风云气象卫星主要技术进展现状

发表时间:2021/3/26   来源:《科学与技术》2021年1月   作者:王振 汤雨昂
[导读] 随着科技技术的不断发展,我国的气象卫星已经从早期的试验应用型转变为了业务服务型。
        王振   汤雨昂
        漠河市气象局   黑龙江省大兴安岭地区   165399
        摘要:随着科技技术的不断发展,我国的气象卫星已经从早期的试验应用型转变为了业务服务型。在气象卫星技术的发展过程中,我国的气象卫星技术逐渐实现了业务化系列化以及定量化的发展,气象卫星的数据处理系统,产品生成系统以及应用技术已经得到了非常全面的发展。我国气象卫星技术已经拥有了完善的综合定标系统,自身的产品体系以及质量管理已经有了完善的流程,一部分气象卫星的产品质量已经得到了国际水平。气象卫星能够服务的领域具有多样性,无论是天气领域,还是生态环境领域,气象卫星所得到的的数据都能够为其提供相关的数据依据。虽然我国的气象卫星技术已经得到了显著的提升,但是相对于国际水准,我国的气象卫星行业仍旧存在着各种问题,这些问题局限了我国气象卫星技术的进一步发展, 本次研究将对风云气象卫星的技术进展展开相应的探究。
        关键词:风云气象卫星;技术进展
引言:
        天灾是给居民生活造成损害的主要原因,而气象灾害也是最容易出现的天灾,暴雨,沙尘暴,霜冻等都属于自然灾害,自然灾害的出现会对国家经济造成一定的影响,为了对气象灾害造成的影响进行预防,就需要气象卫星的出现,气象卫星能够对相关的气象信息进行观测,通过气象卫星所提供的资料,相关工作人员能够对即将出现的气象灾害进行预防,减轻气象灾害造成的损失。气象卫星是最早出现,同时也是发展时间最长的对地观测卫星。气象卫星的出现,为国家的灾害预防工作作出了非常显著的贡献。
1风云气象卫星发展史
        早在1960年,美国方面向太空中发射了第一颗人造气象卫星,随着这一气象卫星的出现,世界范围内的气象卫星研究得到了非常显著的发展,如今已经有数百颗气象卫星在太空中对气象相关的因素进行监测,为自然灾害预防工作作出了非常巨大的贡献。在1970年我国正式启动气象卫星的相关研究计划,如今我国已经研发出了风云1-3号这三个系列的气象卫星,在气象卫星技术领域以及已经做到了气象卫星的稳定运行,并在此基础上完善了静止气象卫星运行系统的研发以及使用,在科技技术不断发展的今天,我国的风云气象卫星逐渐转变为了具有业务服务能力的卫星。我国是世界范围内拥有静止气象卫星以及极轨气象卫星的国家之一,大部分的国家在气象卫星的研究领域仍旧还未达到这一目的。风云气象卫星从出世以来就为国家的自然灾害预防做出了非常巨大的贡献,如今风云气象卫星在我国的诸多领域已经得到了非常广泛的应用。
2风云气象卫星技术进展
2.1卫星组网观测能力的技术进展
        从1970年气象卫星发展计划启动之后,我国在1997年之前一共发射了两颗气象卫星,这两颗气象卫星的使用寿命都很短暂,在1997年之后,我国的气象卫星研究得到了非常显著的发展,在后续的20年之中,我国发射了数十颗气象卫星,随着气象卫星发射时间的变更,卫星的使用寿命以及稳定性也得到了相应的提升。在2004年,我国的风云气象卫星已经完成了业务服务型卫星的有效转型,2006年,我国的风云气象卫星实现了双星观测这一目标,双星观测这一目标的完成,代表着我国的气象卫星技术的现代化水平以及卫星稳定性已经得到了相应的提升,从观测角度来说,双星观测这一目标的完成,有效提高了我国气象卫星的观测效率,增大了我国气象卫星的观察范围。双星观测的完成代表我国的气象卫星检测能力得到了显著的提升。

