CN116500702A - 一种实现卫星前置调度机动观测台风的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现卫星前置调度机动观测台风的方法，包括：获取目标台风预报，得到预报信息；基于所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围；获取目标台风即时信息，根据所述即时信息，得到第二观测范围；根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置；根据所述即时信息建立第二观测任务，同时即时迭代观测任务。该方法实现卫星对台风的观测提前规划，从而实现机动灵活的观测台风。

Description

一种实现卫星前置调度机动观测台风的方法及系统

技术领域

本发明属于气象监测技术领域，具体为一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法及系统。

背景技术

热带气旋是热带或副热带洋面上出现并可能移向陆地的极速旋转的大气旋涡系统。台风一旦登陆，通常引发狂风、暴雨、风暴潮等直接灾害，是主要灾害性天气系统之一。台风预报作为台风防灾减灾最重要的一种技术减灾方式，台风的预报服务工作应以加强跟踪监测为基础。对进入我国海上监测预警区域的台风，应严密监测和分析台风动向，并适时开展加密观测，为台风定位和路径预报提供最新的实况信息，也为相关的研究积累必要的资料和信息。

台风是具有生命周期的，在其孕育期，台风的初始阶段为热带低压，从最初的低压环流到中心附近最大平均风力达八级，一般需要2天左右，慢的要三四天，快的只要几个小时。在发展阶段，台风不断吸收能量，直到中心气压达到最低值，风速达到最大值。

现有技术仅是台风的预测，对台风观测系统的智能化程度不足、机动性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例通过提供一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法及系统，以解决台风观测系统的智能化程度不足、机动性较差的问题，以实现对台风的即时性监测。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法，包括：

获取目标台风预报，得到预报信息；

基于所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围；

获取目标台风即时信息，根据所述即时信息，得到第二观测范围；

根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置；

根据所述即时信息建立第二观测任务，同时即时迭代观测任务。

优选地，基于所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围，具体包括：

基于所述预报信息，预判断目标台风到达监测警戒线的T时刻和T时刻目标台风位置；

基于所述预判断的T时刻目标台风位置，获得在T时刻时的目标台风的中心点位置；

基于所述目标台风的中心点位置，建立T时刻观测任务，设定第一观测范围；

所述设定第一观测范围与编号界线的范围相同。

优选地，所述预报信息包括：台风移动方向、移动速度、编号界线。

优选地，所述即时信息包括：即时台风的半径、即时位置和即时移动速度。

优选地，所述根据所述即时信息，得到第二观测范围，具体为：根据所述即时台风的半径，调整设定第一观测范围，得到第二观测范围。

优选地，所述根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置，具体为：根据所述即时位置和第二观测范围，确定即时中心点位置，同时判断与预判断的T时刻目标台风位置的中心点位置的是否存在偏差。

优选地，根据所述即时信息建立第二观测任务，同时即时迭代观测任务，具体为：根据所述即时移动速度通过线性差值法分段计算以T时刻为时刻起点，以时段为间隔逐级相加至T+48h时刻的中心点的位移轨迹；

建立以T时刻至T+48h时刻的若干第二观测任务，根据每一时刻观测获得的目标台风的即时信息即时迭代第二观测任务。

一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的系统，包括：

获取模块，用于获取目标台风的信息，具体用于根据用户观测需求以及国家气象中心台风预报，智能感知并自动解析得到快速成像仪台风的机动观测任务需求汇总信息，其中，机动观测任务需求汇总信息至少包括如下之一：台风预报信息、用户台风观测需求信息、台风跟踪观测需求信息、台风定位定强观测任务需求信息；

第一任务模块，用于根据所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围；

第二任务模块，用于根据获取目标台风即时信息，并得到第二观测范围；根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置，建立第二观测任务；

执行模块，用于执行第一任务模块和第二任务模块；

更新模块，用于即时迭代观测任务。

优选地，所获取模块，包括：

第一获取单元，用于获取目标台风预报，得到预报信息；

第二获取单元，用于获取目标台风T时刻的即时信息。

优选地，所述执行模块还包括：

调整单元，用于调整观测范围，具体将第一观测范围调整为第二观测范围。

本发明实施例提供的一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法及系统，以解决台风观测系统的智能化程度不足、机动性较差的问题，以实现对台风的即时性监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例实现台风观测的方法的流程图；

