风三地面应用系统运维辅助系统设计

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摘要：风云三号气象卫星地面应用系统为卫星业务正常运行提供着可靠支撑，风云三号气象卫星资料应用越来越广泛。为提高风云三号气象卫星及地面应用系统异常发现和处理的时效性，降低运维人员的工作强度，在现有风云三号气象卫星地面应用系统的基础上，设计相应的运维辅助系统。

关键词：风云三号气象卫星；地面应用系统；运维辅助系统；系统设计

DOIDOI：10.11907/rjdk.161708

中图分类号：TP319

文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2016）009006002

基金项目基金项目：国家863计划项目（2011AA12A104）

作者简介作者简介：张媛媛（1986-），女，山东枣庄人，博士，国家卫星气象中心工程师，研究方向为极轨气象卫星地面应用系统设计与运行管理。

0引言

风云三号气象卫星是我国第二代极轨气象卫星，其卫星资料已广泛应用在天气预报、气候预测、环境和自然灾害监测、农业等多个领域，为国家经济发展、社会进步作出了重要贡献[12]。

地面应用系统作为风云气象卫星工程大系统中的一个重要组成部分， 对卫星应用效益的发挥起着重要的作用[2]。一直以来，国家卫星气象中心（简称为卫星中心）承担着我国气象卫星地面应用系统的建设、运行管理和维护工作。自风云三号极轨气象卫星入轨以来，风云三号气象卫星地面应用系统（简称为风三地面应用系统）已经并正在为卫星业务的运行提供着可靠支撑。在日常运维中，运维人员利用这个系统可以准确地进行卫星资料接收质量评价、产品生成状况判断、相关异常定位以及服务器运行状态监控等。然而，这些工作仍然需要运维人员进行较复杂与繁琐的操作，尤其在数据异常、生成产品缺失、服务器文件系统状态统计时，运维人员需要在大量的后台文件中进行查找、判断与分析，往往耗费大量时间。针对以上问题，本文以日常运维为出发点，以现有风三地面应用系统为支撑，以高时效性为目标，针对当前一些需大量人工介入的运维工作，提出一种高效的运维辅助系统，对提高异常应对的时效性和降低运维人员的劳动强度具有重要意义。

1系统需求

风三地面应用系统工作流程如图1所示，运行控制系统每天定时生成运行作业时间表，自动发往计算机与网络系统的业务调度系统和国内外地面站，各站按时间表接收获取风云三号卫星资料。国内外地面站将接收到的卫星资料经译码、解包和质量检验后形成数据包文件，并通过广域网链路送到计算机与网络系统。计算机与网络系统自动启动作业调度流程，首先对各站资料进行去重复处理和质量控制，然后启动预处理生成一级产品，最后由产品生成系统生成二级产品和三级产品[34]。其中运行控制系统和计算机与网络系统都位于卫星中心。

为保证风三地面应用系统正常运行，运维人员需要了解该系统各环节的工作状态，并对某些文件进行存储，以便进行长时间序列分析，并在异常发生时能及时发现、解决，在最大程度上保证卫星产品的完整性和时效性。由于卫星中心无法直接访问国外地面站资料接收相关的服务器，所以本文只对国内地面站资料接收情况和数据包文件积压情况进行监视。

（1）卫星载荷工作状态监视。风三地面应用系统在设计中有对卫星载荷工作状态的监视，原理为监视相关参数数值是否在正常域值内，但是对于很多参数在域值范围内还具有一定特性，如具有一定变化规律，在运维工作中存在某些参数数值虽然在正常域值内，但变化规律不正常，而目前对卫星载荷工作状态的监视不涉及相关参数变化规律，常常需一级产品处理出来后才能发现卫星载荷异常，因此如果增加对相关参数变化规律的监视可进一步提高卫星异常的发现时效。

（2）地面站资料接收情况监视。风三地面应用系统国内地面站使用主备两套设备同时接收卫星资料，当主机收到的卫星资料所生成的数据包文件质量差时，则需回放备机中的数据包文件。目前，卫星中心对主备机数据包文件质量好坏的判断需查找后台，步骤相对繁琐，不仅运维的工作强度大，而且当异常发生时，繁琐的查找需花费较长时间。

（3）地面站文件积压情况监视。风三地面应用系统采用文件传输对帐单、地面传输监视页面等手段监视地面站数据包文件传输情况，但数据包文件未正常传输时，可能是网络或通信进程异常造成数据包文件积压在地面站相关服务器、地面站接收异常或卫星异常造成的数据包文件缺失等原因导致。虽然数据包文件未正常传输大多是网络或通信进程异常造成的，但是业务无小事，针对每个异常都需要人工确认原因，若能由系统自动监视地面站数据包文件积压情况，一方面可以提高网络或通信进程异常处理的时效，另一方面若系统能自动处理通信进程异常，则可大大降低运维人员的工作强度。

（4）卫星中心接收文件情况监视。在使用文件传输对帐单、地面传输监视页面等工具监视卫星中心是否收到国内外地面站传输的卫星资料时，该工具在数据包文件未按时到达或相关参数文件未正常写入等情况下则认为数据包文件没有到达卫星中心，这时需要运维人员在后台查找所有相关文件目录，确认数据包文件是否延时到达，工作量大。

（5）各级产品生成状况监视。风三地面应用系统通过监视作业流运行情况来监视产品生成情况，当某个产品发生缺失时，需人工后台定位缺失产品对应的轨道号等信息，然后根据轨道号等信息查找相关作业流确定产品缺失原因。由于很多产品每日数量很多，定位过程较复杂，所需时间较长，若系统能自动定位缺失产品，在降低工作强度的同时，更能提高异常处理的时效性。

（6）服务器文件系统使用情况监视。卫星中心运维人员每天对数据汇集、预处理、产品生成等所使用的服务器文件系统的使用情况进行统计，以便观察各文件系统使用情况变化，从而保证服务器工作状态正常，运维人员对各文件系统使用情况的统计需要在后台进行查找，工作量大。

2系统设计