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2022-7-5 21:08
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2021年10月14日，一颗QX-1贸易气象卫星在太原卫星发射中心成功入轨。卫星上的小型化贸易GNSS掩星探测仪自10月15日在轨开机以来，已经稳定运转三个月，获得的贸易GNSS大气产物在国内初次满足了营业化数值天气预告精度要求，到达了国际先辈水平。 这个“GNSS掩星探测仪“究竟是什么？除了天气预告，它还有哪些用处？
大气折射率产物精度（与ECMWF形式比，在5~35km折射率误差均小于1%，到达了国际先辈水平。） 预告天气，为啥要用掩星探测仪？ 凡是说的掩星是一种天文现象，常见的掩星包括月掩星和行星掩星。当恒星被行星遮掩时，可以经过度析在掩始和掩终时代发生的恒星折射和闪灼效应来研讨行星大气层。当恒星光芒进入行星大气层时，强度会逐步变弱，天文学家由此提出用掩星探测（光信号强度）来测定行星大气。 随着无线电技术和宇航技术的出现和成长，20世纪60年月由美国喷气推动尝试室（JPL）首先提出操纵人造地球卫星无线电掩星技术（操纵无线电信号提早）探测地球大气，美国和前苏联各自筹建了自己的全球导航卫星系统（简称GNSS）GPS和GLONASS系统以后，为掩星技术探测地球大气剖面缔造了加倍便当的条件，该技术统称为GNSS掩星探测技术。 其中，GNSS无线电掩星技术是指在低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星上安装一台GNSS双频接收机接收GNSS信号。由于传布介质的垂直折射指数发生变化，导航卫星信号穿过地球电离层和大气层时，电波途径将会出现曲折。按照丈量获得的电波相位并操纵紧密卫星星历数据，可以计较出大气曲折角、折射率，推导出压力、温度和湿度 (0~60km)。一样，也可以按照电波相位提早反演获得电离层折射率，并进一步获得电离层电子密度剖面。
数值天气预告必须用三维的温度、气压和湿度等数据作为初值。而目条件供这些数据的营业收集的时空分辨率太低，限制了天气预告的精度。无线电探空材料一般只在大陆地域存在，在陆地地域上述材料是极为匮乏的。而且上述探空材料一般每隔12h才能供给1次，时候分辨率很差。几百千米的站间间隔对于一些重要的中标准天气结构的分析显得太长。虽然可以按照气象卫星材料来反演温度廓线，但这些廓线的垂直分辨率太长，在数值天气预告中所处的感化相当有限。而由一定数目的低轨卫星所组成的卫星星座则能为数值天气预告供给足足数目的、高精度的、有很好的时空分辨率的数据，从而极大地进步数值天气预告的精度。 除了天气预告，掩星探测还能干嘛？ 固然，掩星探测技术的利用可不止在天气预告上，它还可以用于对全球天气变化及空间天气的研讨上。 1.全球天气变化的研讨 均匀温度和均匀水汽含量是权衡全球天气变化的两个重要目标。与其他探测方式相比，天基GNSS能持久稳定地供给高精度的、有杰出的垂直分辨率的温度廓线。更加重要的是用掩星材料反演获得的大气折射率n是气温逆水气压的函数。是以有能够间接把折射率n看成全球天气变化的一个目标。
2.空间天气利用 GNSS掩星材料将为模子实验和初值设定供给致密、切确、全球性的电子密度探测数据，从而加速各类空间天气预告物理模子的研制。GNSS掩星探测供给的大量高质量的电离层观察数据，将有用推动空间天气研讨。据此科学家们可以对全球电离层对太阳暴冲击的响应水平停止观察。经过这些观察获得的新发现将改良电离层物理模子，从而为空间天气预告技术作出进献。 我们的掩星探测仪，到达国际领先 开首提到的小型化贸易GNSS掩星探测仪，是由极诺星空（北京）科技有限公司研制的，该机构焦点职员均来自中国科学院国家空间科学中心GNSS遥感团队，团队研制的风云三号C星GNSS掩星探测仪，在国际上初次实现了GPS/斗极兼容掩星探测，数据产物已营业化利用于我国GRAPES、欧洲ECMWF（欧洲中标准数值天气预告形式）、德国和加拿大等数值天气预告系统，使中国成为继欧美以后第三个把握该技术并能营业化利用进入ECWMF的国家，标志着到达国际最早辈水平；研制的风云三号E星掩星探测仪在国际上初次实现了GNSS掩星和GNSS-R一体化探测，到达国际领先水平。 本次随QX-1卫星升空的探测仪，是国际初次实现了兼容斗极、GPS和Galileo三大导航系统的高精度、小型化贸易GNSS掩星探测仪。它的成功在轨运转拉开了“极诺星空”百星量级商用微纳星座GNSS遥感利用的帷幕，公司在GNSS掩星及GNSS-R范畴有薄弱的技术根本，研制的贸易化GNSS掩星探测仪和GNSS-R探测仪，可实现对大气温湿压、电离层TEC、海面风场、海冰覆盖率、土壤湿度等要素信息的全天候、全球范围探测，为后续大范围组网观察奠基了坚固根本。 |
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