2020年12月22日，我國新一代運載火箭長征八號在文昌航天發(fā)射場成功點火起飛，順利將五顆衛(wèi)星送入預定軌道。作為我國首款國家立項的商業(yè)運載火箭，長征八號“一箭五星”首飛取得圓滿成功。天津云遙宇航科技有限公司研制的GNSS氣象探測系統(tǒng)“GNSS掩星氣象探測載荷”搭載長沙天儀空間科技研究院“元光號”衛(wèi)星也隨之順利升空。此次氣象探測載荷發(fā)射，為云遙宇航2020年的第三次發(fā)射，是云遙宇航“云遙星座計劃”從2020年向2021年邁進的最后一次重要發(fā)射。

第三顆GNSS 掩星氣象探測載荷隨長征八號升空

天津云遙宇航科技有限公司成立于2019年3月，坐落于天津港保稅區(qū)空港經(jīng)濟區(qū)內(nèi)，為保稅區(qū)重點扶持企業(yè)，是一家專業(yè)從事集空天氣象探測載荷研發(fā)、數(shù)據(jù)反演和應(yīng)用于一體，專注軍民融合領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)。目前，云遙宇航擁有員工22 人，其中博士7人，碩士12 人，其團隊核心成員均有就職于中國空間技術(shù)研究院的工作經(jīng)歷，專業(yè)領(lǐng)域涉及天線設(shè)計、信號處理、射頻前端設(shè)計、GNSS 定位以及軟硬件設(shè)計等。云遙宇航團隊成員有著豐富的國家重點航天衛(wèi)星項目研制經(jīng)驗，參與過載人交會對接、探月工程、貨運飛船、海洋衛(wèi)星等國內(nèi)幾十個重點設(shè)備的研發(fā)。

自云遙宇航成立以來，已經(jīng)研發(fā)出多個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導航終端設(shè)備，掌握了衛(wèi)星導航應(yīng)用領(lǐng)域的多項先進技術(shù)。擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的GNSS 探測載荷研發(fā)工作，已完成40 多項專利申報，已形成 “載荷設(shè)備研制—衛(wèi)星搭載—數(shù)據(jù)反演處理—數(shù)據(jù)銷售”的完整產(chǎn)業(yè)體系。

掩星探測載荷升空讓氣象數(shù)據(jù)更加精準

如果說，探空氣球是“萬米高空的聽診器”，那么，GNSS 掩星探測載荷就是氣象數(shù)據(jù)的“PET-CT”。云遙宇航目前啟動的“云遙星座計劃”，正是在打造一臺用于收集全球大氣信息的“PET-CT”。

GNSS 掩星探測載荷，是利用地球軌道上“GNSS 導航星座—地球—LEO衛(wèi)星星座”之間的掩星現(xiàn)象，進行地球大氣測量的一種氣象遙感技術(shù)，可以完成全球的電離層探測及全球大氣層探測。GNSS 掩星探測載荷具有高時空分辨率，可以同時完成地球多個區(qū)域的探測。

2020年1月，云遙宇航設(shè)計研制的國內(nèi)首個商業(yè)GNSS 掩星探測載荷“云遙掩星”，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心搭乘長征二號丁運載火箭發(fā)射的衛(wèi)星順利升空并成功入軌?！霸七b掩星”的成功升空，標志著“云遙星座計劃”的正式啟動。此后，云遙宇航在2020年11月發(fā)射了第二顆GNSS 掩星探測載荷，此次發(fā)射讓云瑤宇航初步建立了掩星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為完成全球氣象衛(wèi)星組網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)。緊隨其后發(fā)射的第三顆GNSS 掩星探測載荷，更是讓“云遙星座計劃”向前邁進了一大步。

2020年9月，云遙宇航在河北省霧靈山進行山基試驗

2020年，云遙宇航技術(shù)團隊歷經(jīng)10 個月，從地基、山基和衛(wèi)星模擬等不同維度及場景，對此次氣象探測載荷的核心算法進行優(yōu)化，提升了掩星多頻點捕獲跟蹤性能和反演成功率。不久前跟隨長征八號運載火箭升空的這顆GNSS 掩星氣象探測載荷，是一種新型星載遙感綜合探測設(shè)備，它具有高時空分辨率，可以同時完成地球多個區(qū)域的探測，通過相控陣天線接收GNSS 掩星信號，經(jīng)過綜合處理反演得到大氣溫濕壓、電離層電子密度等參數(shù)，滿足實時快速獲取高時空分辨率的大氣環(huán)境要求。

在未來3年中，云遙宇航將GNSS 掩星探測載荷分別放置在80 顆人造地球衛(wèi)星上，隨著大大小小的衛(wèi)星進入太空，組成一個人類自己創(chuàng)造出的星座——云遙星座，這就是“云遙星座計劃”。屆時，云遙星座將形成一個覆蓋全球各個角落的氣象探測網(wǎng)，這意味著，人們將比現(xiàn)在更加清楚地了解地球每時每刻的“身體狀況”以及“心情變化”，比如，天氣預報將因此精確到20 分鐘級，地震預警可提前至小時級。

