CMACAST系统

CMACAST系统（精选3篇）

CMACAST系统 篇1

CMACast是中国气象局新一代气象数据卫星广播系统, 采用C波段通信, 与美国的GEONETCast、欧洲中心的EUMETCast一起, 共同组成全球对地观测信息传播系统。卫星数据广播系统总体由卫星转发器、广播主站及应用小站组成。该系统在2010 年全面建设完成, 2011 年正式投入使用。几年来, 该系统基本运行稳定, 能很好地满足业务需求。

1 小站接收系统的组成结构

地县级小站接收系统由接收天线、接收机 (DVB-S2) 、小站接收软件三大部分组成 (图1) 。

2 小站接收系统的安装

2.1 天线的安装及对星

2.1.1 天线的安装。天线的安装比较简单, 需要注意的是站址的选择。站址选择的原则是指向卫星方向上无障碍物 (净空角5°以上) , 周围无微波干扰, 基座牢固, 安装位置与机房接收机的距离要尽可能短以便减少因电缆线过长而引起的信号衰减, 避开雷击多发地。然后按要求将天线安装完毕, 安装过程中注意将“中国气象”4 个字摆正, 并尽量使天线的十字背架的横轴处于水平位置[1,2]。

2.1.2 天线的定位。确定天线的3 个角度:方位角、俯仰角、极化角。方位角 (Azimuth angle) :从接收点到目标卫星的视线在接收点上的水平面上有一投影线, 从正北方向开始, 顺时针方向至该投影线的角度。俯仰角 (Elevation Angle) :从接收点抛物面天线中心与卫星的连线与水平线构成的夹角。极化角 (Polarization) :这里采用的是线极化, 即电场矢量与传播方向构成的角度[3,4]。

假设地面站点的纬度为 Φe, 经度为 λe, 卫星经度为 λs, 则在北半球, 方位角 (AZ) 、俯仰角 (EL) 、极化角 (Apol) 的计算公式为:

式中, 地球半径Re=6 378 km, 卫星距地球表面高度H=35 786 km。在实际安装中, 可采用查表法, 亚洲4 号卫星和以前的亚洲1 号卫星位置相同, 只要输入地名, 即可查到该地的方位角、俯仰角、极化角, 如图2 所示。

2.1.3 天线的对星。天线的对星是个难点, 难在如何将上述3 个角度精确定位。最简单的方法是使用寻星仪, 然而寻星仪全省只有1 个, 全省100 余个县市需要安装, 要拿到寻星仪比较困难。下面介绍如何用简单的方法确定天线的3 个角度, 笔者曾用此方法安装5 套小站接收系统。准备的工具:指南针、量角器、吊砣、细线、粉笔。先用查表法确定当地3 个角度的具体值, 需要指出的是查表法查出的值是大概值, 精确值需要在对星过程中进行微调。①极化角的确定:高频头与竖直方向的夹角, 可用量角器测量。②方位角的确定:这里查表法查的是-18.4°, 即南偏东18.4°。先用指南针确定南北方向, 并用粉笔或者长杆将南北方向延长, 然后用量角器测量天线十字背架水平轴与南北方向的夹角, 即可确定方位角。③仰角的确定:天线十字背架的竖轴与竖直方向的夹角, 同样用量角器测量。需要指出的是, 方位角与仰角要力求精确, 极化角偏差2°左右对星影响不大。因此, 为减少误差, 安装天线时, 天线十字背架的横轴力求在水平位置。

笔者用此方法安装的5 套天线, 其中4 套都直接入锁, 信噪比 (Eb/No) 在6.0 d B左右, 有1 套因方位角误差较大, 没有入锁。入锁以后, 接下来需要进行微调, 以便天线对星达到最佳状态。以仰角为例, 旋转调节杆螺母, 同时观察信噪比的变化, 在信噪比达到最大值时, 记下螺母旋转的圈数, 然后反方向旋转螺母, 同样在信噪比达到最大值时记下螺母旋转的圈数, 然后取2 个最大值中的较大值, 将螺母旋转至该位置。同理, 调节方位角及极化角的位置, 使对星达到最佳状态, 微调完成, 信噪比一般能在8.0 d B左右。

