大气环境探测载荷研制工作检查交流会在合肥召开,高分五号为美丽中国建设添

by admin on 2020年3月30日

大气环境探测载荷研制工作检查交流会在合肥物质科学研究院强磁场中心五楼会议室召开。  生态环境部卫星环境应用中心副主任张建辉、刘思含研究员,航天八院高光谱观测卫星总指挥蒋光伟研究员、总设计师孙允珠研究员,大气环境监测卫星总指挥吕利清研究员、副总指挥曹琼出席会议。合肥研究院院长刘建国主持会议并致辞,副院长吴海信、安光所所长饶瑞中、技术科研处处长田志强以及承担2颗卫星大气探测载荷研制的主任设计师和相关科研技术人员参加了本次会议。  安光所科研办副主任熊伟研究员做了载荷研制工作汇报,对目前载荷研制进展情况进行了详细报告,对合肥研究院承担的航天预先研究项目进行了介绍。  与会专家对合肥研究院大气探测载荷研制团队在高五01星研制过程中的工作给与了充分肯定:自2018年5月9日卫星发射以来,合肥研究院研制的三台载荷经受住了时间的考验,目前在轨工作正常。专家们表示,合肥研究院在卫星载荷光学遥感定标、数据预处理和反演应用等方面具备明显优势。  针对即将交付的高五02星大气探测载荷,蒋光伟、孙允珠强调,研制过程一定要进度服从质量,在确保质量的同时,保证载荷按期交付。会议要求各位主任设计师要继续保持严肃认真、精益求精的工作态度,克服麻痹思想,确保作为业务星的02星4台大气探测载荷在技术性能、质量以及可靠性等指标上要高于01星。  张建辉在总结中强调,大气环境卫星和载荷研制工作要按照“精品工程、安全工程、样板工程”的要求开展各项研制工作,卫星应用单位、卫星总体单位和载荷研制部门要进一步加强合作,发挥各自优势,不断探索创新,实现融合卫星遥感、大数据分析、智能化的“天地一体化”大气环境监测体系。  会前,与会领导和专家现场检查了安光所环境光学中心和光学遥感中心载荷研制工作,参观调研了国家大科学装置全超导托卡马克核聚变实验实验装置、稳态强磁场装置以及综合交叉实验平台大楼,并就相关技术未来在航天和大气环境探测领域的应用同科研技术人员进行了现场沟通交流。

高分五号“火眼金睛”是怎样炼成的

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中国高分家族再添一员大将。

高分五号卫星太阳板展开图。

5月9日凌晨,我国在太原卫星发射中心成功发射第一颗高光谱综合观测卫星高分五号。来自国防科工局、国家航天局的消息显示,此举有望填补国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,可动态反映我国大气污染状况。

浩瀚宇宙再添一颗“中国星”!昨天凌晨,由上海航天技术研究院抓总研制的高分五号卫星在太原发射基地成功升空并进入预定轨道,这是上海航天人的骄傲,也是“上海制造”的荣耀时刻。高分五号是我国首颗高光谱综合观测卫星,也是我国高分重大专项中唯一一颗高光谱观测卫星,是我国实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志之一。

高分五号装载2台全新研制的陆地观测载荷和4台全新研制的大气类观测载荷。高分五号卫星总设计师、航天科技集团上海航天技术研究院研究员孙允珠说,正是这六大载荷“神器”让高分五号炼就了“火眼金睛”,也为我国环境监测、国土资源勘探,建设美丽中国增添了一双“慧眼”。

要做就做最好。立项之初,研制团队对标国际同期在轨运行的大气高光谱探测仪器和规划中的新一代星载高光谱成像仪的技术指标,果断决定搭载6台全新研制的有效载荷。其中,包括2台先进的高光谱/多光谱陆地观测载荷(可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪)和4台先进的大气类观测载荷(大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪、大气主要温室气体监测仪、大气痕量气体差分吸收光谱仪和大气气溶胶多角度偏振探测仪),光谱分辨率国内最高,国际领先。

