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我国卫星迎奥运

时间:2022-03-22 09:11:19 浏览次数:

为了2008年北京奥运会的成功举办,全国人民和各行各业都在为奥运会出力,其中也包括我国的航天工业领域。据报道,从2002年起,我国航天工业部门就开始启动为北京奥运会“保驾护航”计划,2008年5月以来又先后成功发射了风云-3号气象卫星和中星-9直播卫星,现在它们都已交由中国直播卫星有限公司管理运营,将与在轨的其它通信和气象卫星一起为北京奥运会服务。

区域转播中国卫星担纲足不出户就可欣赏奥运盛况

1964年,美国用世界第一颗地球同步轨道通信卫星辛康-3成功转播了1964年东京夏季奥运会的实况,把电视节目转播到美国,这是首次跨太平洋的电视转播。从此,每届奥运会都用通信卫星进行全球转播。在2008北京奥运会和残奥会期间,卫星通信将是此次盛会现代化立体通信系统的重要组成部分,在地面终端的配合下,将奥运盛况传遍五洲四海。

用于全球转播北京奥运会盛况的通信卫星分为两类,即国际通信卫星和区域或国内通信卫星。目前,国际通信卫星基本上让“国际通信卫星”系列垄断了,但用于区域或国内转播的区域和国内通信卫星则百花争艳,各显其能。它们中不仅有我国的卫星,也有“亚洲卫星”和“亚太星”系列卫星。在我国的卫星中,鑫诺-1卫星于1998年7月18日升空,定点在东经110.5度赤道上空,覆盖中国及亚太地区,设计寿命15年;鑫诺-3卫星于2007年6月1日发射,定点于东经125度赤道上空,覆盖中国及周边国家和地区,设计寿命8年;中星-6B卫星于2007年7月5日发射,定点于东经115.5度赤道上空,覆盖中国、蒙古、朝鲜半岛、日本、俄罗斯亚洲部分、南亚、东南亚、中亚、西亚、澳大利亚、新西兰,设计寿命15年;中卫-1卫星于1998年5月30日发射,定点于东经87.5度赤道上空,覆盖中国及周边国家和地区,覆盖中国全境,以及南亚、西亚、中亚、东亚和东南亚地区,设计寿命15年。

这4颗我国卫星均由中国直播卫星有限公司负责运营。该公司在致力于为北京奥运会提供高质量和高可靠性卫星通信的同时,还可以积极开展卫星广播和数字电视方面的业务服务。届时可为北京奥运会提供数字音频广播、数字视频广播、高清晰度电视、付费电视、直播电视及会议电视等服务,这只是一般适用于入网的固定客户。中国直播卫星有限公司在临时电视业务方面也极具实力,目前在国内临时电视业务市场中占有80%-85%的市场份额。鑫诺-1卫星已多次成功地转播过各种临时电视传送任务。在2008年北京奥运会期间,该公司可以凭借其丰富的经验和良好的信誉,为一些临时电视用户提供专用的临时转发器信道,用于奥运新闻、重大赛事,文艺汇演等节目的报道。

要做好奥运会的通信转播工作,地面终端设备的配合也很重要,奥运会的马拉松、公路竞走、公路自行车、铁人三项、高尔夫、赛艇、汽车拉力赛等比赛项目,具有多场景、长距离、大场面、移动快等特点,所以用一般电视设备难以完成现场转播任务,但用具有移动转播的“动中通”地面终端就可以很好地解决这些问题。这种终端具有卫星自动跟踪系统,可在运动中实现卫星天线实时跟踪地球静止轨道通信卫星,实现载体在移动中宽带连续不间断通信,因而机动灵活,技术环节少,覆盖面积大,可以降低直播系统的复杂性,提高直播技术的可靠性和安全性,节省直播过程的运行费用。到时,人们足不出户就可欣赏奥运会的各项精彩赛事。