图2是本发明实施例中实现台风第一观测任务及范围确定的流程图；

图3是本发明实施例中实现台风第一观测任务及范围确定的流程图；

图4是本发明实施例实现台风观测的系统的流程图；

图5是本发明实施例中获取模块的一种结构示意图；

图6是本发明实施例中执行模块的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

快速成像仪（以下简称快速仪）是FY4B卫星的主要有效载荷之一，在地球静止轨道对区域进行连续、快速多通道成像观测，直接为天气分析和预报、气候预测以及环境和灾害监测服务。观测波段覆盖可见光全色、真彩色、短波红外和长波红外波段。采用每1min周期内，进行固定区域扫描1次（56s），冷空观测1次（4s），观测范围2000km×1800km（南北×东西，1000像元×900像元）的扫描成像。利用可见光和红外图像能很好地识别台风云系，对台风、强对流等致灾性高影响天气进行高频次观测，为定位、定强提供新的技术途径，为台风突变机制、强度预报等研究与业务应用提供重要参考。

FY-4B星是首发业务星，目前位于125°E，赤道上空，主要装载多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、快速成像仪和空间天气监测仪器包等有效载荷，能够获取地球表面和云的多光谱、高精度定量观测数据和图像，实现大气温度和湿度参数的垂直结构观测，实现区域快速成像观测，进行卫星图像、遥感数据、产品的广播分发和灾害性天气警报信息发布，并为空间天气预报业务和研究提供观测数据。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请实施例通过提供一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法及系统，以解决台风观测系统的智能化程度不足、机动性较差的问题，以实现对台风的即时性监测。

如图1所示，是本发明实施例一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法，包括：

步骤101，获取目标台风预报，得到预报信息；

针对由气象台发布的台风起编报、台风停编报、台风报文、台风卫星指导报文进行智能分析。并逐小时智能解析国家气象中心台海中心发布的所有台风起编报、台风停编报、台风定位定强报、台风报、台风卫星指导报等报文信息，解析得到快速成像仪台风的机动观测任务需求汇总信息，其中，机动观测任务需求汇总信息至少包括如下之一：预报信息、用户台风观测需求信息、台风跟踪观测需求信息、台风定位定强观测任务需求信息。

预报信息包括：台风位置信息、时间信息、台风强度信息、台风移动方向、移动速度、编号界线。

步骤102，基于所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围；

根据所述机动观测任务需求汇总信息中目标台风的所述台风报中定位以及强度的监测信息，以及目标台风的移动速度、移动方向、强度的预报信息，智能规划得到扫描仪智能台风的第一观测范围、台风机动观测时间、台风机动观测频次、台风机动观测轨迹观测任务信息。第一观测范围与编号界线的范围相同。

步骤103，获取目标台风即时信息，根据所述即时信息，得到第二观测范围；

步骤104，根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置；

步骤105，根据所述即时信息建立第二观测任务，同时即时迭代观测任务。

根据步骤102卫星观测目标台风得到T时刻信息，即即时信息，智能规划得到扫描仪智能台风的第二观测范围、并确认台风即时中心点位置，建立以台风机动观测时间、台风机动观测频次、台风机动观测轨迹观测任务信息的第二观测任务，并予以迭代第一观测任务。

如图2所示，是本发明实施例所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围，具体步骤包括：

步骤201，基于所述预报信息，预判断目标台风到达监测警戒线的T时刻和T时刻目标台风位置；

步骤202，基于所述预判断的T时刻目标台风位置，获得在T时刻时的目标台风的中心点位置；

步骤203，基于所述目标台风的中心点位置，建立T时刻观测任务，设定与编号界线的范围相同第一观测范围。

如图3所示，是本发明实施例根据卫星观测目标台风得到T时刻的即时信息：即时台风的半径、即时位置和即时移动速度，得到第二观测范围，具体步骤为：

步骤301，根据所述即时台风的半径，调整设定第一观测范围，得到第二观测范围。

步骤302，所述根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置。

步骤303，根据所述即时位置和第二观测范围，确定即时中心点位置，同时判断与预判断的T时刻目标台风位置的中心点位置的是否存在偏差。

步骤304，根据所述即时信息建立第二观测任务，同时即时迭代观测任务。

根据所述即时移动速度通过线性差值法分段计算以T时刻为时刻起点，以时段为间隔逐级相加至T+48h时刻的中心点的位移轨迹；

根据T时刻目标台风纬度数据、台风预报目标台风纬度数据，采用直线等差数列进行逐小时差值计算未来48h目标台风中心纬度，为减小误差，依据台风预报结果时间间隔分段进行计算。

