(shù)據(jù)，星上DORIS數(shù)據(jù)及全球激光觀測數(shù)據(jù)進行衛(wèi)星軌道確定。精密定軌分系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖如圖7所示，整個系統(tǒng)包含5個子系統(tǒng)：GPS觀測資料支撐子系統(tǒng)，激光觀測資料支撐子系統(tǒng)，DORIS觀測資料支撐子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸交換子系統(tǒng)和精密軌道計算子系統(tǒng)。

3.3.2 主要功能

HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)精密定軌分系統(tǒng)主要功能如下。

1）與精密定軌相關(guān)的0A級數(shù)據(jù)解包預(yù)處理功能。

2）雙頻GPS一級產(chǎn)品RINEX 2.2格式數(shù)據(jù)生成功能。

圖7 精密定軌分系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig.7 The structure of precise orbit determination subsystem

3）中法HY-2衛(wèi)星地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸交換功能。

4）精密軌道計算所需各種數(shù)據(jù)文件的收集準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)管理功能。

5）衛(wèi)星軌道計算功能。

6）高度計交叉點數(shù)據(jù)處理功能。

7）軌道精度內(nèi)、外部驗證功能。

8）軌道數(shù)據(jù)插值和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能。

3.3.3 工作流程

分系統(tǒng)自動從HY-2共享盤陣獲取HY-2衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)，對原始數(shù)據(jù)進行解包，同時將解包后的衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、DORIS遙測數(shù)據(jù)存儲在精密定軌盤陣；從HY-2共享盤陣獲取的高度計和校正微波輻射計產(chǎn)品存儲在精密定軌盤陣；解包后的衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、DORIS遙測數(shù)據(jù)通過物理網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的交互后，通過數(shù)據(jù)交換服務(wù)器傳給法國CNES。法國將生成的DORIS RINEX3.0格式的產(chǎn)品以及MOE和POE產(chǎn)品通過數(shù)據(jù)交換服務(wù)器再傳送給NSOAS。精密定軌需要輸入的GPS數(shù)據(jù)、激光數(shù)據(jù)以及其他需要更新的輔助輸入數(shù)據(jù)通過外網(wǎng)下載更新后，經(jīng)數(shù)據(jù)收集服務(wù)器傳送到精密定軌內(nèi)網(wǎng)盤陣。國內(nèi)激光站的數(shù)據(jù)修正以及軌道預(yù)報通過數(shù)據(jù)交換服務(wù)器傳送到衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)精密定軌盤陣，衛(wèi)星軌道機動文件通過數(shù)據(jù)交換服務(wù)器傳送到國際激光網(wǎng)以及國內(nèi)激光站。精密定軌計算軟件通過輪詢獲取需要的輸入數(shù)據(jù)進行精密定軌計算，同時將輸出產(chǎn)品存儲于精密定軌盤陣。精密定軌基本流程如圖8所示。

圖8 精密定軌基本流程圖Fig.8 The work flow of precise orbit determination

3.4 產(chǎn)品存檔與分發(fā)分系統(tǒng)

3.4.1 分系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由產(chǎn)品存檔和資料分發(fā)兩個子系統(tǒng)構(gòu)成，為了保證數(shù)據(jù)的安全性，產(chǎn)品存檔和資料分發(fā)子系統(tǒng)采用網(wǎng)閘隔離的方式。存檔子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 存檔子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.9 The structure of archiving subsystem

分發(fā)子系統(tǒng)基于產(chǎn)品庫和產(chǎn)品信息庫，建立用戶查詢檢索、訂單管理和客戶管理的方法，并根據(jù)用戶需求，從存檔產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)資料進行相應(yīng)的加工，通過內(nèi)部局域網(wǎng)、人工方式或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（E-mail或FTP）將產(chǎn)品分發(fā)給用戶，同時更新用戶數(shù)據(jù)庫的用戶服務(wù)記錄。產(chǎn)品分發(fā)子系統(tǒng)還具有制作各類介質(zhì)產(chǎn)品（磁/光介質(zhì)及影像產(chǎn)品）的能力，以滿足不同用戶的需求。分發(fā)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10所示。

3.4.2 工作流程

產(chǎn)品存檔的主要業(yè)務(wù)流程是：先從接收分系統(tǒng)獲取原始數(shù)據(jù)、L0級產(chǎn)品數(shù)據(jù)及1級產(chǎn)品數(shù)據(jù)、從資料處理分系統(tǒng)獲取L2、L3級產(chǎn)品、元數(shù)據(jù)文件及對應(yīng)的產(chǎn)品快視圖，從應(yīng)用示范分系統(tǒng)獲取L3級產(chǎn)品、元數(shù)據(jù)文件及對應(yīng)的產(chǎn)品快視圖加載至產(chǎn)品庫、產(chǎn)品影像庫和產(chǎn)品信息庫，同時將原始數(shù)據(jù)和L0～L3級數(shù)據(jù)產(chǎn)品保存在二級磁盤和三級磁盤上，供分發(fā)子系統(tǒng)調(diào)用。