4颗“风云”卫星联手全方位提供奥运气象服务

我们知道,平时的天气预报,一天只要发布2次未来12小时的天气情况就可以了,但在北京奥运会期间,国际奥委会要求必须每天4次滚动发布各赛场的多种气象要素,每隔3小时发布一次。这就对天气预报的精细化提出了更高要求。在奥运会期间,除了预报降雨、温度、风速等常规指标外,还要定点、定时并定量地预报特定场馆的气压、湿度、风向以及空气质量等指标。为了满足奥运会对气象的高要求,气象部门已经建起一套立体式、全天候气象探测系统,包括高空探测系统以及北京市地面上的100多个自动气象站等,其中最重要的技术手段就是气象卫星了。

气象卫星是通过多通道高分辨率扫描辐射计、红外光谱仪和微波辐射计等观测地球,获取气象资料,遥感监测地球环境。它分极轨气象卫星和静止气象卫星两种,可不受地理条件、自然环境及国家区域行政疆界的限制,实现快速、长期、连续、全球、全天候、全天时和多方位的观测。

目前,我国的风云-1D、风云-3A极轨气象卫星和风云-2c、2D静止气象卫星正在轨运行,它们能为北京奥运会提供全方位的卫星气象服务,用于短期和中长期气象预报和大气环境检测,对灾害性天气,尤其是强对流暴雨、雷暴和冰雹进行全天候监测和预警。

在这4颗气象卫星中,风云-2C、2D基本相同,均载有可见光、红外和水汽5通道扫描辐射计,S频段数传和云图广播转发器,UHF/S频段数据收集转发器和空间环境监测器。它们采用加密观测模式时,能以每隔15分钟提供一张相关卫星气象云图,正联手为奥运会气象部门提供更加准确、翔实的监测数据,做好气象保障服务。据悉,2008年还有望发射风云-2E,实现“一次成功、三年寿命、稳定运行、优于C星”的质量目标。如果风云-2E及时上天,它将与风云-2D一起为北京奥运会提供更为精细和快速的气象预报,特别是开、闭幕式等重大赛事的即时天气。

目前,已经超期服役的风云-1D极轨气象卫星装有2台10通道可见光和红外扫描辐射仪,数据量化位数10比特,扫描宽度达3000千米。星上观测资料的存储时间300分钟,存储模式为数字信号。通过这颗卫星观测和地表数据综合分析,能得到赛区详细气象条件的变化,为进一步做好奥运会工作发挥了重要作用。

2008年5月27日发射的风云-3号卫星性能十分优异,它不仅能与其他“风云”卫星一起为北京奥运会提供更加精细化的气象服务,还使中国的中期数字化气象预报成为可能。

为了做好该项奥运气象服务保障工作,近几年我国又建了一些固定气象观测站和云图接收设备,这也为我国航天业的气象卫星指令与数据接收站和云图接收设备等产品带来了更大的市场机遇。目前,中国空间技术研究院研制的气象卫星指令与数据接收站和卫星云图接收设备,已成功地在国家气象局北京气象卫星地面站投入运营,为2008年北京奥运会的“气象大会战”积极备战。

中国第二代气象卫星达国际先进水平

新上天的风云-3A是我国首颗第二代极轨气象卫星,它在功能和技术上比第一代极轨气象卫星风云-1向前跨进了一大步,能进行三维大气探测,大幅度提高全

球资料获取能力,进一步提高对云区、地表和海表及空间环境的遥感能力,获取全球、定量、全天候、全天时、高精度、多光谱、宽视场、三维立体、高灵敏度、高光谱率的大气、地表和海表特性参数,实现中期数值预报,同时可监视大范围的自然灾害和生态环境。卫星每隔102分钟绕南北极飞行一圈,每天绕地球14圈还多,可以对北京观测2次左右,每次扫描宽度为2900千米。总体技术性能达到国际先进水平,并已被世界气象组织纳入新一代世界极轨气象卫星网。

风云-3A极轨气象卫星,从卫星平台到探测仪器都是全新的。卫星质量比风云-1增加1400千克,达2298.5千克,为仪器提供功率由900瓦增加到2400瓦,数据传输通道由1个增加到3个,速率提高了上百倍。