2.1.4 防水处理。天线安装完毕, 对室外的接口部分需进行防水处理。尤其是高频头与馈线的接口部分要用防水胶进行密封, 防止水汽渗入。一旦渗入水汽, 馈线容易老化断裂, 从而影响资料接收。

2.2 系统的安装

本系统采用Linux系统, 而Linux系统对于大部分用户来说比较陌生, 因此操作难度比较大。然而开发组做了光盘镜像文件, 这部分操作反而简单了, 只需将镜像光盘放入计算机, 对照说明, 输几个简单命令, 等待几分钟, 即可完成系统安装。需要注意的是, 系统安装完成后, 需向主站取得授权, 系统才能正常接收资料。系统正常接收以后, 终端业务应用系统访问接收到的资料有2 种方式:一是直接在Linux服务器上配置samba服务供其他机器访问;二是服务器将文件推送到其他Windows服务器上, 再在Windows服务器上共享文件, 以供其他机器访问。对一般用户来说, 推荐使用第2 种方式, 如果对Linux系统比较熟悉, 能熟练配置samba服务, 则可采取第1 种方式。

2.3 网络环境

小站正常接收资料后, 每天接收的资料量比较大, 峰值可达60 Mb/s, 因此为避免产生网络堵塞, 网络最好采用千兆交换。

3 小站接收系统的维护

小站接收系统正常工作以后, 需要定期或不定期对小站进行维护, 以确保小站正常工作。

3.1 系统的维护

系统的日常维护需要注意以下2 点:一是定期重启接收机和服务器。小站接收机及服务器长时间运行会产生假死情况, 主要表现为系统显示未入锁, 或者已经入锁, 但没有接收数据, 此时只要重启服务器或者接收机就能恢复正常工作。二是及时做好系统备份。接收系统会不定期进行软件升级, 以满足业务的需要。一般系统需要升级时, 主站会在通知栏里给出提示, 并下发升级包。小站接到升级提示及升级包后需及时升级。升级完成后, 需及时做好系统备份, 并将镜像文件拷贝出来刻录成镜像光盘, 以备今后因系统崩溃或其他故障而无法启动时, 用该镜像光盘重新安装系统。

3.2 天线的维护

3.2.1 定期或不定期对天线进行微调。天线安装完毕, 其方位角、俯仰角一般不会发生改变, 除非发生重大事故。然而, 卫星由于长时间运行会发生漂移, 因此需根据实际接收情况, 定期或不定期对天线进行微调, 确保小站接收处于最佳状态。

3.2.2 定期清扫天线抛物面上的灰尘、杂物等, 以确保天线抛物面表面干净、光滑, 如遇冰雪天气, 则需及时清扫冰雪。这是因为电磁波经过表面光滑的抛物面后都会反射到抛物面的焦点位置 (高频头处) , 然而, 如果抛物面表面布满灰尘、冰雪, 此时就会产生漫反射, 电磁波不再聚集在焦点处, 能量不集中, 小站接收系统就会接收不到数据, 处于未入锁状态。另外, 在清理灰尘、杂物、冰雪时, 严禁使用锐利的物品刮擦, 以防止破坏天线表面, 最好用水冲洗, 既能将冰、雪、灰尘冲洗干净, 又不损伤天线表面。

3.2.3 定期检查高频头的塑料盖是否老化破损。原厂自带的塑料盖经过3~4 年的日晒雨淋, 基本都老化破损, 需及时更换。否则, 高频头内部温暖的环境, 极易招致蜜蜂、飞蚁、蜘蛛等昆虫进驻, 从而堵塞高频头, 造成接收机不能入锁。塑料盖尽可能材质均匀、厚度稍薄、尺寸符合高频头的孔径大小。如果塑料盖材质不均匀又比较厚则会降低接收信噪比 (Eb/No) 值。笔者曾做过试验, 若塑料盖材质均匀又比较薄, 基本不影响信噪比, 但若塑料盖材质不均匀又比较厚, 会显著降低接收信噪比, 直至不入锁。

4 结语

CMACast气象卫星资料小站接收系统是中国气象局新一代气象数据卫星广播系统的重要组成部分, 是各级台站接收气象资料开展气象业务工作的基础, 笔者根据实际工作经验, 总结了一些小站接收系统的安装及维护方法, 希望能对从事相关工作的技术人员有所帮助。

摘要：介绍CMACast气象卫星资料小站接收系统的组成结构, 总结其安装方法及日常维护技巧, 以供参考。

关键词：气象卫星资料,小站接收系统,组成结构,安装,维护

参考文献

[1]肖炳坤, 吕锟, 催瑁.卫星数据广播系统CMACast接收天线安装调试[J].电脑知识与技术, 2011 (13) :3171-3172.

