科研进展
临近空间大气参量探测载荷获取首批星上下传数据
时间：2025-03-24 作者：李志伟 赵敏杰
近期,中国科学院合肥物质科学研究院研制的大气密度廓线探测仪(HDI)和高光谱大气温度和成分廓线临边探测仪(TOPS),搭载中高层大气临边探测遥感卫星“天路一号”顺利入轨。两个载荷根据整星任务规划,于2月25日正式启动成像并完成首批星上探测数据的下传。经初步分析,载荷功能正常,数据质量达到预期指标。
大气密度廓线探测仪基于超分辨空间外差干涉成像光谱技术,结合星载临边遥感探测方式,可一次成像同步获取垂直方向6-108km、空间分辨率优于2km、光谱分辨率优于0.04nm O2-A带超光谱信息。研究团队首次提出利用O2-A带超分辨吸收光谱特征与大气密度相关性,采用变尺度数据融合处理方法,可提供高精度、高时效全球大气密度(垂直方向6-70km)廓线数据产品。
高光谱大气温度和成分廓线临边探测仪对大气层进行切片探测,单次大气切片厚度2km,能够获取10-100km共46个大气切片的500-800nm波段、光谱分辨率1.5nm的高光谱信息。在10-60km,通过探测大气对太阳光的吸收特征谱线,可提供大气臭氧等成分的全球分布信息,在60-100km的中高层大气,研制团队突破氧气辉弱辐射信号的高信噪比、高灵敏度成像光谱探测技术,在国内首次实现全球臭氧廓线和温度廓线的同步探测及应用。
目前,两个研究团队已完成载荷首批数据L1级产品测试性处理,载荷功能、性能指标经初步评估全部满足设计要求,下一步将按计划开展L2级数据产品反演和真实性检验工作。团队计划与相关科研单位联合开展数据应用研究,为临近空间大气动力学研究、大气模式的精确构建提供基础数据。
图1 大气密度廓线探测仪载荷
图2 高光谱大气温度和成分廓线临边探测仪载荷
图3 HDI载荷L0级预处理后干涉图数据
图4 HDI载荷L1级光谱数据产品(左图)典型切高光谱数据(右图)
图5 TOPS载荷L1级光谱数据产品
图6 TOPS典型波长亮度随切高变化(左图)典型切高氧气辉数据(右图)