“捕风一号”高空“捉影”台风

航天五院西安分院测风雷达填补我国一项空白

20190607期来自:西安日报

西安分院该项目主管副院长谭小敏表示:

“此次发射的捕风一号卫星填补了我国卫星导航信号高精度海面风场探测的空白。这也只是一个开始,后续我们将继续联合用户挖掘应用需求,西安分院通过捕风一号有效载荷研制及航天测控运营与数据应用服务中心的建设运行,为捕风卫星业务化建设提供了星地一体的在轨实践,为我国气象领域、海洋和陆地遥感、大气及土壤探测等领域贡献西安分院智慧,并服务于‘一带一路’沿线国家和地区的气象保障和防灾减灾应用。”

本报讯(首席记者杨斌鹄)2019年6月5日,我国首次在海上实施运载火箭发射技术试验,将技术试验卫星捕风一号A/B星及五颗商业卫星顺利送入预定轨道。作为我国首次海上发射任务的主要“乘客”,捕风一号A/B卫星通过一双“慧眼”在500余公里的高空,基于导航卫星反射信号反演技术,实现我国海面高精度台风测量零的突破。

航天科技集团五院西安分院(以下简称西安分院)为捕风一号A/B卫星研制了星载Gnss-R台风观测雷达载荷分系统、X频段星地测控分系统和宽波束电子扫描相控阵微纳数传系统。当卫星发射升空后,Gnss-R台风观测雷达载荷开始工作,其接收导航信号传递到海面的反射信号,实现对海面风场的广域地毯式搜索探测,探测到的数据通过宽波束扫描微纳实时数传系统在探测的同时,实现地面站波束跟踪和数据下传。同时,为满足商业化灵活测控和风场观测数据快速直达气象用户的需求,区别于以往只研制卫星的模式,西安分院还建设了商业航天测控运营与数据应用服务中心,为本次任务提供测控和数据接收处理等发射保障,数据落地后可直接形成风场反演数据,创新性为用户提供一站式“打包”服务。

随着全球卫星导航系统发展的成熟,利用卫星导航反射信号对反射面的物理特性和参数进行反演已成为各国新的研究热点。与其他方式相比,具有成本低,资源代价小的显著特点,使高时间分辨率微纳卫星风场观测星座建设成为可能。捕风一号正是瞄准这一方向进行研制和建设。

在商业蓬勃发展的态势下,低成本商业微纳卫星研制已成为航天界的新宠。为降低建设成本,满足一箭多星需求,捕风一号A/B星基于航天东方红微纳卫星平台设计,整星只有79千克。同时为了让“捕风”快速应用验证,选择了我国首次海上发射的这趟快车,研制团队在5个月的时间内完成了技术攻关和产品研制。从以往航天研制历程看,几乎是一个不可能完成的任务。

同时,捕风一号所使用的测风雷达、测控系统、数传系统等功能都极其复杂,每个系统都由天线、射频等诸多类零部件组成,面对微型化需求,研制队伍快速转变设计思路,除了天线等无法集成需布置在卫星舱外,其他部分组件均通过设备单板化、单板芯片化、硬件软件化设计思路,构建了适合微纳卫星的微型化高集成形态产品,使得捕风一号卫星“麻雀虽小,五脏俱全”,并且功能还很强大。

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