在航天科学飞速发展的今日，卫星观测已成为气候预报和大气科学研究不行短少的有用手法。它能为工、农业生产，为帆海、渔业、林业、水利及军事保证等供给重要的服务。GMS系列气象卫星是由联合国教科文安排赞助、日本气象厅担任施行的一个项目。它观测到的云图材料具有实时性好、掩盖面广、信息量大的特色，是我国和东南亚、大洋洲各国进行气象预报、剖析的首要依据。在卫星云图的接纳、处理体系中，数据的实时选取与保存、过后的图画处理是关键技术。下面论说的是GMS-3卫星云图数据的实时选取与保存、过后图画处理的作业原理、关键技术完结办法。
1 GMS-3卫星及其云图材料简介
GMS-3气象卫星静止于东经140度赤道上空，卫星自转的速度为100转/分，自转进程中有20度针对地球扫描获取云图数据，240度对空扫描，对空扫描期间将刚获取的云图材料传输给地上设备。卫星自转一圈扫描获取的数据称为一帧，依据转速能够核算出每帧数据的扫描及传输，为（60秒/100转）=600ms。卫星扫描步进方向为自北向南，对地球悉数扫描一遍约2300帧数据。
GMS-3卫星云图每帧的数据结构如图1所示。
每帧云图数据由9个数据段组成。
同步段由20000bit帧同步码组成，首要用于帧同步，不需保存。
IR1、IR2、IR3段为红外云图数据，GMS-3只用于其间IR1段，IR2、IR3保存备用。IR1由2291个字组成，每个字代表一个卫星扫描的象素点，灰度等级为256级。IR1共有2291字节数据。
V1、V2、V3、V4为可见光云图数据， GMS-3云图中，可见光的分辨率为红外的4倍，所以V1、V2、V3、V4每个数据段均有数据，其字数应为2291+2291+（9164×4）= 41238字节，约为42KB，传输速度为660Kbit/s，扫描地球表面一次数据量为41238×2300=94847400字节，约95MB。
2 云图数据的实时选取
当卫星接纳机收到卫星发来的高频信号后，首要对它进行高频、中频扩大及调停、解码处理，撮出云图图画数据及帧同步脉冲、字同步脉冲、位同步脉冲等信号。因为GMS-3云图信息是一个660Kbit 的数据流，数据量高达95MB，所以应当对云图接纳机发来的数据进行前置预处理。预处理的首要作用是对接纳机发来的数据进行提取、缓冲，去掉一些无用的重复数据。本文介绍的云图处理体系，以一片Intel 8086 CPU为中心组成一个16位专用单板机，其框图如图2所示。
接口及同步电路首要用于对接纳机送出的信号进行帧同步和串并转化，然后以16位DMA的办法将数据存入缓冲存储器中。存储器分两个部分，RAM1和RAM2。接纳数据时，将一帧数据首要放入 RAM1或RAM2中的一个中，例如RAM1中，当一帧数据接纳并处理完后，Intel 8086 CPU操控总线接口电路向主机宣布取数据恳求，并将保存最近一帧数据的RAM1存储器的操控权交给主机，一起做好下一帧数据存入另一存储器RAM2中的预备。用这种双缓冲存储器办法，能够使数据预处理与主机对云图的处理并行进行，大大节省了主机的资源开支，可完结云图的实时显现。
3 云图数据的实时存储
因为GMS-3卫星云图数据量大、传输速度高，选用一般的文件读写办法不能完结数据的实时存盘要求，有必要绕过操作体系的文件安排结构，直接对磁盘上的磁道进行寻址和读写操作。图3所示为磁盘上的磁道、扇区安排形式。操作体系一般以扇区为单位进行读/写拜访，即一次读/写一个扇区。一扇我一般为512字节，0.5KB，读写一个扇区一般要 1.5ms，磁头在磁道间移动的定位时刻，即均匀寻道时刻为10ms。假定操作体系每读/写一个扇区后均需从头定位磁道，则存储一帧42KB数据所花的时刻为（42/0.5）×（10+1.5）=966ms，超过了卫星发一帧数据的时刻600ms。若在程序中直接操控磁头定位到某一磁道，然后接连写完该磁道上的一切扇区，再去寻觅下一空磁道，则假定每一磁道有17个扇区，那么一个磁道上就保存17/2=8.5KB数据，花费时刻（17×1.5）+10= 35.5ms。保存一帧数据约需拜访（42/18.5）约为5个磁道，所需时刻为35.5×=177.5ms，大大小于600ms，彻底满意了实时存储的要求。
4 首要图画处理功用
GMS-3卫星云图含有丰厚的信息，对它的图画进行各种处理，能够获取许多有用的材料。下面简述几项常用的首要功用。
（1）加伪五颜六色
GMS-3云图所获取的是红外和可见光的灰度等级。红外的灰度等级为256，人眼较难区别，可将红外云图用8种色彩，每种色彩32个灰度等级在CRT上显现出来，便于调查剖析。
（2）周游、扩大、缩小功用
因为云图全景为一个2300×2300的矩形，在屏幕上不易按1：1的份额显现出来，因而，图画处理中规划了周游、扩大、缩小等功用，以便能对云图的大局或部分进行调查、剖析。
（3）动画显现
可接连显现多幅不一起间的卫星云图，从中能够看出气候体系的改变进程，并可进行风场演推等剖析核算。
（4）网络及地标处理
网络指经纬度网络。GMS-3卫星经过边扫描边标定本身方位和姿势的办法，获取一组经、纬度线相交点对应图画象素的数据，它不彻底等同于地图上的经纬度坐标。依据这组数据在云图上可画出经纬度网格线，进步对气候体系的观测精度。一起，对海岸线、国境线、江河等地理方位，也作了批改处理。
本文以GMS-3为例介绍了一种气象卫星云图微机处理体系的办法及首要功用、关键技术。它以较低价的本钱完结了高速度、大容量数据的处理，较好地满意了各方面的要求。