台风位于开始编号边界与48h警戒线之间时，根据多星实时台风T时刻纬度数据，台风预报结果T+12h、T+24h、T+36h、T+48h台风纬度数据，采用直线内插值法计算逐小时T+1h至T+11h、T+13h至T+23h、T+37h至T+47h台风纬度数据。

台风位于48h警戒线与24h警戒线之间，根据多星实时台风T时刻纬度数据，台风预报结果T+12h、T+24h、T+36h、T+48h台风纬度数据，采用直线内插值法计算逐小时T+1h至T+11h、T+13h至T+23h、T+37h至T+47h台风纬度数据。

台风位于24h警戒线内，根据台风预报结果，根据多星实时台风T时刻纬度数据，台风预报结果T+6h、T+12h、T+18h、T+24h、T+36h、T+48h台风纬度数据，采用直线内插值法计算逐小时T+1h至T+5h、T+7h至T+11h、T+13h至T+17h、T+19h至T+23h、T+25h至T+35h、T+37h至T+47h台风纬度数据

根据T时刻实际目标台风中心位置经纬度数据、T时刻规划观测区域中心预报位置经纬度数据，计算位置误差、移向误差和移速误差，误差计算结果发送至台风机动观测任务智能调度分系统。路径误差为台风中心预报位置与实况位置的距离。路径误差可分解为两个误差分量，分别为沿着观测台风移动路径(Along-track)和垂直于观测台风移动路径(Cross-track)的误差分量。

建立以T时刻至T+48h时刻的若干第二观测任务，根据每一时刻观测获得的目标台风的即时信息即时迭代第二观测任务。

如图4所示，是本发明实施例一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的系统，包括：

获取模块401，用于获取目标台风的信息，具体用于根据用户观测需求以及国家气象中心台风预报，智能感知并自动解析得到快速成像仪台风的机动观测任务需求汇总信息，其中，机动观测任务需求汇总信息至少包括如下之一：台风预报信息、用户台风观测需求信息、台风跟踪观测需求信息、台风定位定强观测任务需求信息；

自动接收气象中心T+1h时次发布台风预报报文，智能解析报文提供的预报T+6h、T+12h、T+18h、T+24h、T+36h、T+48h、T+60h、T+72h、T+96h、T+120h台风移动方向、移动速速、强度信息。其中，台风位于开始编号边界与48h警戒线之间时，仅解析预报T+12h、T+24h、T+36h、T+48h、T+60h、T+72h、T+96h、T+120h台风移动方向、移动速速、强度信息；台风位于48h警戒线与24h警戒线之间，仅解析预报T+12h、T+24h、T+36h、T+48h、T+60h、T+72h、T+96h、T+120h台风移动方向、移动速速、强度信息；台风位于24h警戒线内，解析预报T+6h、T+12h、T+18h、T+24h、T+36h、T+48h、T+60h、T+72h、T+96h、T+120h台风移动方向、移动速速、强度信息。

系统自动接收气象中心T+15min时次发布台风卫星指导报报文，智能解析台风卫星指导报文中提供的所有台风T时次实时定位经纬度信息、所有台风强度等监测信息（登陆期间不再包含强度信息）。

实时接收台风停编报，智能解析台风停编报中提供的所有台风结束位置经纬度信息。

第一任务模块402，用于根据所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围；

第二任务模块403，用于根据获取目标台风即时信息，并得到第二观测范围；根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置，建立第二观测任务；

执行模块404，用于执行第一任务模块和第二任务模块；

更新模块405，用于即时迭代观测任务。

具体实施时，根据用户观测需求，以国家气象中心台风预报为观测依据，通过智能感知自动解析快速成像仪台风机动观测任务需求汇总信息，包括台风预报信息、用户台风观测需求信息、台风跟踪观测需求信息、台风定位定强观测等任务需求；根据目标台风的台风报中定位、强度等监测信息，以及移动速度、移动方向、强度等预报信息，智能规划快速扫描仪智能台风机动观测范围、台风机动观测时间和台风机动观测频次、台风机动观测轨迹等观测任务信息，结合卫星平台管理任务安排、地面应用系统业务运行安排综合进行智能决策，实现台风机动观测任务星地智能调度，自动生成快速成像仪台风机动观测任务时间表并进行智能快速部署。在台风机动观测期间，间隔1h 更新智能解析台风观测结果。快速成像仪台风机动观测系统具备智能自动化维护能力，可实现自系统的一键启停功能；并可根据载荷的台风观测需求及地面应用系统间适配性智能配置，实现星地智能运维。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

