子午工程數(shù)據(jù)資源概述

秦佳媚，鐘鼎坤*，馮學(xué)尚，向長(zhǎng)青，鄒自明

1. 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100190

2. 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心，北京 100190

引 言

從太陽(yáng)大氣、行星際，一直到地球的廣闊空間中會(huì)發(fā)生具有因果關(guān)系的物理現(xiàn)象，即空間天氣。按美國(guó)國(guó)家空間天氣計(jì)劃定義，“空間天氣”指“太陽(yáng)和太陽(yáng)風(fēng)、磁層、電離層和熱層中能影響空間與地面技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)行和可靠性，以及危害人類(lèi)健康和生命的狀態(tài)”[1]。因此，空間天氣是空間環(huán)境中的災(zāi)害性天氣狀態(tài)、條件或事件，它會(huì)造成空間和地面技術(shù)系統(tǒng)的損壞、對(duì)人類(lèi)的健康和生命產(chǎn)生威脅。

為了進(jìn)一步研究空間環(huán)境中的災(zāi)害性空間天氣的變化規(guī)律，我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)新性地提出并建成了“東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)子午鏈項(xiàng)目”（簡(jiǎn)稱(chēng)“子午工程”）。子午工程是我國(guó)空間天氣領(lǐng)域唯一的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，是近地空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其地域覆蓋性和探測(cè)手段綜合性處于國(guó)際領(lǐng)先水平：沿東半球東經(jīng)120°子午線附近和北緯30°附近的15 個(gè)綜合性觀測(cè)臺(tái)站、37 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，部署了87 臺(tái)（套）監(jiān)測(cè)設(shè)備，綜合運(yùn)用無(wú)線電、地磁、光學(xué)和探空火箭等多種探測(cè)手段；可以連續(xù)監(jiān)測(cè)地球表面20-30 公里以上直到幾百公里的中高層大氣、電離層和磁層，以及十幾個(gè)地球半徑以外的行星際，獲得地磁場(chǎng)、電場(chǎng)、中高層大氣的風(fēng)場(chǎng)、密度、溫度和成分，電離層、磁層和行星際太陽(yáng)風(fēng)的速度等空間環(huán)境參數(shù)[2-3]。經(jīng)過(guò)十余年的穩(wěn)定運(yùn)行，子午工程已產(chǎn)出地磁場(chǎng)、電場(chǎng)、中高層大氣風(fēng)場(chǎng)等數(shù)據(jù)集163 種，總數(shù)據(jù)量達(dá)到7 TB。

本文介紹了子午工程數(shù)據(jù)資源情況、數(shù)據(jù)產(chǎn)品的組織與定義、產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，為用戶使用子午工程數(shù)據(jù)產(chǎn)品提供參考。

1 監(jiān)測(cè)設(shè)備及數(shù)據(jù)資源

子午工程的87 臺(tái)（套）監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以分為以下5 類(lèi)：地磁（電）監(jiān)測(cè)設(shè)備、無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備、宇宙線監(jiān)測(cè)設(shè)備、光學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備和行星際監(jiān)測(cè)設(shè)備。

1.1 地磁（電）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

子午工程共部署了35 臺(tái)地磁(電)監(jiān)測(cè)設(shè)備：13 臺(tái)感應(yīng)式磁力儀、4 臺(tái)磁通門(mén)磁力儀、4 臺(tái)Overhauser 磁力儀、4 臺(tái)磁通門(mén)經(jīng)緯儀、5 臺(tái)大氣電場(chǎng)儀、5 臺(tái)地電場(chǎng)儀等地磁（電）監(jiān)測(cè)設(shè)備（設(shè)備部署見(jiàn)圖1）。這些監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括地磁絕對(duì)觀測(cè)、地磁相對(duì)記錄、地電場(chǎng)、大氣電場(chǎng)、地磁波動(dòng)等數(shù)據(jù)，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集見(jiàn)附錄2 第1-49 項(xiàng)。

圖1 地磁（電）監(jiān)測(cè)設(shè)備部署圖

1.2 無(wú)線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

根據(jù)設(shè)備規(guī)模，無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備被分為常規(guī)無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備和大型無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備。

