卫星遥感资料DVB_S广播应用系统

卫星遥感资料DVB-S广播应用系统

边巴次仁

(高原大气环境科学研究所信息室,󰀁拉萨󰀁850001)

刘󰀁冲

(自治区气象局装备中心,󰀁拉萨󰀁850001)

摘󰀁要:2005年6月,高原大气环境科学研究所建成了DVB-S卫星遥感资料广播应用系统,该系统的建成,将极大的解决目前海量资料的共享难题,以较小的成本投入,最大限度地获得多颗遥感卫星资料,将使我们的卫星遥感资料的获取和应用迈上一个新的台阶。本文主要介绍了该系统建设的目的、总体结构、功能、软硬件等,为本地区环境和自然灾害监测等感兴趣的地县级用户业务投入提供了样板。关键词:DVB-S󰀁卫星数据卫星广播󰀁气象卫星资料中图分类号:TN938

1󰀁DVB-S系统介绍

DVB-S系统是基于国家卫星气象中心三站一中心覆盖全国范围的多颗遥感卫星资料的接收、处理、存档业务系统,采用国际上先进成熟并且已经成为工业化标准的技术󰀂󰀂󰀂卫星数字卫星广播(DVB-S)技术,建立规范的资料服务管理和用户管理体系,通过 亚洲4号!通信卫星12A转发器,为全国各行业用户提供高质量、高时效、高性价比的数据服务。

系统的主要目的是建设国家级的数据资料共享平台,克服单个接收站的重复建设和资源浪费,对于用户来讲可以以微小的成本投入,最大限度地获得多颗遥感、气象卫星的资料,以便于全国大力推广遥感、气象卫星资料的应用,使用户群体可以延伸到对本地区环境和自然灾害监测等感兴趣的地县级用户。这一DVB-S数据共享平台系统的建设将是充分发挥国家卫星气象中心国家级数据资料中心的作用,促进我国环境、气象卫星数据资料的广泛应用的一项重要举措。

目前DVB-S主要广播的遥感卫星资料主要有:中国FY-1D星、美国NOAA-16卫星、美国NOAA-17卫星、美国NOAA-18卫星、美国EOS/AM1卫星、美国EOS/PM1卫星以及FY-2C和MTSAT的原始数据和产品,并配置了用户端的资料接收以及各分系统的处理和应用软件。根据用户需要,可不断丰富广播数据的内容,对资料处理应用软件改进和完善。

系统运行后,成为国家卫星气象中心资料处理中心和各省、地、市、县用户联系的纽带。DVB-S可以提高信息传递时效,节约大量通信资源,将有利于国家

气象卫星中心的科研和应用成果更有效的在全国各地

发挥作用,促使国家卫星气象中心与各地方形成紧密型的业务管理体系和业务网络。因此,DVB-S将大大发挥国家卫星气象中心国家级系统的经济效益,将成为我国遥感资料应用现代化的一个重要里程碑。

2󰀁系统总体结构

系统总体结构站网由国家卫星气象中心三个地面站(北京、广州和乌鲁木齐)、中国气象局MODIS站和海洋三亚MODIS站组成,每天可以接收多颗国内外的气象/EOS遥感卫星资料,其覆盖范围可以包括整个东亚地区。资料处理中心和DVB广播系统设在国家气象中心,该资料处理中心每天对这多个地面站接收到的数据进行实时资料去重复,生成覆盖全国的0级数据极,然后通过DVB广播系统近实时向全国广播。国内任何地区的用户只要安装了DVB客户端的接收和资料处理软件就能近实时的获得这些数据,经过客户端软件系统处理成有实际用途的各种产品。

3󰀁系统功能

3󰀁1󰀁中心站系统

根据DVB系统设计的要求,要建设和配置数据广播系统中心站,中心站应该具备以下能力:获取、管理和存储向用户广播的各类数据资源;能够提供高速多媒体和数据卫星广播能力;能够实现播出管理、用户管理。

数据广播系统中心站由以下若干个子系统组成:DVB/IP多媒体生成子系统󰀂󰀂󰀂IP/DVB封装复用器;中频子系统󰀂󰀂󰀂DVB调制器;射频子系统󰀂󰀂󰀂射频室

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高原气象󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁∀科技#2008年10期(总第187期)