在后续的八年中,我国在气象卫星领域再次实现了多星在轨这一目标,多星在轨这一目标的视线,代表我国的静止气象卫星技术的稳定性以及高效性等相关研究已经达到了先进水准。截止到现在,我国在气象卫星的观测能力研究方向已经得到了非常显著的发展。
2.2星上有效载荷技术的发展
        早期我国的气象卫星有效荷载量技术研究较为落后,风云一号以及静止气象风云二号卫星的有效载荷量只能够承担一台扫描辐射计的符合,随着研究技术的不断进步,在风云三号气象卫星出现之后,我国的星上有效载荷技术得到了非常显著的发展,风云三号的有效载荷量已经得到了11台仪器的有效载荷。并且风云三号气象卫星能够承载的仪器在技术上也有了相应的改进,气象卫星的各种检测能力都得到了非常显著的提升[1]。在2016年发射的风云四号气象卫星之上更是搭载了GIIRS,AGRI,LMI,SEP等科技含量水准已经达到国际先进水平的仪器,风云四号卫星的成功发射不仅代表着我国的星上有效载荷技术已经得到了非常显著的发展,同时也代表着我国已经具备了静轨高光谱大气探测能力以及闪电成像能力,证明我国的气象卫星研究已经处于世界先进行列。
2.3卫星数据预处理技术研究
        气象卫星研究中所包含的数据预处理技术主要有两种,第一种是地理定位技术,第二种是辐射定标技术。
2.3.1地理定位技术发展
        导致卫星定位结果偏差的原因较为多样,通常情况下卫星轨道自身的位置偏差,卫星姿态的偏差,对地观测时间的偏差,仪器安装误差以及角度扫描误差这些原因,都是导致卫星定位出现偏差的影响原因。在我国风云二号气象卫星研发过程中,所应用的地理定位技术为以企地球圆盘中心的图像时间序列以及卫星反馈的地日夹角这一数据对卫星的地理位置进行定位这一地理定位方式,在后续的研究中,我国气象卫星领域在气象卫星的地理定位技术研究领域采用了更加现金的性敏感期以及陀螺等方式对卫星的姿态进行测量,通过这种方式提高了气象卫星地理定位技术的准确性,如今我国的气象卫星地理定位技术已经将定位的精度提高到了一个像素[2]。
2.3.2辐射定标技术发展
        在早期,我国的风云气象卫星辐射定标技术主要以可见近红外波段定标这一方式为主,这一定标方式导致气象卫星的定标极度较低,相关信息的更新频率较低,在定位上也存在延迟性,无法对实际的情况及时进行反馈。随着卫星技术的不断发展,如今我国的辐射定标技术已经逐渐研发出了交叉定标,地球稳定目标定标,月亮定标,流云定标等多种定标技术,在辐射定标技术的研究防线,我国已经建立了完成的综合性定标系统,在气象卫星的研发以及后续工作过程中,这一综合定标系统能够提高卫星的有效性,目前我国风云气象卫星的定标误差已经提高到了2%。
3风云气象卫星的应用进展
        早期我国的风云气象卫星主要应用卫星遥感云图等这些定性应用方面,通过气象卫星能够对台风等对居民会造成严重伤害的气象灾害进行运放,随着气象卫星研究技术的不断发展,如今的气象卫星已经逐渐被应用到了我国的各个领域,无论是天气气候领域,还是在生态环境领域,气象卫星都做出了非常显著的贡献,如今风云卫星已经成为了我国气象业务非常重要的数据来源,为国家的经济发展做出了非常巨大的贡献。
4结论
        随着多年的发展,我国的风云气象卫星研究已经处于国际先进领域,但是在使用方面,我 国气象卫星在探测要素,垂直分表了以及观测时空分辨率方面,探测精度这些内容方面仍旧存在着问题,想要得到进一步的发展,还需要进一步的研究。
参考文献:
[1]贾耀红,任立清,郭强.风云四号气象卫星地面测距系统精度改进技术[J].气象科技,2020,48(05):630-634.
[2]祝叶华.为国家生态文明建设贡献气象智慧——访国家卫星气象中心卫星气象研究所所长张兴赢[J].科技导报,2020,38(19):29-30.
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