“云遙星座計劃”填補大氣探測的空白

近年來，隨著我國綜合實力的快速提升，以及衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)、氣象海洋監(jiān)測服務(wù)系統(tǒng)、林業(yè)漁業(yè)生產(chǎn)制造系統(tǒng)和武器裝備運用保障系統(tǒng)的使用及效能發(fā)揮，更加離不開對地球大氣、電離層與海洋環(huán)境信息的有效了解和利用。更好地摸清每個人賴以生存的地球的脾氣秉性，有著極其重要的現(xiàn)實意義?！拔覀兿Ｍㄟ^全球組網(wǎng)，填補我國大氣探測的空白?！痹七b宇航首席技術(shù)官李興國說。

我國幅員遼闊，也是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，干旱、洪澇、臺風、高溫、冷凍、地震等多種自然災害頻繁發(fā)生，常常給經(jīng)濟社會帶來嚴重損失。一直以來，對大氣和海洋的綜合快速探測，都是我國防災減災工作極為關(guān)注的方向。李興國說，他們希望能采用小投入、大效益的方式，建立一個集全球空間氣象數(shù)據(jù)生產(chǎn)及空間氣象數(shù)據(jù)應(yīng)用推廣于一體的綜合服務(wù)平臺，在這個被國外技術(shù)壟斷領(lǐng)域撕開一條口子。

由云遙宇航研發(fā)GNSS 掩星氣象探測載荷，可以通過多波束相控陣天線接收GNSS 臨邊信號和多GNSS 信號同時照射目標形成的前向散射回波信號，經(jīng)過綜合處理反演得到大氣溫濕壓、電離層電子密度、海面高度、海面風場以及有效波高等參數(shù)，滿足實時快速獲取高時空分辨率的大氣和海洋環(huán)境參數(shù)。完成海洋信息獲取、熱帶氣旋及臺風預報、全球臨近空間數(shù)值天氣預報、全球區(qū)域電離層探測，對全球氣象預報、戰(zhàn)場環(huán)境預報具有重要價值和意義，為民防工程、科研機構(gòu)、戰(zhàn)時環(huán)境感知提供數(shù)據(jù)支撐，并帶動下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

近年來，隨著小衛(wèi)星技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，為氣象業(yè)務(wù)的空基觀測拓展了新的領(lǐng)域。國內(nèi)以長光衛(wèi)星、歐比特、九天衛(wèi)星、天儀研究院等為主的商業(yè)衛(wèi)星公司也逐漸增多，國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)每年預期為200 顆左右。通過在衛(wèi)星上加裝GNSS 掩星氣象探測載荷，可以完成全球電離層、大氣層的綜合探測。云遙宇航通過完成氣象小衛(wèi)星組網(wǎng)工作，填補了我國大氣探測的空白。

大氣全球組網(wǎng)星座“三步走”讓氣象服務(wù)行業(yè)國產(chǎn)化

云遙宇航從成立之初，就把目標瞄準建成在軌運行的大氣全球組網(wǎng)星座，打破國外技術(shù)壟斷，助力上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成實時全球電離層大氣層探測系統(tǒng)，服務(wù)于全球的陸?？沾髿庑畔㈩A報，提供強實時性的陸?？沾髿忸A報信息，為氣象服務(wù)行業(yè)的國產(chǎn)化作出貢獻。

2021年伊始，云遙宇航開始積極推進全年的發(fā)射目標——上半年計劃發(fā)射10 顆左右的GNSS 掩星氣象探測載荷，全年預計發(fā)射20 顆左右。云遙宇航為未來的發(fā)展制定了“三步走”戰(zhàn)略。通過與航天科工集團八院、中科院軟件所、湖南天儀研究院等公司的合作，盡快完成技術(shù)驗證、數(shù)據(jù)驗證工作。從今年開始至2022年，云遙宇航計劃完成前30 顆衛(wèi)星組網(wǎng)工作，讓GNSS掩星氣象探測載荷順利升空。從2023年開始，云遙星座剩余的50 顆新型探測載荷也會陸續(xù)升空。屆時，云遙宇航可完成陸地、海洋和臨近空間的綜合性探測，服務(wù)對象也將由氣象延伸至遙感、海洋、地震等多種行業(yè)領(lǐng)域，增加銷售數(shù)據(jù)的種類以及規(guī)模。

“我們希望通過精準化氣象服務(wù)助力行業(yè)發(fā)展，打破國外對這一領(lǐng)域的壟斷，解決國家氣象部門全球化數(shù)據(jù)時空分辨率低、商業(yè)氣象公司數(shù)據(jù)量不足等問題，生產(chǎn)中國人自己的氣象數(shù)據(jù)?！崩钆d國說。