衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播在氣象中的綜合應(yīng)用

衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播在氣象中的綜合應(yīng)用
    9210工程，即衛(wèi)星氣象信息綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)工程，1995年建成業(yè)務(wù)試驗(yàn)系統(tǒng)，包括設(shè)
在國家氣象中心的衛(wèi)星主站，湖北和山西的2個(gè)省級(jí)站、7個(gè)地淹）組站，開始用廣播與凋用
相結(jié)合的方式，向地方傳送氣象資料。工程于1998年完成全國布點(diǎn)和應(yīng)用軟件的開發(fā)安裝，
投入準(zhǔn)業(yè)務(wù)運(yùn)行。同時(shí)開發(fā)建成了具有多媒體功能的PCVSAT高速（2MbPs）數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)。
通過實(shí)際運(yùn)行使用表明，PCVSAT數(shù)據(jù)廣播接收速度高、接收到氣象資料的時(shí)效快、穩(wěn)定可靠、
操作簡單易用、成本低，得到全國各級(jí)氣象臺(tái)站的一致好評(píng)。因此，進(jìn)一步把PCVSAT數(shù)據(jù)
（單向）廣播與衛(wèi)星（雙向）數(shù)據(jù)網(wǎng)相結(jié)合，與衛(wèi)星電話會(huì)議系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成了多種應(yīng)用
環(huán)境，使系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)一步發(fā)揮了效益。
一、氣象通信的特點(diǎn)
    氣象臺(tái)站的高度分散和氣象情報(bào)使用上的高度集中，是氣象通信的顯著特點(diǎn)。因此，氣
象通信必須作到迅速、準(zhǔn)確、連續(xù)、完整。既要把各種氣象情報(bào)迅速收集、匯總，又要將收
集、匯總的各種氣象情報(bào)，很快地傳輸給國內(nèi)各級(jí)氣象臺(tái)站和有關(guān)部門使用，一部分氣象情
報(bào)還要參與國際間的交換。
    1．實(shí)時(shí)性強(qiáng)、時(shí)效要求高
    每天通過電視、無線廣播等，發(fā)布天氣預(yù)報(bào)的時(shí)間是固定的，因此，必須在規(guī)定的時(shí)限
內(nèi)，把制作預(yù)報(bào)所需的各類氣象情報(bào)收集起來，然后將各種預(yù)報(bào)發(fā)送出去。
    2．集中性
    全球氣象定時(shí)觀測的時(shí)間是統(tǒng)一的，收集、匯總天氣實(shí)況資料越快，留給分析預(yù)報(bào)的時(shí)
間就越充裕，以保證預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。所以，要求在氣象觀測后的15分鐘內(nèi)，必須收集完全國
的實(shí)況天氣觀測資料。
    3．突發(fā)性
    計(jì)算機(jī)制作的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品，在1個(gè)小時(shí)內(nèi)將生成上百兆，甚至幾百兆字節(jié)的資料。
    4．種類多
    常規(guī)觀測資料，有高空、地面、船舶等；非常規(guī)觀測資料，有飛機(jī)、衛(wèi)星、雷達(dá)、火箭
觀測等。資料格式，有數(shù)據(jù)、圖形、圖像、文字、聲音、視頻等。
    5．非對(duì)稱性
    上行資料量小。上行，是指國內(nèi)各級(jí)地方臺(tái)站向國家氣象信息主站，傳送的天氣實(shí)況觀
測資料、區(qū)域中心和省氣象臺(tái)制作的本地區(qū)天氣預(yù)報(bào)指導(dǎo)產(chǎn)品，目前每天有數(shù)十兆。
    下行資料量大。下行是指由國家氣象信息主站向地方各級(jí)氣象臺(tái)站和有關(guān)部門傳送資料，
主要有全球天氣實(shí)況觀測資料、中央氣象臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)指導(dǎo)產(chǎn)品、國內(nèi)外計(jì)算機(jī)數(shù)值天氣預(yù)
報(bào)產(chǎn)品、傳真圖、雷達(dá)、衛(wèi)星云圖，以及全部上行資料，每天資料有幾百兆，甚至上千兆。
二．建立衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播綜合應(yīng)用的基礎(chǔ)
    1．衛(wèi)星氣象信息綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)工程，1998年建成投入準(zhǔn)業(yè)務(wù)運(yùn)行。系統(tǒng)工程包括，
在地（市）級(jí)以上，建成了350多個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)站和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫及氣象信息
分析處理系統(tǒng)；建成了350多個(gè)衛(wèi)星話音站和相應(yīng)的程控交換機(jī)系統(tǒng)。
    2．1998年基于IP的PCVSAT高速（2MbPs）數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，完成了開發(fā)、試驗(yàn)和測試驗(yàn)收，
并在全國范圍，先地（市）后到縣站，進(jìn)行了大規(guī)模的布點(diǎn)安裝PCVSAT接收系統(tǒng)，氣象部門
安裝了近2000套。
    3．衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)的運(yùn)行情況：衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)配置，出向信道2個(gè)512kbps（1用1備）；入向信
道8個(gè)128kbps（6用2備）、3個(gè)64kbps（2用1備）。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，512kbPs出向分組廣播接
收的有效數(shù)據(jù)速度效率只有14％。
    4、PCVSAT數(shù)據(jù)廣播接收系統(tǒng)：廣播總速度為2Mbps，可分為256個(gè)信道，每個(gè)信道的速
度可按需要指定，且有8個(gè)優(yōu)先級(jí)，按統(tǒng)計(jì)復(fù)用分配速度，可定時(shí)重播，重播間隔時(shí)間和次