[2]王彩霞, 刘伟.反射信号对卫星C波段干扰的分析[J].中国无线电, 2007 (11) :61-62.

[3]李楚洲, 胡民达, 肖华, 等.风云三号气象卫星接收天线的安装与标校[J].气象水文海洋仪器, 2009 (2) :73-76.

[4]王雅.轨道根数对极轨气象卫星数据接收的影响[J].科学技术与工程, 2009 (2) :97-103.

CMACAST系统 篇2

2012年初CM ACast系统已在全国气象部门投入正式使用, CM ACast系统取代了PCVAST、FENGYUNCast和DVB-S三个系统, 成为中国气象局主要的卫星广播系统。CMACast是中国气象局基于DVB-S2标准的新一代卫星数据广播系统, 广播带宽达到36兆赫兹, 广播出口速率峰值达每秒70兆位, 是PCVSAT、DVB-S、FENGYUNCast三套系统广播能力之和的6倍。CM ACast使用亚洲卫星4号星一个完整的C波段转发器对中国及亚太地区进行气象资料、卫星遥感资料及流媒体视频的广播。

2 静止气象卫星接收处理系统

静止气象卫星接收处理系统是运用新技术建立的一个全新的静止气象卫星接收处理系统, 系统分为前端接收和后端处理两个部分。该系统用于接收中国风云系列任意一颗静止气象卫星 (如FY-2D、FY-2E…) 展宽数字资料S-VISSR、FY-2号静止气象卫星用户利用站, 可完成静止气象卫星资料的接收处理、图象显示、产品生成及网络分发功能。

2.1 系统接收处理流程

前端接收软件, 自动接收CMACast系统推送数据, 在接收过程中实时显示加地理网格和地标的快视图像, 生成原始云图, 存储到磁盘。图像接收完毕, 投影程序自动完成卫星云图资料的投影, 并自动将投影云图通过计算机网络传输给后端计算机软件处理。后端处理软件, 自动刷新显示传输过来的投影云图资料, 对云图中每个通道, 生成用户所需的各种云图产品。动画显示程序, 将若干时次生成的同类云图产品组成动画并播放显示。

2.2 系统数据推送设置

1) CM ACast系统接收服务器推送配置。在CM ACast接收服务器中打开接收程序中的“文件推送设置”, 本文中采用FY2D数据选择“快显1”, IP地址配置为前端接收计算机IP地址, 用户名和密码都设置为“fy2d”, 根目录设置为“/FY2D”, 通道选择指定“SATE_FY2D_SVS”通道, 启用状态选中。

2) 前端计算机接收配置。在前端计算机中安装一个FTP服务软件, 推荐使用Serv-U软件, 添加用户名和密码都为“fy2d”的用户, 主目录设置为“d:”。

2.3 前端计算机软件安装及配置

1) 投影程序。在前端计算机中安装CM ACast系统提供的快显程序Auto Project.exe, 安装目录设置为“D:FY2D”, 此处设置的目录与推送资料的目录相对应。

2) 后端FTP服务器设置。此设置用于向自动产品处理软件推送数据。设置后端FTP的IP地址 (用户后端计算机的IP地址, 如果用户将前端软件和后端软件安装在同一台计算机上, 则设置为127.0.0.1) , 账号和密码都为“gpfuss”, FY2产品文件传输目录“/”, 选中“向后端FTP服务器传送数据”。

3) 外部FTP服务器设置。此设置用于向静止气象卫星资料处理软件ESMS推送数据。设置外部FTP的IP地址, 设置为127.0.0.1, 账号和密码都为“esms”, 传输目录设置为“/FY2D”, 选中“向该外部FTP服务器传送数据”, 用户通过选择“服务器编号”最多可以设置10个不同的FTP服务器。