1.2.1 常規(guī)無(wú)線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

子午工程共部署了25 臺(tái)常規(guī)無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備：5 臺(tái)數(shù)字測(cè)高儀、6 臺(tái)GPS-TEC 監(jiān)測(cè)儀、4 臺(tái)電離層TEC 及閃爍監(jiān)測(cè)儀、4 臺(tái)電離層高頻多普勒監(jiān)測(cè)儀、2 臺(tái)流星雷達(dá)、4 臺(tái)TYC 電離層探測(cè)儀等常規(guī)無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備（設(shè)備部署見(jiàn)圖2）。這些監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括電離層測(cè)高儀垂測(cè)頻高圖和漂移速度、電離層總電子含量、電離層閃爍、電離層GPS 偽距和相位、電離層多普勒頻移、中高層大氣風(fēng)場(chǎng)、中高層大氣湍流和風(fēng)場(chǎng)、電離層漂移、電離層回波強(qiáng)度、視線方向速度、多普勒頻譜寬度、電離層電子濃度、電子和離子溫度、功率譜剖面、等離子體運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)據(jù)，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集見(jiàn)附錄2 第50-97 項(xiàng)。

圖2 常規(guī)無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備部署圖

1.2.2 大型無(wú)線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

子午工程共部署了4 臺(tái)大型無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備：2 臺(tái)MST 雷達(dá)、1 臺(tái)甚高頻相干散射雷達(dá)、1 臺(tái)高頻相干散射雷達(dá)、1 臺(tái)非相干散射雷達(dá)等大型無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備（設(shè)備部署圖見(jiàn)圖3）。這些監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括中高層大氣湍流和風(fēng)場(chǎng)、電離層漂移、電離層回波強(qiáng)度、視線方向速度、多普勒頻譜寬度、電離層電子濃度、電子和離子溫度、功率譜剖面原始數(shù)據(jù)、電離層等離子體運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)據(jù)，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集見(jiàn)附錄2 第98-125 項(xiàng)。

圖3 大型無(wú)線電監(jiān)測(cè)設(shè)備分布圖

1.3 宇宙線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

子午工程在北京、廣州兩處的觀測(cè)站點(diǎn)部署了1 臺(tái)宇宙線中子堆、1 臺(tái)μ子望遠(yuǎn)鏡共2 臺(tái)宇宙線監(jiān)測(cè)設(shè)備（設(shè)備部署見(jiàn)圖4）。這兩臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括宇宙線μ子流量、中子流量等數(shù)據(jù)，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集見(jiàn)附錄2 第126-129 項(xiàng)。

圖4 宇宙線監(jiān)測(cè)設(shè)備分布圖

1.4 光學(xué)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

子午工程共部署了9 臺(tái)光學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備：1 臺(tái)光學(xué)干涉儀、2 臺(tái)全天空氣輝成像儀、5 臺(tái)激光雷達(dá)、1 臺(tái)極光光譜儀等光學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備（設(shè)備部署見(jiàn)圖5）。這些監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括中高層大氣風(fēng)場(chǎng)和溫度、氣輝輻射和大氣波動(dòng)、大氣密度、大氣溫度、鈉層密度、瑞利散射光子計(jì)數(shù)、熒光散射光子計(jì)數(shù)、氣溶膠消光系數(shù)、米散射光子計(jì)數(shù)、大氣風(fēng)場(chǎng)光子計(jì)數(shù)、地磁子午線極光光譜等數(shù)據(jù)，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集見(jiàn)附錄2 第130-159 項(xiàng)。

圖5 光學(xué)設(shè)備分布圖

1.5 行星際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

子午工程在北京密云部署了1 臺(tái)行星際閃爍監(jiān)測(cè)儀（IPS）（設(shè)備部署見(jiàn)圖6）。IPS 獲取行星際閃爍數(shù)據(jù)，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集見(jiàn)附錄2 第160-163 項(xiàng)。

圖6 行星際設(shè)備分布圖

2 數(shù)據(jù)產(chǎn)品的組織與定義

2.1 數(shù)據(jù)產(chǎn)品組織

根據(jù)《子午工程空間天氣科學(xué)數(shù)據(jù)管理規(guī)范》，子午工程數(shù)據(jù)資源以數(shù)據(jù)集和元數(shù)據(jù)的形式對(duì)外共享，由同一觀測(cè)站點(diǎn)同一監(jiān)測(cè)設(shè)備產(chǎn)出的同一種科學(xué)數(shù)據(jù)文件構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)集，每個(gè)數(shù)據(jù)集均有元數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行解釋和說(shuō)明，如圖7 所示。

