对于有关如何做天气探测器和如何做天气瓶的题,你对这样的题了解多少呢?就让小编带各位来了解一下吧!
2021年10月14日,QX-1商业气象卫星在太原卫星发射中心成功发射入轨。卫星上搭载的小型商用GNSS掩星探测器自10月15日发射入轨以来,已稳定运行三个月。获得的商用GNSS大气产品在国内首次满足业务数值天气预报的精度要求,达到标准,达到先进水平。
这个“GNSS掩星探测器”到底是什么?除了天气预报之外,它还有什么用途呢?
大气折射率产品精度
为什么使用掩星探测器来预测天气?
日食一般指天文现象,常见的日食包括月食和行星食。当恒星被行星食时,我们可以通过分析食开始和结束时发生的恒星折射和闪烁的影响来研究行星的大气层。当星光进入行星大气层时,其强度逐渐减弱,因此天文学家提出利用掩星探测来测量行星的大气层。
随着无线和航天技术的出现和发展,20世纪60年代美国喷气推进实验室首先提出利用人造地卫星无线电掩星技术来探测地大气层,美国和前苏联我们各自做了准备。GLONASS系统有利于使用掩星技术来探测地的大气剖面,统称为GNSS掩星探测技术。
其中,GNSS无线电掩星技术是指在近地轨道的LEO卫星上安装GNSS双频接收机,接收GNSS信号的技术。当导航卫星信号穿过地电离层和大气层时,传播介质垂直折射率的变化使无线电波路径弯曲。根据测得的无线电相位和精确的卫星年历数据,可以计算大气弯曲角和折射率,从而推导出0至60公里范围内的压力、温度和湿度。类似地,可以通过无线电波相位延迟反演确定电离层的折射率,也可以确定电离层的电子密度剖面。
数值天气预报需要使用温度、压力、湿度等三维数据作为初始值。当前提供这些数据的业务网络的空间和时间分辨率太低,了天气预报的准确性。无线电测深数据一般只存在于大陆地区,而海洋地区则非常缺乏上述数据。而且,上述探测数据通常每12小时只能获取一次,时间分辨率很差。站点之间数百公里的距离对于分析一些重要的中尺度气象结构来说太长了。温度剖面可以从气象卫星数据中获得,但这些剖面的垂直分辨率太长,因此它们在数值天气预报中的作用非常有限。由一定数量的低轨道卫星组成的卫星星座可以为数值天气预报提供足够时空分辨率的高精度数据,从而显着提高数值天气预报的准确性。
除了天气预报之外,掩星探测还能做什么?
当然,掩星探测技术不仅可以应用于天气预报,还可以应用于全气候变化和空间天气的研究。
1全气候变化研究
平均气温和平均水汽含量是全气候变化的两个重要指标。与其他探测方法相比,天基GNSS可以长时间稳定地提供高精度的温度剖面,并具有良好的垂直分辨率。更重要的是,根据掩星数据计算得出的大气折射率n是温度和水压的函数。因此,可以直接利用折射率n作为全气候变化的指标。
2空间天气应用
GNSS掩星数据为模型测试和初始化提供密集、准确的全电子密度探测数据,从而加速空间天气预报各种物理模型的发展。GNSS掩星探测提供的大量高质量电离层观测数据将有效推动空间天气研究。据此,科学家可以观察全电离层对太阳风暴影响的反应。通过这些观测获得的新发现将改进电离层物理模型,并为空间天气预报技术做出贡献。
我们的掩星探测器已达到顶尖水平
开头提到的小型商用GNSS掩星探测器是由基诺星空科技有限公司研发的,这个机构的核心人员全部来自中国科学院国家空间科学中心GNSS遥感团队。风云3C检星团队研发的GNSS掩星探测器是全首个实现GPS/北斗兼容掩星探测的产品,其数据产品分发到中国的GRAPES,欧洲的ECMWF、德国和加拿大,中国的欧洲和加拿大。该技术已在采用ECWMF的国家投入运行,已达到最先进水平;研制的风云三号E型掩星探测器使世界成为现实,首次实现了对星掩星的综合探测。GNSS掩星和GNSS-R,达到水平。
随QX-1卫星发射的探测器是全首个兼容北斗、GPS和伽利略导航系统的高精度、紧凑型商用GNSS掩星探测器。在轨运行的成功,为数百颗恒星的商业微纳星座“基诺星空”开启了GNSS遥感应用的大门。公司在GNSS掩星和GNSS-R领域拥有雄厚的技术基础。星探测器和GNSS-R探测器提供全天候全探测大气温湿度压力、电离层TEC、海面风场、海冰覆盖、土壤湿度等元素信息,并提供基础信息。为后续大规模网络观测奠定了坚实的基础。
对于如何做天气探测器和如何做天气瓶的这样的话题,本篇文章已经详细解完毕,希望对各位有所帮助。
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