臨近空間大氣參量探測(cè)載荷獲取首批星上下傳數(shù)據(jù)
時(shí)間：2025-03-24 作者：李志偉 趙敏杰
近期,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制的大氣密度廓線探測(cè)儀(HDI)和高光譜大氣溫度和成分廓線臨邊探測(cè)儀(TOPS),搭載中高層大氣臨邊探測(cè)遙感衛(wèi)星“天路一號(hào)”順利入軌。兩個(gè)載荷根據(jù)整星任務(wù)規(guī)劃,于2月25日正式啟動(dòng)成像并完成首批星上探測(cè)數(shù)據(jù)的下傳。經(jīng)初步分析,載荷功能正常,數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。
大氣密度廓線探測(cè)儀基于超分辨空間外差干涉成像光譜技術(shù),結(jié)合星載臨邊遙感探測(cè)方式,可一次成像同步獲取垂直方向6-108km、空間分辨率優(yōu)于2km、光譜分辨率優(yōu)于0.04nm O2-A帶超光譜信息。研究團(tuán)隊(duì)首次提出利用O2-A帶超分辨吸收光譜特征與大氣密度相關(guān)性,采用變尺度數(shù)據(jù)融合處理方法,可提供高精度、高時(shí)效全球大氣密度(垂直方向6-70km)廓線數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
高光譜大氣溫度和成分廓線臨邊探測(cè)儀對(duì)大氣層進(jìn)行切片探測(cè),單次大氣切片厚度2km,能夠獲取10-100km共46個(gè)大氣切片的500-800nm波段、光譜分辨率1.5nm的高光譜信息。在10-60km,通過(guò)探測(cè)大氣對(duì)太陽(yáng)光的吸收特征譜線,可提供大氣臭氧等成分的全球分布信息,在60-100km的中高層大氣,研制團(tuán)隊(duì)突破氧氣輝弱輻射信號(hào)的高信噪比、高靈敏度成像光譜探測(cè)技術(shù),在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)全球臭氧廓線和溫度廓線的同步探測(cè)及應(yīng)用。
目前,兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已完成載荷首批數(shù)據(jù)L1級(jí)產(chǎn)品測(cè)試性處理,載荷功能、性能指標(biāo)經(jīng)初步評(píng)估全部滿足設(shè)計(jì)要求,下一步將按計(jì)劃開(kāi)展L2級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品反演和真實(shí)性檢驗(yàn)工作。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃與相關(guān)科研單位聯(lián)合開(kāi)展數(shù)據(jù)應(yīng)用研究,為臨近空間大氣動(dòng)力學(xué)研究、大氣模式的精確構(gòu)建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
圖1 大氣密度廓線探測(cè)儀載荷
圖2 高光譜大氣溫度和成分廓線臨邊探測(cè)儀載荷
圖3 HDI載荷L0級(jí)預(yù)處理后干涉圖數(shù)據(jù)
圖4 HDI載荷L1級(jí)光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)品(左圖)典型切高光譜數(shù)據(jù)(右圖)
圖5 TOPS載荷L1級(jí)光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)品
圖6 TOPS典型波長(zhǎng)亮度隨切高變化(左圖)典型切高氧氣輝數(shù)據(jù)(右圖)