海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射 海水“咸”不“咸”？西安科技助力精準(zhǔn)探測(cè)

11月14日6時(shí)42分，海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這顆衛(wèi)星是我國(guó)首顆用于探測(cè)海洋鹽度的海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星，其獲取的信息能滿足海洋、減災(zāi)、農(nóng)業(yè)、應(yīng)急管理、氣象等多個(gè)行業(yè)部門的迫切需求。此次航天科技集團(tuán)五院西安分院承擔(dān)了該衛(wèi)星綜合孔徑輻射計(jì)分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)的研制工作。



海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星示意圖

為什么要探測(cè)海洋鹽度？

為何要探測(cè)海洋鹽度？這得從海水講起。海水在大洋中的流動(dòng)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)往復(fù)的大輸送帶，使得熱量和物質(zhì)在世界各個(gè)大洋中循環(huán)，是調(diào)節(jié)全球氣候系統(tǒng)的關(guān)鍵紐帶。海洋鹽度是海水含鹽量的定量量度，它與沿岸徑流量、降水及海面蒸發(fā)密切相關(guān)，它的分布與變化被稱為天然的“雨量計(jì)”。

海洋鹽度的變化能通過調(diào)整海水狀態(tài)和海洋環(huán)流等過程，對(duì)全球氣候和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。如，在全球洋流循環(huán)系統(tǒng)的作用下，不斷變化的鹽度和溫度使得海水緩慢運(yùn)動(dòng)，從而讓赤道和兩極之間的海水得以循環(huán)往復(fù)，重新分布熱量。如果沒有海洋鹽度和溫度的驅(qū)動(dòng)，全球氣候則可能走向極端。

由于鹽度在海洋動(dòng)力學(xué)、氣候變化、水循環(huán)和海洋生物地球化學(xué)中具有關(guān)鍵作用。因?yàn)辂}度是全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)中必需的氣候變量，鹽度探測(cè)也就變得尤為重要。

為什么要從太空觀測(cè)海洋鹽度？

據(jù)介紹，海洋鹽度是實(shí)時(shí)變化的，需要對(duì)其開展大范圍、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的監(jiān)測(cè)。相比于船基、岸基等傳統(tǒng)觀測(cè)手段，衛(wèi)星觀測(cè)具有更大的時(shí)間尺度和空間尺度，能夠覆蓋全球范圍。

為了對(duì)海洋動(dòng)力現(xiàn)象和動(dòng)力過程進(jìn)行更精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)，2011年8月16日，我國(guó)發(fā)射了首顆海洋動(dòng)力環(huán)境探測(cè)衛(wèi)星——海洋二號(hào)衛(wèi)星。隨后，海洋二號(hào)B星、C星、D星相繼發(fā)射。通過構(gòu)建首個(gè)海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星星座，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球海面高度、有效波高、海面風(fēng)場(chǎng)、海面溫度的全天時(shí)、全天候、高精度觀測(cè)，為世界各國(guó)提供了定量化的海洋遙感業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。其間，航天科技集團(tuán)五院西安分院為海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星星座的四顆衛(wèi)星配備了微波輻射計(jì)分系統(tǒng)、微波散射計(jì)分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)等關(guān)鍵有效載荷，為助力海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。

此次海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星的成功發(fā)射，填補(bǔ)了我國(guó)在星載海洋鹽度探測(cè)方面的空白，通過進(jìn)一步完善我國(guó)自主海洋動(dòng)力環(huán)境要素探測(cè)能力，有利于提升對(duì)海洋災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和預(yù)防能力。

上天的衛(wèi)星如何觀海？

飛上天的衛(wèi)星是如何探測(cè)海洋鹽度的？萬物都有微波輻射信號(hào)，人們利用被動(dòng)微波遙感技術(shù)可以探測(cè)到自然界的一切微波輻射信號(hào)。目前，這項(xiàng)技術(shù)是海洋鹽度遙感探測(cè)的唯一手段。但是，被動(dòng)微波遙感探測(cè)面臨著海面要素變化影響以及地面射頻干擾等諸多干擾因素。

