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1、DVB-SDVB-S 平台遥感综合业务系统平台遥感综合业务系统建建 设设 方方 案案北京星地通达遥感应用科技有限公司北京星地通达遥感应用科技有限公司2007 年年 7 月月 DVBDVBS S 遥感卫星数据主站及用户利用站系统结构图遥感卫星数据主站及用户利用站系统结构图一、一、背景介绍背景介绍为了引导用户以共享方式获取所需要的 EOS 卫星 MODIS 数据，国家科技部以 MODIS 全国数据共享应用为突破口，重点组织开展 MODIS 数据共享工作，将 MODIS 数据接收、存储与服务纳入国家科技基础条件平台建设计划的重点项目中，目的是通过整合、共享、完善等方面做好试点示范，争取在最短的时间内
2、，尽快改善我国 MODIS 数据共享的状况，提高应用水平，增强 MODIS 在我国科学研究、环境保护和各级政府决策中的支撑作用。2003 年国家科技部批准由国家卫星气象中心建设 MODIS,并投资立项开发以下两个国家科技基础条件平台重点项目：覆盖全国的 MODIS 数据获取和汇集系统国家级 MODIS 数据中心与共享服务平台受国家卫星气象中心的委托，星地通承接了国家科技部的上述两个重点项目的建设，并于2004 年 7 月全部完成 Shinetek DVB-S 系统的研发及调试，在初始设计的 MODIS 上又额外增加了NOAA/FY1 卫星资料。随即试运行，目前已业务运行。DVBS 广播和用户站
3、系统的主要目的是：建设遥感卫星资料共享平台，解决长期以来的海量资料共享难题。国家卫星气象中心下属三站（北京、广州、乌鲁木齐）可实时接收覆盖全国（包括整个东亚及东南亚地区）的 MODIS 及 NOAA 和 FY1D 卫星遥感资料，这些资料在国家卫星气象中心主站汇集处理，生成 0 级/1A/1B 级数据，然后通过 DVBS 广播系统，使用定位于东经 87.5 度的中卫一号通讯卫星准实时向全国及亚洲地区用户广播卫星遥感数据。DVBS 广播系统采用数字视频广播技术。DVB 技术及标准是建立在 MPEG2 分组交换标准基础上的国际标准，可以通过卫星传输音频、视频、数据，是一种新型多媒体广播技术。用户站则
4、使用较小的接收天线即可接收数据，普通天线口径为 1.8 米，最小的天线口径则只需 1.2 米。二、广播数据类型二、广播数据类型DVBS 系统广播的遥感卫星资料主要有：中国 FY-2C 卫星资料日本 MTSAT-1R 卫星资料中国 FY-1D 卫星资料美国 NOAA16 卫星资料美国 NOAA17 卫星资料美国 NOAA18 卫星资料美国 EOS/TERRA 卫星资料美国 EOS/AQUA 卫星资料三、三、DVBDVBS S 用户站分系统结构图用户站分系统结构图四四DVB-SDVB-S 数据用户接收站覆盖区数据用户接收站覆盖区五、五、DVBDVBS S 用户站硬件技术指标设计用户站硬件技术指标设
5、计天线直径：2.4 米增益：44.9dB低噪声和大器及变频器（LNB）加拿大 NORSAT噪声系数：0.8dB增益：60dB馈线：同轴电缆 阻抗：75数据摄入卡 卫星数据传输速率带宽：6M/秒 接收频率范围：950MHZ2150 MHZ 阻抗：75 解调门限：典型值：3.7db（4Fs35,Fs 为符号率） 解调方式：QPSK六、六、DVB-SDVB-S 用户站软件系统用户站软件系统客户端软件系统是本项目实施的技术关键，分为资料接收管理软件和用户处理应用软件。 资料接收管理软件（实时监控）资料接收管理软件（实时监控） 时间表管理 实时资料接收 实时快视显示 状态监视、结果统计、数据管理 作业调
6、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 菜单栏、LCD 数字时钟、CPU 使用率监视 数据传输站管软件可对数据接收状态进行监视，承担数据传输、数据管理任务，用户可获取详细的接收数据类型、接收时间及其他主站广播信息。数据接收快视图显示极轨部分极轨部分ShinetekShinetek 极轨数据预处理极轨数据预处理(NOAA)(NOAA)由 DVB-S 中心主站广播的 FY1D 数据已经为 1B 格式，故只需对接收的 NOAA 原始数据进行预处理。对接收的 NOAA AVHRR 资料进行质量检验，计算定位、定标和太阳天顶角、卫星天顶角、太阳相对方位角等信息，处理成 1A.5 格式，