根据观测需求以及气象中心台风预报，智能感知并自动解析得到快速成像仪台风的机动观测任务需求汇总信息的方式，用于根据所述机动观测任务需求汇总信息中目标台风的所述台风报中定位以及强度的监测信息，以及目标台风的移动速度、移动方向、强度的预报信息，智能规划得到扫描仪智能台风的机动观测范围、台风机动观测时间、台风机动观测频次、台风机动观测轨迹观测任务信息，从而实现了达到了结合卫星平台管理任务安排以及地面应用系统业务运行安排综合进行智能决策，以使台风机动观测任务实现星地智能调度，同时自动生成快速成像仪台风的机动观测任务时间表并进行智能快速部署的技术效果，进而解决了台风观测系统的智能化程度不足、机动性较差的技术问题。

如图5所示，是本发明实施例获取模块401，包括：

第一获取单元411，用于获取目标台风预报，得到预报信息；

第二获取单元412，用于获取目标台风T时刻的即时信息。

如图5所示，是本发明实施例执行模块404还包括：

调整单元414，用于调整观测范围，具体将第一观测范围调整为第二观测范围。

调整单元根据实时台风机动观测图像中心点路径规划数据更新台风机动任务时间表观测区域中心位置规划参数。实时更新根据台风机动观测路径智能规划分系统观测区域中心位置与台风中心位置误差计算结果，智能判断误差是否超限，具备超限后实时调度路径智能规划分系统更新观测路径规划，并实时调度观测任务智能决策分系统依据新路径规划更新任务时间表的能力。避免过度更新任务时间表，地面应用系统频繁发令造成系统压力及风险。

本发明实施例提供的一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法及系统，以解决台风观测系统的智能化程度不足、机动性较差的问题，以实现对台风的即时性监测。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的方法，其特征在于，包括：

获取目标台风预报，得到预报信息；

基于所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围；

获取目标台风即时信息，根据所述即时信息，得到第二观测范围；

根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置；

根据所述即时信息建立第二观测任务，同时即时迭代观测任务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围，具体包括：

基于所述预报信息，预判断目标台风到达监测警戒线的T时刻和T时刻目标台风位置；

基于所述预判断的T时刻目标台风位置，获得在T时刻时的目标台风的中心点位置；

基于所述目标台风的中心点位置，建立T时刻观测任务，设定第一观测范围；

所述设定第一观测范围与编号界线的范围相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预报信息包括：台风移动方向、移动速度、编号界线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述即时信息包括：即时台风的半径、即时位置和即时移动速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述即时信息，得到第二观测范围，具体为：根据所述即时台风的半径，调整设定第一观测范围，得到第二观测范围。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置，具体为：根据所述即时位置和第二观测范围，确定即时中心点位置，同时判断与预判断的T时刻目标台风位置的中心点位置的是否存在偏差。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述即时信息建立第二观测任务，同时即时迭代观测任务，具体为：根据所述即时移动速度通过线性差值法分段计算以T时刻为时刻起点，以时段为间隔逐级相加至T+48h时刻的中心点的位移轨迹；

建立以T时刻至T+48h时刻的若干第二观测任务，根据每一时刻观测获得的目标台风的即时信息即时迭代第二观测任务。

8.一种实现卫星提前规划智能机动观测台风的系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标台风的信息，具体用于根据用户观测需求以及国家气象中心台风预报，智能感知并自动解析得到快速成像仪台风的机动观测任务需求汇总信息，其中，机动观测任务需求汇总信息至少包括如下之一：台风预报信息、用户台风观测需求信息、台风跟踪观测需求信息、台风定位定强观测任务需求信息；

第一任务模块，用于根据所述预报信息，建立第一观测任务，设定第一观测范围；

第二任务模块，用于根据获取目标台风即时信息，并得到第二观测范围；根据所述即时信息和第二观测范围，确定即时中心点位置，建立第二观测任务；

执行模块，用于执行第一任务模块和第二任务模块；

更新模块，用于即时迭代观测任务。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所获取模块，包括：

第一获取单元，用于获取目标台风预报，得到预报信息；

第二获取单元，用于获取目标台风T时刻的即时信息。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述执行模块还包括：

调整单元，用于调整观测范围，具体将第一观测范围调整为第二观测范围。