風(fēng)云二號(hào)F星

從1997年6月10日我國(guó)發(fā)射第一顆試驗(yàn)靜止氣象衛(wèi)星以來(lái)，風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星就像從蹣跚學(xué)步的幼童到茁壯成長(zhǎng)的青年，走過(guò)了3個(gè)批次、共7顆衛(wèi)星的發(fā)展歷程，默默地在三萬(wàn)六千公里外的太空守護(hù)地球近15年。作為風(fēng)云二號(hào)03批的首發(fā)星，F(xiàn)星較02批進(jìn)行了多處改進(jìn)，風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師曹亮和風(fēng)云二號(hào)地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張志清為我們揭開它的過(guò)“星”之處。

之一

提高遙感數(shù)據(jù)定量化產(chǎn)品精度

“我們一定要在F星上實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的定標(biāo)精度和定量化產(chǎn)品反演精度的新突破?！卑殡S著風(fēng)云二號(hào)F星的發(fā)射升空，這個(gè)想法在張志清的心中越來(lái)越堅(jiān)定。

提高衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)定量化產(chǎn)品的精度一直是每顆風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星不懈的追求，但在同一批次內(nèi)，僅通過(guò)細(xì)微的調(diào)整，很難達(dá)到如此高的要求?！耙虼?，我們從2007年開始，便同衛(wèi)星的研制單位——中國(guó)航天科技集團(tuán)公司八院共同研究，通過(guò)3個(gè)技術(shù)改進(jìn)途徑力爭(zhēng)在F星的掃描輻射計(jì)上實(shí)現(xiàn)提高探測(cè)性能‘源頭’上的突破?！睆堉厩逭f(shuō)。

首先，掃描輻射計(jì)的5個(gè)探測(cè)通道增加了嚴(yán)格的光譜響應(yīng)限制框，“可以有效保證探測(cè)的定量化，更好地實(shí)現(xiàn)全球探測(cè)一致性，使多星連續(xù)觀測(cè)資料更好地應(yīng)用于氣候研究?！睆堉厩逭f(shuō)。其次，采取措施有效減少了可見雜散光和午夜紅外雜散輻射。針對(duì)可見光探測(cè)，研制單位選擇在其主光路上增加了“百葉窗”的方法，阻擋非觀測(cè)目標(biāo)可見光的干擾?！霸诘孛娴姆磸?fù)測(cè)試表明，此方法可以有效抑制可見光的雜散光達(dá)90%?！辈芰良?dòng)地告訴記者。

“F星已經(jīng)從源頭上提高了掃描輻射計(jì)的探測(cè)性能，而作為地面應(yīng)用系統(tǒng)研制方，我們正在進(jìn)一步探索和采用新的定標(biāo)方法，使定標(biāo)精度在F星投入使用時(shí)得到質(zhì)的提升?！睆堉厩逍判臐M滿。

之二

提高使用效率和工作壽命

為了提高風(fēng)云系列衛(wèi)星的使用效率，F(xiàn)星的設(shè)計(jì)工作壽命由02批的3年提高到4年，將加密觀測(cè)時(shí)間要求提高了一倍。

目前在軌運(yùn)行的風(fēng)云二號(hào)D星和E星在我國(guó)主汛期的3個(gè)月時(shí)間內(nèi)，可以每半小時(shí)獲取全圓盤圖像，已成為氣象、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保、水利、交通、航空等部門在應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨、大霧、沙塵暴、森林草原火災(zāi)等災(zāi)害性天氣或突發(fā)事件所必不可少的監(jiān)測(cè)手段。而F星則將其加密觀測(cè)時(shí)間要求提高到了6個(gè)月，也就是說(shuō)，一年之中可以有一半的時(shí)間可根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行加密觀測(cè)?！俺?個(gè)月用于主汛期監(jiān)測(cè)外，還將針對(duì)突發(fā)災(zāi)害性天氣或重大社會(huì)活動(dòng)保障隨時(shí)啟動(dòng)加密觀測(cè)?！睆堉厩甯嬖V記者。

加密觀測(cè)時(shí)間提高了一倍，對(duì)于星載儀器來(lái)說(shuō)是否可以承受如此高強(qiáng)度的工作？“按照F星設(shè)定的加密觀測(cè)時(shí)間，在地面進(jìn)行的壽命試驗(yàn)結(jié)果表明可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)‘9年’的加密工作狀態(tài)?！辈芰琳f(shuō)。

同時(shí)，為了提高針對(duì)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流等局地災(zāi)害性天氣的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)能力和時(shí)效，F(xiàn)星可以針對(duì)特定區(qū)域靈活地設(shè)定南北方向觀測(cè)起止位置和進(jìn)行任意次數(shù)的觀測(cè)，從而使特定區(qū)域監(jiān)測(cè)的時(shí)間分辨率達(dá)到分鐘級(jí)，比風(fēng)云二號(hào)02批衛(wèi)星的區(qū)域觀測(cè)能力更強(qiáng)、更好用，可與歐洲靜止氣象衛(wèi)星區(qū)域觀測(cè)能力相媲美。

之三

提高數(shù)據(jù)收集能力

在高山、海島、船舶、浮標(biāo)、沙漠等人跡罕至的地區(qū)進(jìn)行氣象、水文、海洋、環(huán)境等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)并收集數(shù)據(jù)，是風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星的主要功能之一。

F星搭載了與國(guó)際先進(jìn)水平同步的數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，可以將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)接收處理中心。

通過(guò)技術(shù)上的改進(jìn)，將02批每個(gè)頻道數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇a速率由100bps提高到600bps；將原來(lái)每個(gè)頻道3千赫茲頻率帶寬劃分為750赫茲，即一個(gè)頻道變?yōu)?個(gè)頻道，提高了頻率帶寬利用率。“這些改進(jìn)可以將數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的利用率提高18倍以上，可以部署幾萬(wàn)個(gè)地面數(shù)據(jù)收集平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集?！睆堉厩逭f(shuō)。

之四

先進(jìn)的空間環(huán)境探測(cè)器

空間環(huán)境探測(cè)器對(duì)于風(fēng)云二號(hào)來(lái)說(shuō)不算是新儀器，卻是在F星上以重要載荷的身份成為主要成員之一。

此次搭載的先進(jìn)的空間環(huán)境探測(cè)器，也在空間環(huán)境監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的定量化應(yīng)用上下足了工夫，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)X射線、高能質(zhì)子、高能電子和高能重粒子流量的多能段監(jiān)測(cè)，用于開展空間天氣監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警業(yè)務(wù)。

針對(duì)衛(wèi)星的“過(guò)人之處”，只有更好地實(shí)現(xiàn)“天地一體化”才能最大限度地發(fā)揮其效益。為此，中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心針對(duì)07星的技術(shù)改進(jìn)，新建了與衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)相匹配的地面應(yīng)用系統(tǒng)，逐步提高我國(guó)靜止氣象衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)的定標(biāo)精度、產(chǎn)品反演精度和定量化產(chǎn)品應(yīng)用水平。此外，國(guó)家衛(wèi)星氣象中心還在廣州新建風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)的部分備份系統(tǒng)，確保核心業(yè)務(wù)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。