“风四”美图诞生记

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风云四号气象卫星接收天线。经济日报记者杜芳照片

地面人员终于在处理风云四号的第一批图像了。

北京气象卫星地面站信息处理中心。

北京气象卫星地面站工作人员正在介绍风云四号数据接收系统。经济日报记者杜芳照片

几天前，中国新一代静止气象卫星“风云四号”完成了一件大事:“风云四号”拍摄的第一批图像发布了。从风云“流水线”前端的黑白照片到浓眉大眼的彩色照片，再到各种服务产品，风云四号卫星的主要探测功能已经得到充分验证，综合探测能力达到国际领先水平。这些美丽的图画是如何形成的？如何转化为服务产品？《经济日报》记者带您进入国家卫星气象中心北京气象卫星地面站了解情况。

精确控制:每天5000句问候

风云四号卫星是我国第一颗三轴稳定的地球静止轨道定量遥感卫星。它所携带的四个观测仪器都已打开并在轨道上进行了测试，卫星处于良好的工作状态。

经过地面应用系统的调试和处理，中国已经成功地获得了所有的观测数据。第一批数据的准确传输需要地面站实现对卫星的精确控制。风云四号地面应用系统副总工程师郭强告诉记者:“由于卫星存储指令的能力有限，地面系统需要与卫星进行实时交互，即风云四号的每一个观测动作都是在地面系统的精确控制下完成的。”

“地面系统每天可以向卫星发送5000多条操作指令，而第一代地球静止轨道气象卫星每天只有100多条指令。目前，这5000多条业务指令已经自动发出。”国家卫星气象中心北京气象卫星地面站主任郎洪山说。

然而，自动化业务不能完全取代人工操作。在控制室，技术人员应注意每天传输数据，以应对各种紧急情况。在某些特殊时期，如“影子期”，有必要人工发出操作指令。

“每年春秋两季大约有45天，太阳会被地球挡住，这将影响卫星获取能量。在最长的一天里，太阳将有72分钟不发光。如果不及时调整，卫星将严重失温，甚至影响卫星安全。”郭强说。因此，如果卫星遇到“阴影期”，地面站工作人员应提前考虑，向卫星发送指令，并使用自己的电池预热和“保温”卫星。

稳定的接待:秘密来自“碗”

在国家卫星气象中心的北京气象卫星地面站，“大碗”整齐地面向西南。它们是风云四号的接收天线。天线的覆盖部分用特殊材料包裹。有了这种“头巾”，这些天线可以在下雪天启动加热装置，为自己清除积雪，并确保接收数据的准确性和一致性。

通过这些专用的接收天线，在空中传输的海量数据返回地面，坐在经过反复测试的“处理线上”，开始转型之旅。

作为地球静止气象卫星的天线，必须始终在赤道/0/35800公里处对着卫星。因此，判断北京和赤道之间的相对位置，这些天线应该总是面向西南接收数据。事实上，每个天线的方向都需要准确判断。

只有当你知道卫星在哪里，你才能瞄准它。为了定位一颗卫星，有必要预测它的位置。在北京气象卫星地面站，有一个专门设置的风云四号卫星测距天线。这些测距天线可以被称为数据接收天线的“迷你”版本，它可以从地面发射无线电信号并测量卫星距离。通过对北京站、广州站、佳木斯站等地面站测得的距离进行综合分析，得出空的位置预测结论，误差范围仅为40米左右。

风云四号卫星的接收天线自重约120吨。当这个庞然大物被调整后，怎么能被禁止呢？“神秘”就在地下。郎洪山告诉记者:“这些天线下面有31根直径80厘米的柱子，直接击中地下20米深的岩层，比建筑物的地基要深得多。这些天线可以在六级到七级的大风天气下正常工作。”

解读“翻译”:让形象“站起来”

“您在‘风四’上预订的打包数据已经到达地球，请接收！”

第一批超过1700gb的数据经过解压缩、分割、提取、校准和定位，并整合成一张从卫星角度看地球的灰色“ct图”。事实上，刚刚提取的原始数据看起来很混乱，除了专业人士的眼睛，用户无法区分有效的信息。

为了使原始数据成为“一流数据”，有必要对数据进行预处理。“这主要是为了完成定位和校准。前者是告诉用户观察到的目标在哪里，而后者是告诉用户来自目标的辐射。在红外波段，辐射主要取决于目标温度等信息。”郭强说。

灰土图像包含丰富的温度数据。让图像“站起来”，显示不同地方的不同温度，这是技术人员应该解决的问题。它们将不同的灰度转换成不同的温度，这是卫星数据定量应用中最重要的一步。

“就像用显微镜观察一片平坦的树叶一样，简单的灰白色图像覆盖着由卫星高精度仪器观测到的精细数据。每个细节对应的温度是不同的，相应的温度也会发生变化，这就需要精确的实时调整，以保证卫星数据的校准精度。目前，“风云四号”在海面温度和云顶温度方面的校准误差很小，可以控制在正负0.5℃之间。”郭强说。(原文来源:《经济日报》作者:杜芳)

(编者:梁