11日凌晨0时11分,我国新一代静止气象卫星风云四号搭乘长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心成功发射。安徽光机所与上海技物所合作研制的星上定标器进入预定轨道运行。该定标器将为我国首次实现在静止轨道卫星上全光路星上定标。风云四号代表着当今气象卫星的最先进水平。其成功发射标志着我国静止轨道气象卫星实现了升级换代和技术跨越,将大幅度提高我国天气预报、气候预测能力。
并将以全新的方式揭示台风、暴雨、洪涝、森林火灾、沙尘暴和空间天气的变化规律。风云四号卫星搭载了扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、闪电成像仪、空间天气监测仪器包等四台主要载荷,其中扫描成像辐射计可获取14通道的光谱辐射信息,大大提高天气预报的精度。与扫描成像辐射计一同登上风云四号的还有为其提供定标服务的星上定标器。
此星上定标器由中科院安徽光机所和上海技物所合作研制,采用的太阳漫射板加比值辐射监测的方式,利用稳定不变的太阳作为校准光源,结合漫反射板地面高精度测量,通过比对测量监测漫射板,为卫星遥感器提供了一个高精度辐射基准,实现全光路高精度辐射定标。光学传感器系统在卫星发射升空阶段和在轨运行期间,由于发射振动、环境温度变化、太空电磁辐射环境等原因,逐渐产生衰减而影响遥感器探测的定量精度。
卫星在轨使用寿命一般为5-8年,为确保卫星载荷在寿命期内均保持较高的定量精度,科学家们采用多种方法来实时校正仪器的精准度,以便获取数据时排除因“相机”本身因素产生的干扰,从而获得最精准的气象变化数据。我国发射的卫星多采用地面替代定标的方式,这种方式需要进行大气辐射传输计算(信号两次穿过大气),辐射定标不确定度一般在5%~7%。
此次风云四号卫星多通道扫描成像辐射计首次配置了基于比辐射监测的太阳漫射板星上定标器,它伴随卫星实时为卫星载荷进行常态化的在轨光学辐射定标(信号无需穿过大气层),其预期辐射定标不确定度为3%~5%,为提高风云四号卫星气象预报精度提供了有力保证。该定标器将为我国首次实现在静止轨道卫星上全光路星上定标。
如果说,茫茫太空中的气象卫星上的“相机”是洞察风云变幻的犀利“镜头”,那定标器就是擦拭“镜头”、保持“镜头”清晰明亮的“擦镜布”。