圖7 數(shù)據(jù)產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)

1) 數(shù)據(jù)文件：具有使用價(jià)值的獨(dú)立文件實(shí)體，是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的最小粒度。

2) 數(shù)據(jù)集：具有相同起源、處理程度、應(yīng)用價(jià)值或相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)數(shù)據(jù)文件的集合。同一觀測(cè)站點(diǎn)同一監(jiān)測(cè)設(shè)備產(chǎn)出的同一種科學(xué)數(shù)據(jù)文件構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集配備元數(shù)據(jù)及輔助性文檔，以支持在數(shù)據(jù)集層次資源的統(tǒng)一管理、檢索和數(shù)據(jù)釋義。

3) 元數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)產(chǎn)品屬性信息的詳細(xì)描述，主要用于產(chǎn)品釋義。包括數(shù)據(jù)集描述信息、數(shù)據(jù)生產(chǎn)者信息、觀測(cè)站點(diǎn)信息、監(jiān)測(cè)設(shè)備信息、聯(lián)系人信息等。

4) 輔助文檔：輔助數(shù)據(jù)集理解的其他技術(shù)文檔，如格式說(shuō)明文檔等。

2.2 數(shù)據(jù)產(chǎn)品的元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)（Metadata）是用于描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，如圖8 所示。元數(shù)據(jù)文件類(lèi)型為XML，包含數(shù)據(jù)集名稱(chēng)、標(biāo)識(shí)、內(nèi)容涵蓋、數(shù)據(jù)摘要、關(guān)鍵詞、數(shù)據(jù)內(nèi)容、空間范圍、時(shí)間范圍、觀測(cè)平臺(tái)和設(shè)備、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)質(zhì)量、相關(guān)聯(lián)系人等信息。子午工程專(zhuān)門(mén)編制了《子午工程空間天氣科學(xué)元數(shù)據(jù)規(guī)范》和《子午工程空間天氣科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)字典規(guī)范》以規(guī)范數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)的定義工作。

圖8 子午工程數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)示例（十三陵磁通門(mén)磁力儀秒采樣數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)）

2.3 數(shù)據(jù)產(chǎn)品文件名定義

子午工程數(shù)據(jù)產(chǎn)品文件的名稱(chēng)由產(chǎn)品名稱(chēng)和擴(kuò)展名兩部分組成，其展現(xiàn)形式如下：sta_istnn_dst_Lnv_spn_yyyymmddHHMMSS.ext，其中：

(1) sta 為監(jiān)測(cè)站點(diǎn)編碼。

(2) istnn 為設(shè)備信息，ist 為設(shè)備編碼，nn 是同一臺(tái)站同類(lèi)設(shè)備的序號(hào)。

(3) dst 為數(shù)據(jù)集信息，第一位取值“D”、“I”，分別代表數(shù)值類(lèi)科學(xué)數(shù)據(jù)和圖像類(lèi)科學(xué)數(shù)據(jù)，“st”是科學(xué)數(shù)據(jù)文件所含物理要素的縮寫(xiě)。

(4) Lnv 為數(shù)據(jù)級(jí)別信息。“Ln”是數(shù)據(jù)級(jí)別編碼：“L0”代表原始數(shù)據(jù)，指由儀器直接給出、未經(jīng)過(guò)標(biāo)定處理的原始觀測(cè)記錄；“L1”代表一級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)，指經(jīng)過(guò)標(biāo)定處理的、最高精度的觀測(cè)數(shù)據(jù)；“L2”代表二級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)，指經(jīng)過(guò)校正處理的觀測(cè)數(shù)據(jù)；“L3”代表數(shù)據(jù)產(chǎn)品，指由科學(xué)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)精加工處理后生成的數(shù)據(jù)?！皏”是數(shù)據(jù)版本號(hào)。

(5) spn 為時(shí)間分割信息，有2 種形式：“STP”和nnX。“STP”代表單點(diǎn)時(shí)刻文件，nnX 中nn 為數(shù)字，X 取值“M”、“H”、“D”、“L”，分別代表分鐘、小時(shí)、天、月，如“01H”代表此科學(xué)數(shù)據(jù)文件記錄了1 小時(shí)的數(shù)據(jù)。

