臨近空間大氣參量探測載荷獲取首批星上下傳數據
時間：2025-03-24 作者：李志偉 趙敏杰
近期,中國科學院合肥物質科學研究院研制的大氣密度廓線探測儀(HDI)和高光譜大氣溫度和成分廓線臨邊探測儀(TOPS),搭載中高層大氣臨邊探測遙感衛星“天路一號”順利入軌。兩個載荷根據整星任務規劃,于2月25日正式啟動成像并完成首批星上探測數據的下傳。經初步分析,載荷功能正常,數據質量達到預期指標。
大氣密度廓線探測儀基于超分辨空間外差干涉成像光譜技術,結合星載臨邊遙感探測方式,可一次成像同步獲取垂直方向6-108km、空間分辨率優于2km、光譜分辨率優于0.04nm O2-A帶超光譜信息。研究團隊首次提出利用O2-A帶超分辨吸收光譜特征與大氣密度相關性,采用變尺度數據融合處理方法,可提供高精度、高時效全球大氣密度(垂直方向6-70km)廓線數據產品。
高光譜大氣溫度和成分廓線臨邊探測儀對大氣層進行切片探測,單次大氣切片厚度2km,能夠獲取10-100km共46個大氣切片的500-800nm波段、光譜分辨率1.5nm的高光譜信息。在10-60km,通過探測大氣對太陽光的吸收特征譜線,可提供大氣臭氧等成分的全球分布信息,在60-100km的中高層大氣,研制團隊突破氧氣輝弱輻射信號的高信噪比、高靈敏度成像光譜探測技術,在國內首次實現全球臭氧廓線和溫度廓線的同步探測及應用。
目前,兩個研究團隊已完成載荷首批數據L1級產品測試性處理,載荷功能、性能指標經初步評估全部滿足設計要求,下一步將按計劃開展L2級數據產品反演和真實性檢驗工作。團隊計劃與相關科研單位聯合開展數據應用研究,為臨近空間大氣動力學研究、大氣模式的精確構建提供基礎數據。
圖1 大氣密度廓線探測儀載荷
圖2 高光譜大氣溫度和成分廓線臨邊探測儀載荷
圖3 HDI載荷L0級預處理后干涉圖數據
圖4 HDI載荷L1級光譜數據產品(左圖)典型切高光譜數據(右圖)
圖5 TOPS載荷L1級光譜數據產品
圖6 TOPS典型波長亮度隨切高變化(左圖)典型切高氧氣輝數據(右圖)