自然灾害数据采集卫星星座与系统(精) 9787515919010

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作者: 陶家渠
出版社: 中国宇航出版社
ISBN: 9787515919010

出版时间: 2021-03
装帧: 精装
开本: 32开

作者: 陶家渠
出版社: 中国宇航出版社

ISBN: 9787515919010
出版时间: 2021-03

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自然科学

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31129118

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前言

灾害的发生有孕育过程，要有针对性地按其发展演化过程中出现的前兆征候加以监测。正常情况下，自然现象并非恒定不变，灾害前兆往往易被掩盖混淆。而且大自然是在不断演化中前进的，灾害形成的机理模式也会随之改变，因此即使总结出了历史上的有关前兆的规律作为参考依据，也有可能失误。然而，源于几种灾害，以众多不同机理诱导出的前兆必然在时空特性上存在着关联性。因此，综合集成这些前兆，将有助于灾害的预测预报。面对这一巨大系统工程，采取钱学森建议的从定性到定量综合集成研讨厅方法，开展研究与作出决策是必由之路。为此，书中给出了一套预测预报的评定与评价体系。灾害中许多前兆出现的时刻与灾害突发的时刻非常接近，要求分秒必争，因此所采集数据的高速传输是集中决策的关键，会直接影响预测预报的成效。卫星星座是实现采集数据高速传输的主要手段，它避开了大灾害之前的小灾害对地面通信网的毁坏，可以联接不具备地面通信条件的或受山脉阻挡的地面监测预测台站，保证无时间中断的实时数据传输。我国各灾害主管部门已经和正在建设各自灾种的地面监测预测台站。卫星星座系统可以保障将灾害瞬即发生的前兆信号以及平时日积月累采集的背景信号，都传送到各对应灾种灾害分析研究及综合决策部门。为此，所有灾种地面监测预测的几十万个台站需配备相应数据采集终端，将瞬即采集的数据发送至正在过顶的卫星，并限度地发挥卫星系统的效率。鉴于我国卫星和运载火箭技术已成熟，而先进的运载火箭，微纳卫星及其抗辐照、长寿命、高可靠、高性能的微电子集成电路、系统芯片（SoC）、微光机电器件、微系统技术等日趋成熟，以20 kg的微纳卫星组成精确入轨入座的星座已成为可能。因此开展此项研制工作，也可以带动国家新技术的发展，并降低成本。由此，我们提出了设计数据采集卫星星座与系统——包括数据采集终端、卫星及其星座、运载火箭及其上面级、卫星应急相位调控、应急火箭、地面网关站和地面运管与数据处理站——的设计思想、技术路线，以及方案的主要技术指标。这是一个巨大系统，是在总体设计思想和总体技术路线指导下开展研究的，经与诸灾种行业与航天行业的上百位专家交流讨论，成为大家协同工作的结晶。在形成本书的研究过程中，主要参与的同志有余明晖、朱培民、刘正全、宋涛、王小波、王松梅、何明、雷凯、沈桥、王山虎、黄辉、皮本杰等，在此向他们表示感谢。书稿形成已有多年。2019年10月书记指出：“我国自然灾害防治能力总体还比较弱，提高自然灾害防治能力，是实现‘两个一百年’奋斗目标的必然要求，必须抓紧抓实。要坚持预防为主，努力把自然灾害风险和损失降至；实施自然灾害监测预警信息化工程，提高多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力；实施自然灾害防治技术装备现代化工程。”这一伟大号召，激励我迅即完稿，期望在这一伟大工程的实施中，从顶层总体设计上贡献点滴创新构思。全书分为7章。第1章灾害与预测，第2章地面监测预测台站与数据传输设计，第3章数据采集卫星星座与系统总论，第4章地面灾害监测预测台站的终端，第5章微纳卫星，第6章运载火箭、上面级、应急火箭，第7章数据采集网关站和运管与数据处理站。本书的读者对象包括从事自然灾害监测预警信息化、多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警、自然灾害防治技术装备现代化工作的顶层总体人员，以及微小卫星和卫星应用系统的经营管理者与工程技术人员，亦可供高等院校航天专业、系统工程专业、各灾种相关专业的教学与研究工作者研阅。
【书摘与插画】