地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,可以说,光谱就像人的“指纹”一样,是用以识别和分析不同物体的一种重要的“身份证”。

高分五号卫星投入使用后,将为我国环境综合监测、国土资源勘察、气候变化研究、防灾减灾、农作物分类与估产等提供有力支撑,为美丽中国建设增添了一双“慧眼”。

航天科技集团上海航天技术研究院高分五号卫星总指挥蒋光伟说,如果说肉眼光学成像只能看到物质的形状、尺寸等信息,光谱分析则可以通过“图谱合一”探测物质的具体成分,“不仅能探测一个地方有没有矿,还可以分析是何种矿”。

不仅能探矿还可分析是何种矿

也因此,高光谱遥感被看作当前遥感技术的前沿领域,它的出现是遥感界的一场革命。蒋光伟说,作为高分重大专项的重要组成部分,高分五号卫星是实现我国高光谱分辨率对地观测能力的重要标志之一。

高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域。高分五号卫星总指挥蒋光伟说:“用户对高分五号卫星的需求非常迫切,2012年12月31日赶在当年的最后一天卫星获批立项。”那时,闭幕不久的党的十八大上首次提出了要建设美丽中国,这也是当时环境保护部作为用户的第一颗卫星。

在遥感领域,一般多光谱卫星有几个或几十个探测通道,高分五号卫星携带的可见短波红外高光谱相机,却有330个探测通道,可以获取0.4至2.5微米谱段的图像和连续光谱信息,其强大探测能力可见一斑。

vwin德赢登陆,地球上不同物质都有自己独特的光谱特征,如果说肉眼只能看到物质的形状、尺寸等信息,光谱探测则可以分析物质的具体成分。比如说通过高光谱遥感技术,不仅能探测一个地方有没有矿,还可以分析是何种矿。蒋光伟告诉记者,一般多光谱卫星有几个到几十个探测通道,高分五号卫星6台载荷不仅实现了从紫外至长波红外全谱段的高光谱观测,而且其中可见短波红外高光谱相机一个载荷就有330个探测通道,可以获取0.4-2.5微米谱段的图像和连续光谱信息,其强大探测能力自不待言。

此外,这台相机的可见光谱段光谱分辨率达到5纳米,不仅可以监测饮用水源地污染,还可以通过高光谱成像识别内陆水体绿藻、黄藻等藻类的生长变化情况。

大气主要温室气体监测仪,是国际上首台采用空间外差干涉体制进行温室气体探测的有效载荷,可获取二氧化碳、甲烷等大气温室气体的高光谱数据,可用于对区域大气环境监测以及全球温室气体起源与经风向传播的“旅行图”进行分析等,为气候变化研究及环境外交提供基础数据。“高分五号卫星其实是将大气和陆地观测两类卫星的功能集合在一颗星上。”高分五号卫星总设计师孙允珠说。

蒋光伟说,高分五号搭载的大气主要温室气体监测仪,是国际上首台采用空间外差干涉体制进行温室气体探测的有效载荷,可用于区域大气环境监测,分析全球温室气体起源与经风向传播的“旅行图”,为气候变化研究及环境外交提供基础数据。

突破关键技术实现高可靠长寿命

根据国防科工局、国家航天局披露的消息,高分五号在国内首次运用天底观测、掩星观测、海洋耀斑观测、多角度观测、偏振观测等多种探测手段,多达26种工作模式,几乎涵盖目前光学遥感卫星之所能。

高分五号卫星就像是一个“全能运动员”,在国内首次运用高光谱/多光谱对地成像观测、天底观测、掩星观测、海洋耀斑观测、多角度观测、偏振观测等多种探测手段,是国内探测手段最多的光学遥感卫星,工作模式多达26种。它强大的综合观测能力让用户对卫星的需求更为迫切。据蒋光伟透露,当时国内低轨遥感业务星设计寿命一般为3-5年,高分五号作为首颗科学试验卫星,设计寿命要求达到8年,还要提前发射,这使研制工作难度进一步加大。