4) FTP文件传输设置。SVISSR文件、投影文件选和区域投影文件都选“传输完毕后保留”, 文件保留可以根据用户的需要设置天数。

2.4 后端处理软件安装及设置

1) 自动产品处理程序。自动产品处理程序需要安装ODBC数据源, 在数据源“ODBC”中添加“Microsoft Visual Fox Pro Driver”数据源。自动产品处理程序默认安装在目录“D:FY2USS”后, 在FTP服务软件Serv-U中添加用户名和密码都为“gpfuss”的用户, 主目录设置为“D:FY2USSBack End Product ImageGpf Files”。

2) 云图动画显示程序。程序安装在目录“D:FY2USS”后, 手动建立“C:USSCLoud Pic”目录, 此目录是资料接收目录, 云图动画程序资料来源于自动产品处理程序推送。在FTP服务软件Serv-U中添加用户名和密码都为“causs”的用户, 主目录设置为“C:USSCLoud Pic”。

3) 静止气象卫星资料处理程序。程序安装目录为“D:Shine Tek_GSM”, 在FTP服务软件Serv-U中添加用户名和密码都为“esms”的用户, 主目录设置为“D:Shine Tek_GSMFTPDATA”。

3 系统各ftp用户对应关系

fy2d———前端投影程序数据源, 由CM ACast系统推送

esms———静止资料处理系统数据源, 由前端投影程序推送

gpfuss———自动处理系统数据源, 由前端投影程序推送

causs———云图动画数据源, 由自动处理系统推送

4 系统的使用

在静止后端机上自动产品处理程序、静止气象卫星资料处理程序和云图动画显示程序使用主要有以下三种情况:

4.1 自动产品处理程序作为主处理程序

在此情况下, 在静止前端处理程序和云图动画显示程序可以不启动, 自动产品处理程序可以独立运行。

4.2 静止气象卫星资料处理程序作为主程序

在此情况下, 自动产品处理程序可以不启动。在静止前端处理程序中可以设置10个不同FTP服务器推送数据, 静止气象卫星资料处理程序同步进行云图显示。

4.3 云图动画程序作为主程序

在此情况下, 自动产品处理程序需要启动, 静止气象卫星资料处理程序不需要启动。云图动画程序运行需要自动产品处理程序推送数据进行动画显示, 用户需要在自动产品处理程序的“参数设置”中设置动画数据推送目标计算机的IP地址及用户名。

5 结语

该系统的投入运用, 增强了预报原始资料的多样性, 为进一步提高气象预报准确率和灾害性天气监测能力打下了坚实的基础。特别是FY-2号卫星在主汛期采用加密观测模式后, 不仅为各项业务提供了大量稳定可靠的观测数据和产品, 并且具备了15分钟一次的高时间分辨率的观测能力, 对于短时临近天气预报等业务提供了更有力的支撑和保障。

摘要：静止气象卫星接收处理系统经过多年运行, 接收设备已经出现老化或损坏, 如何在系统接收设备已经损坏或故障的状态下继续运行, 本文介绍的是在现有CMACast系统基础上利用静止气象卫星接收处理系统的详细设置, 以及如何接收处理FY-2号卫星的云图及其它产品的显示和应用。

关键词：CMACast,静止气象卫星接收处理,自动产品处理,云图动画显示

参考文献

CMACAST系统 篇3

CMACast卫星广播资料受传输误码、接收干扰、雨衰等因素影响, 造成资料接收错误或丢失, 影响了资料接收的完整性, 广播资料的种类多和数据量大, 现有监控系统无法准确定位哪一种资料缺失, 资料维护请求得不到及时准确地响应, 给预报业务和服务业务带来了直接影响。为了提高实时气象资料分发的服务质量, 有效保障CMACast小站数据接收的完整性, 开发设计了CMAcast卫星资料监控服务平台, 对广播通道下各类资料实时显示应收总数、实收总数进行对比, 系统根据对比结果针对性的完成自动补调。本系统旨在满足内蒙古自治区主要业务单位对CMACast卫星广播资料的应用需求, 在数据的完整性、维护需求的响应时间、服务质量方面得到提升。