據(jù)悉，2009年及2011年，歐洲和美國(guó)分別發(fā)射了各自的海洋鹽度衛(wèi)星，但均未能完全滿足高精度的探測(cè)要求。2011年，西安分院創(chuàng)新性提出以綜合孔徑微波輻射計(jì)技術(shù)進(jìn)行海洋鹽度探測(cè)。經(jīng)過13年的潛心鉆研，西安分院成功研制出綜合孔徑輻射計(jì)產(chǎn)品，在國(guó)際上首次應(yīng)用于海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星，可直接實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)場(chǎng)景的寬幅成像，能滿足高精度的探測(cè)要求。

雙系統(tǒng)助力新星“看海”

在海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星上，西安分院承擔(dān)研制的綜合孔徑輻射計(jì)分系統(tǒng)和相關(guān)載荷協(xié)同工作，能夠獲得高分辨率、高精度、高穩(wěn)定性的海洋鹽度探測(cè)信息，以及相應(yīng)的輔助要素信息，進(jìn)而可有效提升海洋鹽度數(shù)據(jù)的精度。綜合孔徑輻射計(jì)分系統(tǒng)是我國(guó)首個(gè)采用二維綜合孔徑探測(cè)體制的星載微波輻射計(jì)，也是目前國(guó)際上最為復(fù)雜的綜合孔徑輻射計(jì)系統(tǒng)，其具備高分辨率、高靈敏、大幅寬以及多入射角觀測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。

“海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星綜合孔徑輻射計(jì)上的接收機(jī)多達(dá)上百臺(tái)?！睋?jù)介紹，按照傳統(tǒng)的試驗(yàn)方案，每一臺(tái)接收機(jī)都需要開展環(huán)境試驗(yàn)，這對(duì)資源和成本都帶來了極大的挑戰(zhàn)。西安分院研制團(tuán)隊(duì)將成本理念融入系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，克服重重困難，將上百個(gè)接收機(jī)集成為兩個(gè)子系統(tǒng)，僅需對(duì)子系統(tǒng)開展兩次試驗(yàn)，便可以將原本需要開展6個(gè)月的工作縮短到1個(gè)月，成本縮減到原先的十分之一，成功實(shí)現(xiàn)了降本增效。

同時(shí)，西安分院為海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星配備了一款針對(duì)多載荷長(zhǎng)期連續(xù)在軌工作應(yīng)用需求而升級(jí)的數(shù)傳分系統(tǒng)。它具有多載荷同時(shí)接入的功能，可以靈活配置載荷數(shù)量和傳輸速率，且具備自主健康診斷和處置能力。西安分院為其設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理器采用新型編程方案，可以適應(yīng)在軌長(zhǎng)期連續(xù)工作的需求。綜合孔徑輻射計(jì)分系統(tǒng)和升級(jí)的數(shù)傳分系統(tǒng)，將為海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星持續(xù)提供探測(cè)及數(shù)傳服務(wù)。

衛(wèi)星俯瞰地球，海洋連通世界。海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星投用后，將為我國(guó)海洋、氣象、環(huán)境等領(lǐng)域提供重要的數(shù)據(jù)支撐。衛(wèi)星獲取的全球海洋鹽度信息，將在國(guó)際對(duì)地觀測(cè)體系中發(fā)揮重要作用。

文/西安報(bào)業(yè)全媒體記者 關(guān)穎  圖/受訪單位提供

西安科技

精準(zhǔn)探測(cè)

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厲害了

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將在國(guó)際對(duì)地觀測(cè)體系中發(fā)揮重要作用。

樓主帶我裝逼帶我飛

這顆衛(wèi)星是我國(guó)首顆用于探測(cè)海洋鹽度的海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星

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