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全国北斗水汽系统实现自动实时观测产品时效达分钟级 软硬件系统自主可控

发布时间:2021年11月26日 来源:中国气象报

“地基遥感水汽观测实现从‘准实时’到‘真实时’的跨越!”“突破国外GPS水汽观测硬件、软件的技术壁垒、打破掣肘!”日前,经过4个月准业务化运行试验评估,地基北斗单站实时水汽自动探测系统(以下简称“北斗水汽系统”)已确定在产品精度、时效和频次方面取得重大突破,在软硬件自主研发、安全可控的基础上,实现从小时产品且延时1小时到分钟级产品延时仅5分钟、从多台站统一组网集中上传到单站解算的跨越。

灾害性天气的产生、演变与水汽分布和变化密切相关。因此,高精度、高时效的水汽观测产品对暴雨、台风等中小尺度灾害性天气预报、预警、服务能力提升具有重要作用。北斗水汽系统单站分钟级产品的输出,解决了目前水汽观测业务中产品延时及时空精度、数据可用性不足等关键性问题,有利于提高台风、暴雨、中小尺度强对流等天气监测预报预警服务能力。

长期以来,气象部门水汽观测产品的硬件和软件依赖于美国GPS、GAMIT解算系统及美国天宝接收机等技术,且水汽数据采集和产品应用下发所依赖的系统可靠性差、运行效率低、时效性弱,制约了气象服务能力的提升。

自2016年起,中国气象局气象探测中心组建GNSS/MET应用创新团队,启动水汽系统软硬件研发。团队核心成员、高级工程师涂满红介绍, 在中国气象局重点试验计划和探测中心芯片计划项目的支持下,创新团队应用北斗最新技术,创新研发单站实时自动水汽产品反演新算法,并利用北斗三号数据解码、质控等数据处理技术,实现地基北斗单站水汽自动实时观测。团队还创新研制了气象专用水汽处理芯片模组,实现单站水汽解算软件在高精度芯片中的内嵌式开发,大大提高单站水汽观测能力的同时,减少系统建设与运行成本。

目前团队已完成了芯片模组样机研制,并获得专利1项、软件著作权1项,实现水汽观测气象设备专用化。下一步,团队还将不断优化和改进水汽算法、模型及芯片模组等系列软硬件,并进行全国业务应用推广和业务建设,填补台站(单站)水汽探测业务空白,解决天气预报和气象服务等业务中分钟级水汽产品缺乏问题。

(作者:简菊芳 责任编辑:张林)