數(shù)均可指定。其廣播接收的有效數(shù)據(jù)速度效率平均達(dá)90％。
三．衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播的綜合應(yīng)用
    在建成了衛(wèi)星數(shù)據(jù)（雙向）網(wǎng)、PCVSAT數(shù)據(jù)（單向）廣播系統(tǒng)后，根據(jù)兩系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)
行效果和氣象通信的特點(diǎn)，修改了原來的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擴(kuò)展了系統(tǒng)的功能，將兩個(gè)系統(tǒng)有機(jī)的
結(jié)合起來，綜合應(yīng)用。
    1．高速單向廣播與雙向衛(wèi)星系統(tǒng)相結(jié)合
    基于IP的高速PCVSAT單向數(shù)據(jù)廣播與雙向衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)合，構(gòu)成外交互式的點(diǎn)播系統(tǒng)。
每天大量下行氣象資料，由高速PCVSAT單向廣播承擔(dān)。雙向系統(tǒng)只承擔(dān)量小、重要的基本觀
測資料的廣播，而主要承擔(dān)上行資料的收集、請(qǐng)求單向重播、重要資料的調(diào)用、備用電路的
啟動(dòng)和全系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視控制。
    2．PCVSAT數(shù)據(jù)廣播與衛(wèi)星話音結(jié)合
    利用 PCVSAT數(shù)據(jù)廣播的多媒體廣播功能與衛(wèi)星話音網(wǎng)的電話會(huì)議功能相結(jié)合，
    組成電視會(huì)議系統(tǒng)。主會(huì)場的實(shí)況，經(jīng)攝像進(jìn)行多媒體廣播。分會(huì)場經(jīng)過PCVSAT接收站
的多媒體解壓卡解壓，可在計(jì)算機(jī)屏幕或在電視機(jī)上收看。分會(huì)場的發(fā)言，用衛(wèi)星電話會(huì)議
系統(tǒng)進(jìn)行。
    3．遠(yuǎn)程天氣預(yù)報(bào)會(huì)商
    在關(guān)鍵性災(zāi)害性天氣的時(shí)候，利用衛(wèi)星電視會(huì)議系統(tǒng)功能，省氣象臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)員，同
具有人才齊集、技術(shù)裝備先進(jìn)未口資料豐富的中央氣象臺(tái)進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)會(huì)商。
四．系統(tǒng)特點(diǎn)和效益
    隨著工程的進(jìn)展，技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)際運(yùn)行的檢驗(yàn)，適時(shí)地拓展系統(tǒng)的功能，現(xiàn)在建成的
中國氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是將衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播、衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)、衛(wèi)星話音網(wǎng)融為一體，采用計(jì)算
機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，組成的綜合氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)具有以下突出特點(diǎn)：
    1．高可靠性
    重要資料有 PCVSAT數(shù)據(jù)廣播和衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)雙重廣播保證；PCVSAT定時(shí)重播進(jìn)一步保證
了數(shù)據(jù)可靠接收；自動(dòng)和手工點(diǎn)播，以及由雙向系統(tǒng)調(diào)用等多種途徑獲取所需資料，確保數(shù)
據(jù)萬無一失；地面公用電路作為備用電路，主站配有雙重冗余設(shè)備，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
    2．高速
    PCVSAT數(shù)據(jù)廣播速度達(dá)2MbpS。
    3．高效
    PCVSAT數(shù)據(jù)廣播正確接收速度效率平均達(dá)90％；衛(wèi)星（雙向）數(shù)據(jù)網(wǎng)只承擔(dān)少量數(shù)據(jù)的
廣播，減輕了出向信道負(fù)荷，有更多的能力與人向信道相配合，使人向信道能力得到進(jìn)一步
發(fā)揮。對(duì)全系統(tǒng)的設(shè)備，按其特長使用，充分有效利用了各設(shè)備的能力。
    4．為擴(kuò)大系統(tǒng)應(yīng)用提供了條件。系統(tǒng)還可進(jìn)行非氣象信息的廣播、連遠(yuǎn)站人員的技術(shù)
培訓(xùn)等遠(yuǎn)程教學(xué)。
    系統(tǒng)的建成大大提高了我國氣象通信的能力和水平，解決了長期以來困擾我國氣象通信
的瓶頸問題，使數(shù)值預(yù)報(bào)等大量指導(dǎo)產(chǎn)品，能快速分發(fā)到基層臺(tái)站，大大提高了天氣預(yù)報(bào)和
服務(wù)水平。工程建設(shè)中，遵循邊建設(shè)邊發(fā)揮效益的原則，早在1995年試驗(yàn)系統(tǒng)建成后，就開
始向地方傳送氣象資料，尤其在近兩年的汛期預(yù)報(bào)服務(wù)及中央和地方的一些重大活動(dòng)的氣象
服務(wù)中得到了體現(xiàn)。在98年的長江、松花江、嫩江的大洪水預(yù)報(bào)中，在99年汛期長江流域暴
雨和太湖地區(qū)洪水的預(yù)報(bào)中，在國慶50周年、世博會(huì)開幕式和慶祝澳門回歸等重大活動(dòng)的天
預(yù)報(bào)服務(wù)中，系統(tǒng)工程已發(fā)揮了重要的作用，取得明顯的效益，使我國氣象現(xiàn)代化建設(shè)上了
一個(gè)新的大臺(tái)階，從整體上提高了我國氣象現(xiàn)代化的水平，縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距。國民
經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，對(duì)氣象的要求就越高，所以系統(tǒng)必將進(jìn)一步發(fā)揮更大的作用。

摘自《衛(wèi)星通信廣播電視》