圖10 分發(fā)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.10 The structure of distributing subsystem

產(chǎn)品分發(fā)的主要工作流程是：通過物理網(wǎng)閘將各級產(chǎn)品的元數(shù)據(jù)文件及對應(yīng)的產(chǎn)品快視圖放在外網(wǎng)中，通過數(shù)據(jù)接入子系統(tǒng)自動生成外網(wǎng)產(chǎn)品信息檢索數(shù)據(jù)庫及產(chǎn)品影像庫，建立用戶查詢檢索子系統(tǒng)、訂單管理子系統(tǒng)和客戶管理子系統(tǒng)，根據(jù)用戶查詢檢索形成的訂單文件，通過分發(fā)處理接口子系統(tǒng)在內(nèi)網(wǎng)的存檔產(chǎn)品庫自動獲取相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并在內(nèi)網(wǎng)根據(jù)用戶需求進行相應(yīng)的加工處理后，形成介質(zhì)產(chǎn)品(磁/光介質(zhì))，然后通過人工郵寄方式或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（E-mail或FTP）將產(chǎn)品分發(fā)給用戶，同時更新用戶數(shù)據(jù)庫的用戶服務(wù)記錄。產(chǎn)品存檔與分發(fā)分系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如圖11所示。

3.4.3 主要功能

子系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)需要，將HY-2衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)及各級產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件進行統(tǒng)一的自動存檔管理，自動生成分類的產(chǎn)品庫和產(chǎn)品信息庫。內(nèi)部工作人員通過存檔服務(wù)平臺，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的查找定位及獲取。通過訂單處理服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)向固定、授權(quán)用戶進行產(chǎn)品分發(fā)。通過訪問面向廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)查詢檢索服務(wù)系統(tǒng)，外部網(wǎng)絡(luò)用戶可以及時了解存檔數(shù)據(jù)產(chǎn)品狀況，以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量等相關(guān)服務(wù)信息；通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)訂購服務(wù)來提交產(chǎn)品數(shù)據(jù)申請；通過影像下載服務(wù)，可以免費獲取期望的影像文件（僅供瀏覽和一般應(yīng)用）。

3.5 業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)

3.5.1 分系統(tǒng)組成

HY-2衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)由硬件及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、商業(yè)軟件和自主開發(fā)的6個業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)4部分組成。HY-2衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖如圖12所示。

圖11 產(chǎn)品存檔與分發(fā)分系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖Fig.11 The work flow of archiving and distributing subsystem

圖12 業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖Fig.12 The structure of application subsystem

業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)由海平面上升輔助決策子系統(tǒng)、海洋風(fēng)暴潮監(jiān)測應(yīng)用子系統(tǒng)、海冰監(jiān)測預(yù)報子系統(tǒng)、海洋重力場應(yīng)用子系統(tǒng)、海氣相互作用應(yīng)用子系統(tǒng)和大洋漁業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)6個子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)軟件根據(jù)各子系統(tǒng)的不同研究內(nèi)容和功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用成果的Web發(fā)布等功能。

3.5.2 主要功能

業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)主要包括以下3方面的功能。

1）提供海洋動力環(huán)境信息產(chǎn)品。通過建立海平面上升輔助決策、風(fēng)暴潮監(jiān)測、海冰監(jiān)測、海洋重力場應(yīng)用、海氣相互作用應(yīng)用和大洋漁場業(yè)務(wù)應(yīng)用6個應(yīng)用子系統(tǒng)，全面開展HY-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用工作，生產(chǎn)制作相應(yīng)的監(jiān)測、預(yù)報和評價等HY-2衛(wèi)星L4應(yīng)用產(chǎn)品，滿足我國海洋管理、海洋環(huán)境預(yù)報、海洋災(zāi)害監(jiān)測、海洋公益服務(wù)、海洋安全和海洋科學(xué)研究等各方面的信息需求。

2）開展HY-2衛(wèi)星產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量的應(yīng)用評價。業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)是地面應(yīng)用系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，也是HY-2衛(wèi)星成果的主要展示窗口之一，其應(yīng)用效果受到前端各分系統(tǒng)的影響，同時也能對前端產(chǎn)品質(zhì)量進行評價。業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)將應(yīng)用評價結(jié)果反饋給數(shù)據(jù)預(yù)處理、定標(biāo)與真實性檢驗以及資料處理等分系統(tǒng)，進而保障衛(wèi)星產(chǎn)品質(zhì)量的科學(xué)性和可靠性。