该卫星采用三轴稳定姿态控制方式,工作寿命3-5年,创造了多个我国卫星第一:星载有效载荷数量第一,它采用新型卫星平台,装载了11台高性能探测仪器,这在国内卫星上是首次,而且这些仪器性能已经接近并部分超过欧美在轨同类业务卫星的水平;单机转动部件数量第一,在其20台单机上有35个转动部件,这是国内卫星上是最多的;气象卫星观测功能第一,它的遥感仪器观测谱段从真空紫外线、紫外线、可见光线、红外线一直到微波频段样样齐全,既有光学遥感,又有微波遥感,其观测能力和技术水平与美国新一代极轨气象卫星“国家极轨环境卫星系统”以及欧洲“气象业务卫星”接近或相当。

风云-3A不仅分辨率高,而且携带了三维垂直探测仪,对全球天气气候的观测、防灾减灾和精细化预报具有重要作用。其监测产品包括:提供监测大气的云、雾特性,水汽总量,降水,气溶胶,大气温度、湿度,臭氧垂直分布、总含量等数据;监测陆地的土地覆盖,陆表温度,植被,火情、水情监测及土壤湿度等数据;监测海洋的海温、水色等数据;监测冰冻圈的海冰、雪等数据。此外,它还能对地球辐射收支和空间环境进行监测。

它运行在高807千米、倾角98.8°的太阳同步轨道上。星上的大容量存贮器能将卫星在各区域获取的气象与环境信息贮存起来,当卫星飞过中国上空时再传回地面,其信息存贮容量比风云-1提高了72倍。同时风云-3拥有主动轨道控制能力,可根据需要进行轨道调整。

其外表与风云-1的最大区别是太阳电池翼从双翼型变成了单翼型,因为单翼型转动更为灵活,能像向日葵般地自动追随阳光来对日定向追踪,更重要的是因为星上的遥感仪器必须采用被动式的辐射制冷,卫星有一面,必须始终保持面对-270℃的寒冷的深空,这对卫星的姿态控制等提出了难度更高的要求。

卫星内部的最大变化在于其搭载的有效载荷。风云-3携带了8类、1台、90多种探测通道的探测仪器,其中微波温度计、红外分光计、紫外臭氧垂直探测器等许多设备是新增的,使观测精度和功能大大提高。它们既有光学遥感器,又有微波遥感器,探测数据可以由2个实时传输信道和一个延时回放信道进行传输。它们可以不分白天黑夜,对任何气象环境进行探测,所以首次实现了中国气象卫星的全球、三维、全天候、多光谱、定量化探测,能对环境及地面气候及时监测。其上的垂直探测仪可以对地面上空30千米的范围形成立体的彩色图像,从而大大增强了气象预报的精细化和准确度。

风云-3弥补风云-1对多种要素定量探测能力的不足。它不仅可以实现10-15天的中长期天气预报,还能提供全球的温度、湿度、云雾、辐射等气象参数,为实现中期数值预报提供可能,并可监测大范围的自然灾害和生态环境,为航空、航海等部门提供全球任意地区的气象信息,降低极端灾害天气带来的影响,具有广阔的应用前景。

现代意义的天气预报,实际上是利用大型计算机“计算”天气。而想让计算机计算出精准的结果,就必须告诉计算机整个大气的情况。通过分析大气温度随高度变化的卫星资料,就可以了解和掌握气压随高度的变化和气流的运动状况,也就知道了整个天气形势。风云-3正是中国气象工作者朝这个目标迈进了一大步。

那么,风云-3A有哪些用途?主要有四项:为天气预报,特别是为中期数值天气预报提供全球的大气温、湿廓线以及云、地表辐射等气象参数;监测大范围气象及其衍生自然灾害和生态环境变化;监测全球环境变化,为研究全球气候变化规律,气候诊断和预测提供地球物理参数;为航空、航海、农业、林业、海洋、水文等国民经济多领域提供全球及区域的气象信息。由此可见,风云-3A不仅将为北京奥运会的气象预报出力,还将为今后的防灾、环保和国民经济等诸多领域服务。

责任编辑 思 空

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