• 传统气象应用
  • 技术原理

背景

BACKGROUND

中国每年因气象灾害造成的直接经济损失占GDP的3%—6%,气象数据的服务需求一直存在,躲避自然灾害是最原始的需求。这些需求会随着科技进步和市场发展逐渐被释放出来。

相比于欧美、日本较为成熟、健康的气象经济,国内的气象经济仍处在不断发展之中并逐渐进入快速发展的阶段。

2020年气象服务产业收入规模已突破400亿元,据中国气象协会估算,2025年中国气象服务产业规模可达3000亿元。

传统气象应用:

实时高精度气象数据、传统气象预报产品、高铁沿线气象数据保障、航空气象数据保障、远洋货船气象数据保障、智慧农业应用、近海渔业养殖应用

解决方案

更高效率、更高精度、更大空间的探测能力

方案优势

PROGRAM ADVANTAGE

01

精准高效的气象预报在民生保障/经济发展/国防建设等领域作用突出

加快推动北斗系统在气象领域应用, 对支撑气象高质量发展意义显著

02

对流层/电离层参数一体化精准监测是确保气象预报精度的关键环节

当 GNSS 信号在地球大气中传播时,由于大气折射率的影响,信号传播受到了延迟,导致了信号传播方向、速度、相位、振幅及偏振状态的变化。

通过对:
    1.大气极端事件下卫星导航信号精确捕获和跟踪
    2.多模多频卫星导航信号通道时延短期变化精确标定和在线监测
    3.北斗/GNSS电离层和对流层关键参数实时同步精确反演
等关键技术的突破及应用,从而实现对电离层闪烁指数、电离层扰动指数、电离层TEC、对流层ZTD、对流层水汽等数据的实时高精度检测

大气极端事件下的多模多频导航
信号精确捕获与跟踪

射频处理

闭环跟踪与开环跟踪动态转换

信号采集

高增益单星信号采集

统计分析

波形畸变特性与衰落特征统计

信号处理

新型导航信号体制优势

卫星导航对流层可降水量PWV参
数信息的精确提取

目标

挖掘北斗混合星座与新型信号在局地对流层探测中的优势,实现对流层参数信息的精确解算

难点

合理时空约束构建与参数实时高效解算

解决途径

构建基于实时精密单点定位的对流层参数估计观测模型和随机模型,设计待估参数的时空约束策略及最优估计准则

卫星导航对流层可降水量PWV参
数信息的精确提取

目标

电离层幅度闪烁指数与相位闪烁指数参数精确提取

难点

电离层闪烁信息提取中滤波方法选择以及去趋势滤波参数优化调整

解决途径

构建适用于接收机信号跟踪特性的闪烁指数模型;多角度评估多种滤波方法,设计适应不同纬度地区的滤波参数调整策略

不同去趋势方法对比

幅度与相位闪烁指数序列

基于高频载波相位观测的电离层
扰动指数解算与处理

目标

获取高精度ROTI参量并实现ROTI实时精确模型化

难点

多模多频GNSS观测数据处理、ROTI参数模型化方法

解决途径

设计自适应的滑窗策略,改善ROTI参数提取的精度和可靠性;针对混合星座不同卫星运动特点,制定权重调整策略,提高解算精度

ROTI指数时间序列

区域ROTI实时监测

多频多模卫星导航接收机硬件延
迟的精确标定与传递

目标

建立统一的硬件偏差定义,实现在线高精度标定

难点

观测类型多、定义不统一、估计不严密、接收机码偏差日变化大

解决途径

发展基于“绝对”形式硬件偏差表征方法,建立频内与频间偏差统一估计模型;设计模拟器(出场标定)和实测(在线估计)相结合处理方案

不同去趋势方法对比

幅度与相位闪烁指数序列

幅度与相位闪烁指数序列

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