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全球首款气象专用水汽处理芯片模组“立春Ⅰ号”,实现重大突破—— “中国芯”北斗地基水汽探测系统具备业务能力

添加时间:2022-09-14 14:00:07 来源:中国气象报社

 9月6日,上海宝山、广西河池和海南海口3站近一年的水汽实时连续观测试验显示,基于“立春Ⅰ号”气象专用水汽处理芯片模组的单站北斗水汽探测系统产品完整率达98%以上,精度优于3毫米,产品时延和频次为5分钟,满足当前气象业务要求。北斗水汽探测系统将一举改变地基水汽观测星座系统、探测设备软件硬件长期依靠国外技术的被动局面,实现水汽观测业务完全自主可控。

灾害性天气的产生、发展演变与水汽分布及其变化密切相关,水汽产品是数值预报模式、天气预报中的重要基础数据。长期以来,气象部门地基水汽观测业务使用美国GPS、GAMIT解算软件及美国天宝接收机等技术,采用“观测站网上传数据—国家级中心站网解算处理形成水汽产品—产品网络分发用户”的模式,受传输网络影响大,业务产品时效低、可靠性差,难以满足目前气象预报和业务服务需求。

2019年,中国气象局气象探测中心组建GNSS/MET观测与应用创新团队,开展分布式北斗高精度实时水汽反演软件研制,并于2021年5月攻克实时高精度卫星轨道钟差产品接入和质量控制、高精度大气水汽反演算法模型等多项关键技术,成功开发单站北斗实时水汽自动观测软件。

今年,在中国气象局重点试验计划和气象探测中心芯片计划项目的支持下,研发团队研制了“立春I号”气象专用北斗水汽处理芯片模组,实现水汽反演软件在芯片模组的内嵌式开发,并集成卫星信号数据、轨道钟差精密数据以及气象数据采集、质控、处理解算、产品生成等功能。同时,团队完成了“立春I号”芯片模组与国产接收机兼容适配性开发。

“立春I号”芯片模组实现了水汽单站独立解算的技术突破。相比目前集中式网解,单站解算可降低台站间相互影响的风险,可成倍提高水汽产品频次、降低产品时延,便捷水汽产品应用,降低业务运行成本。

据创新团队核心成员涂满红介绍,目前,已有29套芯片模组在中国气象局监测预警补短板工程中使用。下一步,中国气象局将开展全国水汽观测业务应用推广和业务建设,填补分钟级水汽产品的业务空白,构建功能更加完备和安全的水汽观测业务网络。


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