中法海洋卫星 中法航天技术与海洋科研深度合作的典范

作者:  来源:中国海洋报   发布时间:2019-12-18 10:48:48   [打印本页] [关闭窗口]

  2018年10月29日8时43分,中法海洋卫星在酒泉卫星发射中心由长征二号丙运载火箭成功发射。该卫星是中国和法国联合研制、用于探测海面波浪谱和海面风场的国际合作卫星,由卫星、运载、发射场、地面测控及地面应用五大系统组成。

  中法海洋卫星有效载荷包括雷达波谱仪和微波散射计。地面系统包括中方的3个海洋卫星地面站和数据处理中心、法方的2个地面站和数据处理中心、风浪融合产品数据处理中心。合作团队由业务中心、研究所、公司和大学组成,包括卫星平台和载荷研制团队、业务运行和算法研究团队、跟踪和定标检验团队、数据应用团队等。

  中法海洋卫星通过获取全球海面波浪谱、海面风场、南北极海冰信息,更好地了解、认识和模拟海表面波的动力过程与变化过程,为海洋预报提供海浪谱、海面风场等多参量初始场信息,改进海况预报及同化模型,提高巨浪、海洋热带风暴、风暴潮等灾害性海况预报的精度与时效;为海洋科学研究、全球气候变化研究提供实测数据并积累长时间系列历史数据;海浪、海面风场两种重要的海洋参数的大面积同步监测,完善了我国海洋立体监测手段;中法海洋卫星工程的顺利完成,实现和推动了中法航天技术与海洋科学研究领域的深度合作,并为航天领域后续国际合作奠定基础、树立典范。

  这是我国首次与世界先进宇航机构在系统层面合作的卫星项目。中法海洋卫星的合作包括系统需求论证、方案设计、单机研制、总装集成与测试等多个环节,团队克服了双方在技术体制、工业标准等方面的诸多不同,体现了管理上的高效协调和技术上的接轨。

  中法海洋卫星是国际上首颗同时测量海洋波浪谱和海面风场的遥感卫星,通过风浪联合观测,利用融合技术将改善风场和浪场数据的时空分布及精度,提供多元有效波高数据,丰富海浪模型的同化数据,有助于提高海浪同化效果。

  中法海洋卫星搭载的雷达波谱仪是国际上第一个在轨飞行的星载海浪谱测量仪器。波谱仪采用多波束共用反射面的偏馈天线,获取不同入射角下的海面镜面及准镜面散射信息。天底波束可实现海面有效波高测量;斜视波束可获取多方位角下海浪倾斜对散射系数的调制信息。联合天底波束和斜视波束信息,可得到海浪方向谱数据。

  中法海洋卫星搭载的微波散射计是国际上第一个在轨飞行的采用旋转扇形扫描体制的散射计,可获取全球近岸高空间分辨率风场产品。通过高相干数据测量可提高风场反演精度,降低处理复杂度,提高测量单元的空间分辨率。近岸风场空间分辨率提高到12。5千米×12。5千米,属于同类载荷的世界领先水平。扇形波束散射计体制还实现载荷与平台的小型化,降低了卫星研制及发射成本。

  中法海洋卫星首次实现两台大功率Ku波段微波载荷在小卫星平台上同时工作。中法研制团队提出了射频通道滤波器隔离的设计方案,并在整星测试中提出了基于时域波门控制的墙体反射信号抑制方法,实现了对误接收干扰信号的精确测量,解决了同频载荷在小卫星平台上同时工作时整星电磁兼容的关键难题。

  首次采用星上固存分区、同时记录、分时回放的方式,满足了中法双方对载荷数据分别进行存储与下传的需求。

  中法海洋卫星地面系统共同完成数据接收处理和业务测控。具备卫星每天14轨数据当圈接收能力,在国内首次实现海洋风浪近实时数据产品生产和分发。