(6) yyyymmddHHMMSS 為科學(xué)數(shù)據(jù)文件開(kāi)始記錄的時(shí)間，精確到秒。

(7) ext 為文件擴(kuò)展名。

以文件名“BDT_DOP01_DFS_L11_30M_20210627233000.dat”為例：

(1) 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)編碼為：BDT，代表北京北大站。

(2) 設(shè)備信息為：DOP01，其中DOP 代表電離層高頻多普勒，01 代表這是本臺(tái)站的第1 臺(tái)電離層高頻多普勒。

(3) 數(shù)據(jù)集信息為：DFS，代表本數(shù)據(jù)集為數(shù)值類(lèi)科學(xué)數(shù)據(jù)，物理要素是多普勒頻移。

(4) 數(shù)據(jù)級(jí)別信息為：L11，代表本數(shù)據(jù)集為L(zhǎng)1 級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)，版本號(hào)為1。

(5) 時(shí)間分割信息為：30M，代表30 分鐘，說(shuō)明此科學(xué)數(shù)據(jù)文件記錄了30 分鐘的數(shù)據(jù)。

(6) 文件開(kāi)始時(shí)間為：20210627233000。

(7) 擴(kuò)展名為：dat。

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

目前，子午工程數(shù)據(jù)質(zhì)量控制主要著重于對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)取值范圍、數(shù)據(jù)文件格式、數(shù)據(jù)文件名稱(chēng)規(guī)范性、數(shù)據(jù)項(xiàng)單一數(shù)據(jù)值現(xiàn)象、缺數(shù)檢測(cè)等進(jìn)行把控。

為了向用戶提供更高質(zhì)量數(shù)據(jù)和更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)服務(wù)，子午工程將加強(qiáng)由設(shè)備PI 負(fù)責(zé)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程，形成持續(xù)運(yùn)行的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制業(yè)務(wù)，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量；制訂并執(zhí)行更加完善的子午工程空間天氣科學(xué)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，從總體標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)評(píng)估5 個(gè)方面，確保數(shù)據(jù)資源規(guī)范性。

4 數(shù)據(jù)資源共享與服務(wù)

4.1 共享政策

為了實(shí)現(xiàn)子午工程數(shù)據(jù)資源共享和充分利用，產(chǎn)生最大的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，在子午工程開(kāi)工建設(shè)之初，各共建單位共同制訂并簽署了《東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)子午鏈數(shù)據(jù)共享協(xié)議》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“共享協(xié)議”），規(guī)定了數(shù)據(jù)共享內(nèi)容、范圍和方式，約定對(duì)數(shù)據(jù)分級(jí)分類(lèi)共享，共建單位可以獲得所屬共享范圍的所有數(shù)據(jù)和資料，非共建單位和個(gè)人可經(jīng)由數(shù)據(jù)中心門(mén)戶網(wǎng)站獲得在其權(quán)限范圍內(nèi)的所有已公布的數(shù)據(jù)集和元數(shù)據(jù)，子午工程數(shù)據(jù)中心是以子午工程名義進(jìn)行國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)交換的唯一機(jī)構(gòu)。

此外共享協(xié)議還規(guī)定了數(shù)據(jù)使用致謝政策，即“數(shù)據(jù)使用者在全部或部分利用子午工程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上取得在空間物理和空間環(huán)境領(lǐng)域的任何形式的成果，包括公開(kāi)發(fā)表的科學(xué)論文、論著、數(shù)據(jù)產(chǎn)品和未公開(kāi)發(fā)表的研究報(bào)告、數(shù)據(jù)產(chǎn)品、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等成果，以及成果與報(bào)獎(jiǎng)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等，均應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)的安全和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，明確注明數(shù)據(jù)來(lái)源，標(biāo)注“本項(xiàng)成果使用國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施子午工程科學(xué)數(shù)據(jù)”等字樣（英文標(biāo)注：“We acknowledge the use of data from the Meridian Project”）。

4.2 共享方式

子午工程數(shù)據(jù)中心是子午工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)中心，承擔(dān)著子午工程所有科學(xué)數(shù)據(jù)的匯集、存儲(chǔ)、備分、加工以及共享的職責(zé)；同時(shí)，子午工程數(shù)據(jù)中心將數(shù)據(jù)全部匯交至國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心。子午工程數(shù)據(jù)中心、國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心是子午工程數(shù)據(jù)資源的共享服務(wù)機(jī)構(gòu)，依據(jù)《子午工程數(shù)據(jù)服務(wù)規(guī)范》，為用戶提供如下4 種數(shù)據(jù)共享方式：

