航天全新升級降水型183GHz微波成像儀于4月21日成功完成首秀
航天全新升級降水型183GHz微波成像儀于4月21日成功完成首秀
2023年4月16日，風(fēng)云三號G星成功發(fā)射，其上搭載的全新升級換代的降水型微波成像儀于4月21日成功開啟對地觀測任務(wù)。它在繼承上一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，整體觀測能力、輻射測量精度、觀測靈敏度、定位精度和使用壽命等方面都有大幅改進(jìn)和提高，性能指標(biāo)達(dá)到同類儀器國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。
作為風(fēng)云三號G星最重要的有效載荷之一，被稱為氣象領(lǐng)域“千里眼”的降水型微波成像儀由中國航天科技集團(tuán)有限公司八院804所抓總研制，在軌運(yùn)行后將以更加強(qiáng)大的配置亮相，感知風(fēng)云變幻，精準(zhǔn)服務(wù)民生。
功能再拓展 大氣參數(shù)盡收眼底
物體只要有溫度，就會對外輻射信號。不同于光學(xué)遙感器，微波成像儀正是順利獲得探測不同頻率譜段下物體對外輻射信號強(qiáng)度差異來獲取大氣、陸地、海表等多種觀測對象的信息，轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｃ骘L(fēng)速、海冰分布、地表溫度、大氣降水、土壤濕度等與 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的生活息息相關(guān)的物理參數(shù)，并形成一定的多維圖像。
探測通道的設(shè)置直接決定了微波成像儀的觀測能力，“視角越大，看得就越清楚”。降水型微波成像儀在上一代產(chǎn)品探測通道設(shè)置的基礎(chǔ)上，增加了共4個頻段16個通道，“眼角直接開到了后腦勺”，最高頻段達(dá)到183GHz，提升了整體觀測能力，可全天時、全天候獲取海面風(fēng)場、陸表和海表降水、大氣可降水、云水、土壤水分、海冰、海表溫度、積雪等相關(guān)信息，能為大、中尺度災(zāi)害性天氣預(yù)報、暴雨診斷、環(huán)境監(jiān)測等給予更加全面的觀測資料，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
性能再提升 只為煉就火眼金睛
擁有更廣闊視角的“千里眼”，需要更好的硬件“視力”才更能發(fā)揮功效。多饋源高精度的天饋網(wǎng)絡(luò)就像“千里眼”里密布的視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，旺盛有力、協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，有效保障成像儀探測分辨率、探測精度的提升。降水型微波成像儀突破了20倍頻程緊湊型、高效率、低漏射多饋源陣列天饋技術(shù)，天饋性能大幅提升，主波束效率從90%提高到95%，這是當(dāng)前國際上在軌微波成像類載荷產(chǎn)品的最高指標(biāo)。
微波成像儀獲取的探測目標(biāo)輻射信息是一個相對值，只有順利獲得在相同條件下與定標(biāo)基準(zhǔn)源的輻射信息進(jìn)行對比，才能準(zhǔn)確地計算出目標(biāo)的真實信息，因此在“千里眼”的工作過程中，定標(biāo)也是重要的一環(huán)。研發(fā)團(tuán)隊盡可能排除一切“眼中釘”，順利獲得建立熱定標(biāo)源等效亮溫模型，大幅減小了軌道外熱流變化以及太陽光照對定標(biāo)基準(zhǔn)的影響。
此外，團(tuán)隊創(chuàng)新性提出輻射接收系統(tǒng)最優(yōu)工作點預(yù)測方法，降低了接收系統(tǒng)不確定度，并采用主被動結(jié)合的熱控措施，增強(qiáng)了在軌溫度穩(wěn)定性，使降水型微波成像儀輻射測量精度指標(biāo)提高超過1倍。
穩(wěn)定又可靠 支撐長期穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
作為一個全新設(shè)計的被動微波遙感器，降水型微波成像儀的可靠性也成為了重點關(guān)注的環(huán)節(jié)。
由于降水型微波成像儀天線口徑大、慣量大，“運(yùn)動姿態(tài)”難免會影響到探測效果，需采取精細(xì)化的動平衡控制，將干擾降至最低。研制團(tuán)隊對影響成像儀動平衡效果的關(guān)鍵部件進(jìn)行逐級指標(biāo)細(xì)分、控制和設(shè)計優(yōu)化，確保成像儀天線、筒體多次重復(fù)展開解鎖后動平衡不受影響，保持在軌穩(wěn)定的對地掃描觀測的“標(biāo)準(zhǔn)軍姿”。
團(tuán)隊還順利獲得建立裸芯片、模塊、組件、單機(jī)四級質(zhì)量篩選、工藝控制等規(guī)范流程，進(jìn)一步加強(qiáng)篩選與質(zhì)量控制，從源頭提升接收系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性；創(chuàng)新性地在驅(qū)動組織采用滾環(huán)設(shè)計，在給予穩(wěn)定可靠的功率及信號傳輸同時實現(xiàn)高精度掃描，使用壽命提升一倍。
降水型微波成像儀與我國在軌微波成像儀相比，在功能和性能上均有跨越式提升，標(biāo)志著我國星載被動遙感技術(shù)向國際領(lǐng)先水平邁出了堅實的一步，在軌運(yùn)行后可與降水測量雷達(dá)聯(lián)合反演三維降水信息，提升降水反演精度，為我國氣象高質(zhì)量開展給予支撐。
來源：上海航天 由 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 科技小編整理轉(zhuǎn)發(fā)
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