北斗导航卫星探空系统的研制与展望
摘要
无线电探空系统至今仍然是高空气象探测领域中最基本、最重要、最可信赖的手段,为天气预报、气候分析、气象研究和业务服务提供基本大气状态信息,是现代数值预报发展最主要的资料来源,更是所有其它大气遥感技术赖以比较、校正的基准系统和真实性检验的基础,成为气象探测基础业务工作的基本设施。基于导航卫星系统测风的高空探测系统具有测风精度高、地面系统简单,操作简便,已成为当今世界无线电高空气象探测的发展主流。我国北斗导航卫星系统的发展,为这项技术在我国高空气象探测领域的应用带来了生机。不仅使我国摆脱GPS 高空探空系统受制于人,难于全面业务发展的局面,为进一步提高我国高空气象探测技术和自动化水平和能力,赶超世界先进水平打下了坚实的基础,同时对发展我国北斗导航系统的产业应用,也具有非常重要的意义。中国气象局气象探测中心和相关单位,积极研制基于我国北斗二代导航卫星系统并可兼容GPS 的高空探测系统,以现有国产GPS 探空仪和业务L 波段电子探空仪为基础,集中解决北斗导航卫星测风技术,采取“三步走”的技术路线。完成了我国自主发展的北斗/GPS 双模探空专用芯片和模块研制、突破了连通、电源、温度、无线电兼容等四大技术难点,反复试验,成功研制了P 波段、L 波段等2 个波段、4 个型号具有自主知识产权的北斗导航卫星系统探空仪,地面接收系统和相应的终端软件。并在2010 年7-8 月广东阳江举行的第8 届世界气象组织GPS 高质量探空系统国际比对试验上进行了公开放飞。结果表明,我国北斗探空系统定位精度、测风精度和温湿压探测精度与国际流行的GPS 探空系统相当,并具有中国自主的北斗、双模、L 波段三大特色。为充分利用我国已完成全国业务布局的L 波段二次雷达-电子探空系统的庞大设备资源、技术资源和人力资源和数以亿元计的投资效益,迅速便捷地开展业务化对比试验,加快北斗/GPS 探空系统进一步的业务推广具有重大意义。