3）展示HY-2衛(wèi)星的應(yīng)用能力，并進一步挖掘HY-2衛(wèi)星的應(yīng)用潛能。

3.5.3 工作流程

業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)通過獲取HY-2衛(wèi)星的L2級和L3級產(chǎn)品，結(jié)合其他輔助數(shù)據(jù)作為業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)的輸入；經(jīng)過質(zhì)量控制等預(yù)處理后，分別進入業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)的6個子系統(tǒng)（海平面上升輔助決策子系統(tǒng)、海洋重力場應(yīng)用子系統(tǒng)、海冰監(jiān)測預(yù)報子系統(tǒng)、海氣相互作用應(yīng)用子系統(tǒng)、大洋漁業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)和風(fēng)暴潮監(jiān)測應(yīng)用子系統(tǒng)）進行相關(guān)處理，生成HY-2衛(wèi)星L4級產(chǎn)品；對HY-2衛(wèi)星L4級產(chǎn)品進行專題產(chǎn)品圖制作，生成相應(yīng)產(chǎn)品的專題產(chǎn)品圖；L4級產(chǎn)品和專題產(chǎn)品圖通過數(shù)據(jù)接口在產(chǎn)品存檔與分發(fā)分系統(tǒng)中進行存檔與分發(fā)；同時根據(jù)HY-2衛(wèi)星L4級產(chǎn)品和產(chǎn)品專題圖的應(yīng)用效果對其進行精度和應(yīng)用能力評價。業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)工作流程如圖13所示。

4 結(jié)語

HY-2衛(wèi)星是我國第一顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星，2011年8月16日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心由長征四號火箭成功發(fā)射。HY-2衛(wèi)星搭載雷達高度計、微波散射計和掃描微波輻射計3個主載荷，能夠全天時、全天候獲取包括海面風(fēng)場、浪高、海流、海溫等多種海洋動力環(huán)境參數(shù)，直接為災(zāi)害性海況預(yù)警預(yù)報提供實測數(shù)據(jù)，并為海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋權(quán)益維護、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護及海洋科學(xué)研究等提供支撐服務(wù)。HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)在衛(wèi)星經(jīng)濟和社會效益的發(fā)揮方面起了重要作 用，自衛(wèi)星發(fā)射至今地面應(yīng)用系統(tǒng)的各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，已進入業(yè)務(wù)化運行階段。截至目前HY-2衛(wèi)星已在軌運行2年4個月，地面應(yīng)用系統(tǒng)持續(xù)向國內(nèi)外海洋管理部門、科研院所和航天部門等用戶單位提供了數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品已逐步在海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋環(huán)境預(yù)報、海洋資源開發(fā)、海洋科學(xué)研究及國際合作等領(lǐng)域發(fā)揮了顯著作用，取得了極大的社會和經(jīng)濟效益[3]。

圖13 業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)工作流程Fig.13 The work flow of application subsystem

[1]蔣興偉，林明森.海洋動力環(huán)境衛(wèi)星基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用[M].北京：海洋出版社，2013.

[2]蔣興偉.2013年中國海洋衛(wèi)星應(yīng)用報告[R].北京：國家海洋局，2013.

[3]Jiang Xingwei，Lin Mingsen.Ocean observation from Haiyang Satellites：2012-2014[R].Space science activities in china national report，2013.

An overview of HY-2 satellite ground application system

Jiang Xingwei，Lin Mingsen，Zhang Youguang

(National Satellite Ocean Application Service，Beijing 100081，China)

The HY-2 satellite ground application system is one of five HY-2 satellite project systems，which has the function of satellite data receiving，processing，calibration and validation，and data application etc.HY-2 satellite ground application system has steady receving system，which can receving real time data in the waters around China.In addition，it has some subsystem，such as data preprocessing，processing，precise orbit determination，data archiving and distribution，data application etc.，which can processe all level data of the HY-2 satellite and distribute to user every day.In this paper，it is shown an overview of HY-2 satellite ground application system and an introduction to some main subsystem of HY-2 satellite ground application system，such as subsystem structure，function and operational flow etc.

HY-2satellite；ground application system；system structure；function；work flow

P711

A

1009-1742（2014）06-0004-09

2014-04-09

海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目“自主海洋動力環(huán)境衛(wèi)星微波遙感處理技術(shù)研究示范”（201105032）

張有廣，1971年出生，男，山東濟南市人，研究員，博士，主要從事海洋遙感研究；E-mail：zhangyouguang@mail.nsoas.gov.cn