商品简介

自然灾害中许多前兆出现的时刻与灾害突发的时刻非常接近，因此所采集数据的高速传输是集中决策的关键，会直接影响灾害预测预报的成效。卫星星座是实现采集数据高速传输的主要手段，可以联接不具备地面通信条件的或受山脉阻挡的地面监测预测台站，保证无时间中断的实时数据传输。《航天科技出版基金自然灾害数据采集卫星星座与系统》提出了数据采集卫星星座与系统——包括数据采集终端、卫星及其星座、运载火箭及其上面级、卫星应急相位调控、应急火箭、地面网关站和地面运管与数据处理站——的设计思想、技术路线，以及方案的主要技术指标。

《航天科技出版基金自然灾害数据采集卫星星座与系统》的读者对象包括从事自然灾害监测预警信息化、多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警、自然灾害防治技术装备现代化工作的顶层总体人员，以及微小卫星和卫星应用系统的经营管理者与工程技术人员，亦可供高等院校航天专业、系统工程专业、各灾种相关专业的教学与研究工作者研阅。

作者简介

陶家渠国防部第五研究院钱学森院长学术秘书，七机部届科学技术委员会专业组副组长，航天工业部科技司总工程师，兼国防科委洲际导弹专事顾问；航空航天工业部科技司副司长；中国航天第九研究院院长、科技委主任。

目录
第1章  灾害与预测
  1.1  自然灾害
  1.2  灾害预测
  1.3  预测的难度与困难
  1.4  群测群防
    1.4.1  群测群防的兴起与发展
    1.4.2  群测群防的历史贡献
    1.4.3  群测群防的作用与意义
    1.4.4  群测群防存在的不足
    1.4.5  现代群测群防
    1.4.6  群测群防的政策与建议
  1.5  预测与预报
    1.5.1  不同灾害阶段对应着不同的预测与预报
    1.5.2  临灾预警时间
    1.5.3  预测与预报的时间关联性要求
    1.5.4  预测与预报的可靠性要求
  1.6  灾害关联性
    1.6.1  灾害前兆现象间的关联性
    1.6.2  研究灾害关联性的意义
  1.7  “从定性到定量的钱学森综合集成研讨厅”的
    研究方式
    1.7.1  “从定性到定量的钱学森综合集成研讨厅”
    1.7.2  “钱学森综合集成研讨厅”研讨命题举例
  1.8  预测预报评定
    1.8.1  预测预报评定的必要性
    1.8.2  评定与评价方式及准则
    1.8.3  地震三要素预测预报的评定与评价方式及准则
第2章  地面监测预测台站与数据传输设计
  引言
  2.1  灾害数据传输需求的总体设计思想
    2.1.1  各灾害地面监测预测台站的仪表设备性能的内涵
    2.1.2  减少数据传输终端数量的原则
    2.1.3  减少数据传输终端数据传输量的原则
    2.1.4  一次采集的平均发送数据率
    2.1.5  数据传输终端的品种分档原则
    2.1.6  日数据总量的估算
    2.1.7  对于音频视频信号的数据传输设计
    2.1.8  卫星传输数据总量计算
    2.1.9  数据采集卫星的需求指标设计与管理原则
  2.2  灾害数据传输需求论证与组织
    2.2.1  各灾种的数据传输需求论证大纲
    2.2.2  数据传输需求初步论证与分析的组织
    2.2.3  数据传输需求论证的完善与确认
  2.3  数据传输终端设计
    2.3.1  单台仪表的数据采集量计算
    2.3.2  灾害关联性科学研究平台试验区数据采集量
    2.3.3  森林草原火灾监测数据采集量
    2.3.4  沙尘暴灾害监测数据采集量
  ……
第3章  数据采集卫星星座与系统总论
第4章  地面灾害监测预测台站的终端（DCP）
第5章  微纳卫星
第6章  运载火箭、上面级、应急火箭
第7章  数据采集网关站和运管与数据处理站

内容摘要
自然灾害中许多前兆出现的时刻与灾害突发的时刻非常接近，因此所采集数据的高速传输是集中决策的关键，会直接影响灾害预测预报的成效。卫星星座是实现采集数据高速传输的主要手段，可以联接不具备地面通信条件的或受山脉阻挡的地面监测预测台站，保证无时间中断的实时数据传输。本书提出了设计数据采集卫星星座与系统——包括数据采集终端、卫星及其星座、运载火箭及其上面级、卫星应急相位调控、应急火箭、地面网关站和地面运管与数据处理站——的设计思想、技术路线，以及方案的主要技术指标。

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该书是国内部系统论述自然灾害数据采集卫星星座的著作。
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