(1) 數(shù)據(jù)分發(fā)：此服務(wù)面向進(jìn)行空間天氣業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)和保障的機(jī)構(gòu)，與國(guó)家空間天氣科學(xué)中心簽訂服務(wù)協(xié)議后，由子午工程數(shù)據(jù)中心向其主動(dòng)推送數(shù)據(jù)。

(2) 在線下載：用戶訪問(wèn)子午工程數(shù)據(jù)網(wǎng)站（https://data.meridianproject.ac.cn/）或國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站（http://www.nssdc.ac.cn），注冊(cè)、登錄后即可在線瀏覽、檢索、下載數(shù)據(jù)。

(3) 離線下載：用戶填寫(xiě)離線服務(wù)申請(qǐng)表，提交至子午工程數(shù)據(jù)中心或國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心，經(jīng)審核通過(guò)后，以現(xiàn)場(chǎng)拷貝、郵寄存儲(chǔ)介質(zhì)等方式獲得數(shù)據(jù)。

(4) 數(shù)據(jù)獲取API：子午工程數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站為用戶提供數(shù)據(jù)獲取API，用戶調(diào)用該API，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集查詢(xún)和批量數(shù)據(jù)下載，并可以與用戶開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件進(jìn)行集成。

4.3 服務(wù)效益

2010 年初開(kāi)始，隨著子午工程各臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備陸續(xù)建成投入運(yùn)行，子午工程數(shù)據(jù)中心同步匯集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶共享。截至2020 年7 月，子午工程穩(wěn)定產(chǎn)出數(shù)據(jù)超過(guò)10 年，獲取了超過(guò)20 余種空間環(huán)境關(guān)鍵要素?cái)?shù)據(jù)，總數(shù)據(jù)量達(dá)到7 TB，數(shù)據(jù)文件數(shù)量超過(guò)1800 萬(wàn)個(gè)。

子午工程數(shù)據(jù)網(wǎng)站積累了眾多用戶群體，涵蓋政府部門(mén)、高等院校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和軍工等行業(yè)，至今國(guó)內(nèi)外注冊(cè)個(gè)人用戶達(dá)1200 余個(gè)，個(gè)人用戶累計(jì)下載數(shù)據(jù)10.71 TB。2010-2020 年，年平均在線數(shù)據(jù)下載量達(dá)500 GB 以上，年平均離線數(shù)據(jù)下載量達(dá)800 GB 以上，為“973”、“863”、國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部重大國(guó)際合作項(xiàng)目、中科院拓展工程項(xiàng)目等重大科技項(xiàng)目提供了支撐，在國(guó)家科技進(jìn)步、重大工程建設(shè)和國(guó)家安全等方面發(fā)揮了重要作用。

子午工程與中國(guó)氣象局氣象衛(wèi)星中心、中國(guó)科學(xué)院空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心等單位簽署數(shù)據(jù)服務(wù)協(xié)議，2010-2020 年，向它們累計(jì)分發(fā)超過(guò)17 TB 的空間天氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為它們產(chǎn)出空間天氣預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支持。

子午工程提供的自主監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)填補(bǔ)了我國(guó)區(qū)域近地空間環(huán)境參數(shù)探測(cè)的空白，推動(dòng)了各類(lèi)地球空間模型的發(fā)展，為我國(guó)載人航天、探月工程、先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)科學(xué)衛(wèi)星等航天活動(dòng)的空間天氣預(yù)報(bào)提供了大量的數(shù)據(jù)服務(wù)。

我國(guó)科學(xué)家利用子午工程的數(shù)據(jù)，在我國(guó)上空空間環(huán)境特征研究、空間天氣事件的子午鏈傳播、地球空間各個(gè)圈層之間的耦合研究等方面取得了一批原創(chuàng)性的科研成果，在《Journal of Geophysical Research》《Geophysical Research Letters》《Space Weather 等國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表論文300 余篇，獲得國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)（“電離層變化性的驅(qū)動(dòng)過(guò)程”，2015 年）、中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（“子午工程建設(shè)成果”，2014 年）等國(guó)家及省部級(jí)獎(jiǎng)9 項(xiàng)。