外单元、天线;网络管理系统(包括资源管理、播出管理、用户管理)。3󰀁2󰀁用户站系统

DVB-S用户站负责对主站广播的资料进行实时接收、对EOS数据按照时间序列对PDS数据集进行预处理,形成EOS/MODIS1B科学数据集(数据格式按照HDF规范),进行图像处理及各种应用产品处理,极轨气象卫星直接使用1A󰀁5数据,可以自动进行快视图像监视,生成用户预定的各种应用及灾害监测产品,可以进行各种用户需要的交互图像和产品处理,为决策部门和科研部门提供服务。

用户站具备以下功能:

(1)DVB-S用户站完成主站同时下发的大量多颗卫星数据的接收和存储;

(2)根据用户的使用需求可选择的接收系统转发的数据;

(3)携带多个后端分系统,依照类别对前端接收的数据可选择处理,生成各种产品。

3󰀁3󰀁传输系统

DVB-S传输系统用在11/12GHZ的固定卫星服务(FSS)和广播卫星服务(BBS)的波段上,它是传输多路标准清晰数字电视(SDTV)或高清晰度数字电视(HDTV)的信道编码和调制系统。3󰀁4󰀁调试方式

为了使数字信号在带通信中的传输,必须用数字信号对载波进行调试,在卫星数字传输中,四相移相键控(也称正交移相键控,QPSK)是目前最常用的一种调试方式,它具有较高的频谱利用率,较强的抗性,在电路实现上也较为简单。

+状态监视、结果统计、数据管理+压缩数据解压缩+作业调度信息日志

+分块的原始资料拼接

+磁盘或者磁盘阵列空间使用率监控+菜单栏、LCD数字时钟、CPU使用率监视+数据传输

4󰀁3󰀁后端资料处理应用软件

后端应用软件集成了极轨图像处理模块和EOS/MODIS图像处理模块,实现对用户赋予不同权限,具有对不同资料处理软件调用的控制,即实现软件功能的裁减。对于各卫星内部功能的裁减,由资料处理软件内部控制。

4󰀁4󰀁极轨气象卫星用户端系统

该系统主要包括图像处理和产品应用两部分,它的主要功能有:由接收到的1B文件通过各种投影方式生成局地文件(LDF,LocalDataFile),在LDF文件的基础上进行火灾、水体、积雪监测以及计算植被指数、地表、水体、云顶亮温等。除了本身所具有丰富的图像处理功能外,还能通过系统剪贴板把处理过的图像拷贝到其他的专业图像软件进行深加工、打印、或存为GIF,tif,fjpeg等格式的图形文件。4󰀁5󰀁EOS/MODIS资料处理

DVB-S用户站接收MODIS为1B级数据。MO󰀂DIS1B级数据共有三种分辨率,其中250米分辨率文件仅包括通道1和2通道数据,500米分辨率文件包含1至7通道的资料,1000米分辨率文件含有所有通道(1至36)的数据。通过EOS/MODIS用户端软件,生成各种投影局地文件(LD2格式,LocalDataVersion2),可在此基础上可以计算植被指数、地表亮温、进行火灾、水体、积雪、海冰监测等,同时此软件系统还具有丰富的图像处理功能和简单的数据库管理功能。

4󰀁系统的软件

4󰀁1󰀁专业软件系统

专业软件系统包含以下内容:

资源服务器管理软件业务数据采集软件发送时间表制作软件播出管理、用户管理软件资源管理软件

4󰀁2󰀁前端资料接收管理软件

前段资料接收管理系统软件包括:

+时间表管理+运行参数设置+实时资料接收+实时快视显示5󰀁系统的硬件

该系统的硬件部分主要包含:

5󰀁1󰀁抛物面天线󰀂󰀂󰀂1󰀁8米玻璃钢天线

5󰀁2󰀁低噪声放大器󰀂󰀂󰀂加拿大NORSAT-专业级LNB

5󰀁3󰀁线缆󰀂󰀂󰀂信号馈线

5󰀁4󰀁接收卡󰀂󰀂󰀂DVB数据接收卡(含接收机)5󰀁5󰀁计算机󰀂󰀂󰀂前段、后端5󰀁6󰀁显示器󰀂󰀂󰀂前段、后端

编校󰀁陈莎莎