从这个角度来说,高分五号作为目前国内探测手段最多的光学遥感卫星,就像是一个全能运动员。孙允珠说,高分五号其实就是将大气和陆地观测两类卫星的功能集合在一颗人造卫星上。

要知道,高分五号在705公里的太阳同步轨道,每天都要经历近15次高低温变化和空间辐照影响,这对卫星使用寿命无疑是极大考验。为此,研制团队整整花了一年时间重新论证并改进、优化原先的设计方案,从元器件到线缆,从电源到活动部件,从载荷到平台,一一梳理,并针对探测器、制冷机等寿命薄弱环节开展了75项试验验证,突破多项关键技术。

这其中,高分五号卫星搭载的大气痕量气体差分吸收光谱仪,是我国第一台用于二氧化硫、二氧化氮、臭氧等全球污染气体探测的高光谱有效载荷,其天底观测角度达114度。

为验证数传分系统的核心单机固存的长寿命和高可靠性,团队做了8万次的读写试验,相当于在轨使用16年,没有发现一个坏区。卫星天线在轨每天要进行大角度的摆动,是对使用寿命考验最大的部件之一。即使卫星实际在轨运行8年也只需6万多次摆动,但高分五号团队在地面做了8万次摆动验证试验。

蒋光伟打了个比方,这台光谱仪就像是一个超高清广角镜,在距离地球700多公里的太空,不但一天就可以覆盖全球,而且能“看到”大气中含量极少的二氧化硫等污染气体,并定量监测其分布、变化和输运过程。

高分五号卫星从立项研制到成功发射正好经历了国家提出建设美丽中国砥砺奋进的五年,在轨运行的前三年是我国进行环境治理攻坚战的三年。投入使用后,将在我国高光谱分辨率遥感卫星应用方面起到重要示范作用。

另一个名为大气气溶胶多角度偏振探测仪的设备,则可实现大视场和多角度成像,这意味着,高分五号卫星可以对地表任一目标均可实现9到11个角度的全方位观测,可用于雾霾、大气颗粒物等大气环境监测及气候变化研究。

(原载于《解放日报》 2018-05-10 03版)

高分五号除了有高光谱的独门功夫,在高定标精度的能耐方面也极为出众。

航天科技集团上海航天技术研究院高分五号卫星工程总师徐博明说,高精度的定标,是高光谱卫星定量化应用的基础,“就像一把尺子是否准确需要标校一样,尺子不准,做得再精致,测出的数据也是不准确的”。

高分五号搭载的太阳漫反射板、比辐射计、变温黑体、LED等7类星上定标器,就是用来给卫星载荷光谱定标的工具,其光谱定标精度最高可达0.008波数——这是国内定标精度最高的卫星。

高分五号卫星工作的地点是在距离地球700多公里的太阳同步轨道,这里每天都要经历近15次高低温变化和空间辐照影响,这对卫星使用寿命是极大的考验。

蒋光伟说,研制团队为此整整花了一年时间重新论证并改进、优化原先的设计方案,从元器件和线缆,从电源到活动部件,从载荷到平台,哪怕是一个元器件都要寻根究底,保证“历史清白”,开展了75项试验验证工作,突破多项关键技术。

值得一提的是,上海航天技术研究院的研制团队做了8万次的读写试验,“相当于在轨使用16年,结果发现一个坏区都没有。”蒋光伟说。

他还提到,高分五号卫星的天线在轨期间,每天都要进行大角度的摆动,是对使用寿命考验最大的部件之一。即使卫星实际在轨运行8年也只需6万多次摆动,但研制团队在地面上却足足做了8万次摆动验证试验。

一个有必要交代的背景是,此次发射高分五号卫星,对外所称设计寿命为8年。而当前国内低轨遥感业务星的设计寿命,一般仅为3~5年。

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