5 結(jié)語(yǔ)和展望

子午工程的建成開(kāi)啟了我國(guó)空間環(huán)境地基探測(cè)新階段，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)上空局域性的空間環(huán)境監(jiān)測(cè)，大幅提升了我國(guó)對(duì)空間環(huán)境的認(rèn)知能力，是我國(guó)空間環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)歷史上邁出的第一步。子午工程產(chǎn)出的科學(xué)數(shù)據(jù)支持了大量高水平的科學(xué)研究，并為我國(guó)航天活動(dòng)的空間天氣預(yù)報(bào)提供了大量的數(shù)據(jù)支撐。

為了更好地探測(cè)和研究空間環(huán)境，我國(guó)科學(xué)家提出了建設(shè)“空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)”（又稱(chēng)子午工程二期）。子午工程二期作為“十三五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一，已于2018 年正式立項(xiàng)、2019 年7 月開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2023 年完成建設(shè)。它在工程一期基礎(chǔ)上，新增16 個(gè)臺(tái)站、195 臺(tái)（套）監(jiān)測(cè)設(shè)備，沿東經(jīng)100°、120°，北緯30°、40°附近布置，形成“井”字型布局的“空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)”，探測(cè)重點(diǎn)聚焦在我國(guó)北方中緯度地區(qū)、青藏高原地區(qū)、海南地區(qū)、南北兩極地區(qū)，并增加了對(duì)太陽(yáng)的直接觀測(cè)設(shè)備。子午二期建成后，將在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)從太陽(yáng)、行星際空間，到地球磁層、電離層，直至中高層大氣、地磁（地表）的日地空間環(huán)境全圈層、多要素、綜合的立體探測(cè)，將是國(guó)際上覆蓋區(qū)域最廣、探測(cè)手段最多、綜合探測(cè)能力最強(qiáng)的空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)設(shè)施。

子午工程二期產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)有上百種，每年數(shù)據(jù)量約3.0 PB，相比一期有很大增長(zhǎng)。為了向用戶提供更高質(zhì)量數(shù)據(jù)和更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)服務(wù)，子午工程將加強(qiáng)由設(shè)備首席科學(xué)家負(fù)責(zé)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程，形成持續(xù)運(yùn)行的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制業(yè)務(wù)，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量；制訂并執(zhí)行更加完善的子午工程空間天氣科學(xué)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，從總體標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)評(píng)估5 個(gè)方面，確保數(shù)據(jù)資源規(guī)范共享；除了為用戶提供常規(guī)的數(shù)據(jù)查詢(xún)和下載服務(wù)外，針對(duì)數(shù)據(jù)量巨大給數(shù)據(jù)下載和分析帶來(lái)困難的問(wèn)題，集成數(shù)據(jù)和常用的數(shù)據(jù)分析工具，為用戶提供交互式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理分析服務(wù)，同時(shí)支持用戶對(duì)海量數(shù)據(jù)和小批量數(shù)據(jù)的自由探索。

子午工程將一如既往地將數(shù)據(jù)資源向用戶最大限度開(kāi)放共享。

作者分工職責(zé)

秦佳媚（1986—），女，河北廊坊人，碩士，工程師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)。主要承擔(dān)工作：論文的撰寫(xiě)。

鐘鼎坤（1979—），男，廣東韶關(guān)人，博士，副研究員，研究方向?yàn)榭臻g物理。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)組織，子午工程相關(guān)規(guī)范的編制與撰寫(xiě)，論文架構(gòu)指導(dǎo)與論文修改。

馮學(xué)尚（1963—），男，甘肅城關(guān)人，博士，研究員，研究風(fēng)向?yàn)榭臻g物理。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)組織，子午工程相關(guān)規(guī)范的編制與撰寫(xiě)。

向長(zhǎng)青（1968—），男，湖北宜昌人，博士，副研究員，研究方向?yàn)榭臻g物理，主要承擔(dān)工作：論文審校與修改。

鄒自明，男，江西鷹潭人，博士，研究員，研究方向?yàn)榭茖W(xué)衛(wèi)星地面應(yīng)用技術(shù)、日地空間信息系統(tǒng)技術(shù)，主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)組織，子午工程相關(guān)規(guī)范的編制與撰寫(xiě)。

致 謝

本論文的完成得到了國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)-國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://www.nssdc.ac.cn）的大力支持和幫助。