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全球首款氣象專用水汽處理芯片模組“立春Ⅰ號”,實現重大突破——
“中國芯”北斗地基水汽探測系統具備業務能力

發布時間:2022年09月14日 來源:中國氣象報社

 9月6日,上海寶山、廣西河池和海南海口3站近一年的水汽實時連續觀測試驗顯示,基于“立春Ⅰ號”氣象專用水汽處理芯片模組的單站北斗水汽探測系統產品完整率達98%以上,精度優于3毫米,產品時延和頻次為5分鐘,滿足當前氣象業務要求。北斗水汽探測系統將一舉改變地基水汽觀測星座系統、探測設備軟件硬件長期依靠國外技術的被動局面,實現水汽觀測業務完全自主可控。

災害性天氣的產生、發展演變與水汽分布及其變化密切相關,水汽產品是數值預報模式、天氣預報中的重要基礎數據。長期以來,氣象部門地基水汽觀測業務使用美國GPS、GAMIT解算軟件及美國天寶接收機等技術,采用“觀測站網上傳數據—國家級中心站網解算處理形成水汽產品—產品網絡分發用戶”的模式,受傳輸網絡影響大,業務產品時效低、可靠性差,難以滿足目前氣象預報和業務服務需求。

2019年,中國氣象局氣象探測中心組建GNSS/MET觀測與應用創新團隊,開展分布式北斗高精度實時水汽反演軟件研制,并于2021年5月攻克實時高精度衛星軌道鐘差產品接入和質量控制、高精度大氣水汽反演算法模型等多項關鍵技術,成功開發單站北斗實時水汽自動觀測軟件。

今年,在中國氣象局重點試驗計劃和氣象探測中心芯片計劃項目的支持下,研發團隊研制了“立春I號”氣象專用北斗水汽處理芯片模組,實現水汽反演軟件在芯片模組的內嵌式開發,并集成衛星信號數據、軌道鐘差精密數據以及氣象數據采集、質控、處理解算、產品生成等功能。同時,團隊完成了“立春I號”芯片模組與國產接收機兼容適配性開發。

“立春I號”芯片模組實現了水汽單站獨立解算的技術突破。相比目前集中式網解,單站解算可降低臺站間相互影響的風險,可成倍提高水汽產品頻次、降低產品時延,便捷水汽產品應用,降低業務運行成本。

據創新團隊核心成員涂滿紅介紹,目前,已有29套芯片模組在中國氣象局監測預警補短板工程中使用。下一步,中國氣象局將開展全國水汽觀測業務應用推廣和業務建設,填補分鐘級水汽產品的業務空白,構建功能更加完備和安全的水汽觀測業務網絡。

(作者:簡菊芳?責任編輯:張林)

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