7、可供用户开发和应用处理使用。数据应用处理软件数据应用处理软件(NOAA&FY1D)(NOAA&FY1D)数据应用处理软件是极轨气象卫星接收和处理的一个重要组成部分,它的主要功能有:从1A.5/1B 文件通过各种投影生成局地文件,在此基础上进行火灾、水体、积雪、海冰监测以及计算植被指数,地表、水体、云顶亮温。除了它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它的专业图像软件进行深加工、打印、或存成 GIF, tiff, jpeg 等格式的图形文件。应用处理软件界面1A.5/1B1A.5/1B文件的图像处理和投影文件的图像处理和投影A. 显示不同通道或不同的三通道合成图
8、像，以突出显示云/积雪、地表、海洋、高温点/火点。 B. 在图像上叠加自然边界、地图、经纬度网格或用户自己的边界。 C. 经过等经纬度、兰勃特、麦卡脱或极射赤面投影生成局地文件（可批处理）。 D. 进行地标导航，纠正定位误差。批量处理区域数据文件子界面FY-1DFY-1D 卫星定位精度检验图象卫星定位精度检验图象定位误差校正前 定位误差校正后火灾监测图积雪监测图水情监测图海冰监测植被指数图其他说明其他说明极轨气象卫星数据预处理软件：具有较高的定标精度和定位精度，红外定标系数是严格根据每颗星的光谱响应函数，按照严格的科学算法计算出来。定位处理是根据地标点的定位误差建立误差条件方程，严格按照数学算
9、法进行误差较正，同时考虑由于卫星姿态误差造成的定位扭曲影响。数据应用软件可灵活叠加地理信息，按行政边界进行挖图和各种应用处理。MODISMODIS 部分部分ShinetekShinetek MODISMODIS 数据预处理数据预处理对 DVB-S 广播的 MODIS 原始数据 PDS 格式，进行 IMAPP(美国威斯康辛大学研制)处理，并可对原始 PDS 裁剪后（可节省大量处理时间） ，生成标准的 1B 格式 HDF 的数据。共有三种分辨率，MOD02QKM(250 米)、MOD02HKM(500 米)、MOD021KM(1000 米)。注：1B 级数据地理定位精度理论上小于 1.5 个像素。
10、ShinetekShinetek MODISMODIS 数据应用软件数据应用软件1) 本系统能对所有 HDF 格式（包括标准的 HDF 格式和 EOS-HDF 格式）的 MODIS 1B 数据进行读取和处理，系统稳定、高效、可扩展性强；界面美观大方；背景地理信息数据更新、维护方便。2) 能够对 MODIS 0 级（PDS）文件进行通道设置、颜色增强等设置，分辨率（250 米、500米和 1000 米）等设置，回放显示中没有“双眼皮”现象。3) 投影时可以采用整轨数据投影或拉框选择部分区域投影方式。MODIS 1B 数据投影和物理量转换界面4) 在投影数据的显示中可以叠加 1：100 万干流水系
11、、国界、省界、县界等地理信息数据及地理网格，将来可以做到在状态栏下自动显示鼠标所在位置的省名、地类、通道参数等。地理信息的精度在 1.5 个像素以内。背景地理信息能够进行手动叠加和取消。背景地理信息所显示的颜色、线形可以方便地进行调整。5) 对整个图像或单个通道进行直方图增强、分段线性增强，可以进行亮度、对比度调整，或根据调色表的更改调整图像显示方式。也可以按要求做到指数增强和对数增强。6) 植被指数、火情监测、水情监测、积雪监测、海冰监测等植被指数图火情监测水情监测海冰监测积雪监测7)图像分割，能按省、县边界或自定义边界挖取图像。按省、县等或自定义边界挖图8) 能将 36 个通道的 1B 数
12、据按要求生成具有指定一个或多个通道的 1B 数据文件，并且该数据能象 1B 数据一样为本系统读取和处理，可以输出附加的太阳高度角、太阳/卫星方位角和卫星天顶角等信息。按通道拆分 MODIS 1B 数据七、系统特点七、系统特点覆盖面广：在国家 MODIS 数据中心上行站采用新一代开放结构的卫星数据广播技术进行数据广播分发，租用中卫一号卫星信道，全国乃至其它亚洲大部分地区的用户，能够实时快速获得全国（东亚及东南亚等）覆盖的 MODIS 数据。在租用卫星转发器带宽达6Mb，用户可在卫星过境后不久即可获取数据。利用率高：地面接收站网接收的 MODIS 数据、FY-1 卫星及 NOAA 卫星数据，均可以通过 DVB 广播系统向覆盖区内的用户广播，这样可以节约用户分别建立不同接收设备接收不同卫星数据所花费的大量费用，实现卫星数据共享的“一卡通“。可靠性高：DVB 小站可预设程序自动进行数据接收，不需要人员值守。用户可以根据菜单选择接收数据；DVB-S 接收小站采用固定天线，系统可靠性比跟踪天线提高多个量级。性价比好：DVB-S 接收小站实现标准网络接收方式，低成本，免维护，有非常高的性价比。相比 MODIS 以及 NOAA&FY1D 直收站，DVB 小站的建设费用成数量级下降；接收设备采用国际技术标准，用户不必使用专有的系统，可以避免封闭技术的风险和高昂费用。