2 平台软硬件环境

如表1 所示。

3 平台主要功能与实现

3.1 监控平台主要功能

监控平台将CMACast卫星广播资料以树型结构展示监控资料, 第一层为资料通道组, 第二层为通道组下对应的资料通道, 第三层为共享资料, 通过勾选实现业务中需要资料的监控, 目前可监控的通道组包括常规资料通道组、国内自定义格式观测资料通道组、数值预报产品通道组、天气雷达资料通道组、卫星资料通道组、预报服务产品通道组。

监控平台采集监控资料的应收、实收、缺收、补掉次数等实时入库信息, 获得各个资料的接收状态, 对接收不成功的资料针对性的完成补调并将ftp连接国家局的记录和下载状态记录到补调日志, 便于日后对资料的补调情况进行分析与统计。

3.2 监控平台设计与实现

监控平台主要分资料监控模块和资料补调两大模块, 程序处理流程如图1 所示。

资料监控模块将CMAcast卫星广播资料按照资料通道组、通道资料梳理并存储至数据库中, 业务人员根据业务需求定制需要针对性的监控资料。监控模块采集新一代系统数据库中的表TR_DVB_RCV、TR_DVB_SEND和TR_DVB_FTP, 分别获取资料接收、分发、和补调信息, 通过数据融合算法, 准确定位获取缺收资料的详细信息。本文根据气象台需求, 设置常规资料、数值预报、精细化指导预报、卫星数据为默认监控资料, 其他资料在资料清单列出, 可在今后业务扩展中按照需求灵活定制, 定制监控资料如图2 所示, 监控资料如图3 所示。

2015 年12 月19 日10 时至2015 年12 月19 日13 时资料接收监控状态如图4 所示, 点击“详情”查看缺收资料详情如图5 所示。

资料补调模块监测到补调信息后, 将带补调资料推送至补调消息队列, 采用commonsnet包中的FTPClient完成资料的下载, 将下载服务器的IP地址、端口号、用户名、密码、下载资料所在位置、资料名称、下载资料存放位置等参数传入调用函数。函数调用流程如图6 所示。

为了提高资料时效、减少文件落地次数, 启动Samba服务, 使客户端服务器与新一代服务器系统之间能够实现互相通信, 补调资料能够直接存储至/beht/wrkdir/incoming/cmacast/L* 目录下, 由新一代完成各个资料的后续分发共享

4 总结

预报和服务产品的制作对气象资料的时效性和完整性有着极其严格的要求, 任一时次的气象资料的缺漏都会影响预报业务和服务业务的质量。

本项目将新一代国内通信系统中CMACast接收、发送、补调日志文件进行融合分析, 将资料按照节目表通道进行筛选, 针对预报员关注的资料内容进行精细化管理并将MACast卫星广播资料的接收、分发、共享应用流程实时监控, 填补了传统下行资料管理的空白, 实现了CMACast卫星广播数据实时监视与资料广播清单对比, 显示缺漏数据, 按照对比结果自动补调资料, 建立了CMACast卫星广播资料数据端和业务应用端的类型对照和连通机制, 为资料手工干预维护提供准确定位和处理依据。

经过不同场景的测试, 平台能够很快定位缺漏资料, 并完成资料的补调, 降低了资料丢失的频率, 提高了广播资料的完整性和时效性, 可以满足预报人员和服务产品制作人员的业务需求。

摘要：本文通过研究CMACast卫星广播资料组织结构, 梳理资料接收、存储、共享流程, 并结合内蒙古自治区气象业务单位对广播资料的使用方式及数据要求的实际应用场景, 搭建下行资料监控平台。实现自动对比卫星广播资料的完整度, 并对漏缺资料实现自动补调;为用户提供广播资料的电子清单, 根据用户提交的资料需求单, 调整共享资料种类和共享方式。

关键词：CMACast卫星广播,资料清单,监控,补调

参考文献

[1]韩书丽, 谭小华, 李湘, 王鹏.卫星广播系统CMACast省级接收站缺收数据补调服务的设计与实现[J].气象科技, 2014, 03:417-422.