摘要：双频率、多极化星载云雨测量雷达是遥感探测技术发展的必然趋势。深入研究了新一代双频多极化星载云雨测量雷达系统技术,给出了双频多极化雷达系统框图与主要指标,分析了天线子系统实现方案,提出了天线子系统的技术指标;考虑了中央电子设备子系统的实现方案,并计算了星载云雨测量雷达的数据率。该研究为开展空间云雨测量雷达系统研究进行了有益的尝试,可为我国未来空间云雨测量雷达的设计与研制提供参考。

摘要：随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)掩星大气探测技术的兴起,GNSS遥感探测数据在气象数据资源中逐步占据重要地位,但是目前的掩星探测数量远不能满足数值天气预报等应用的需求,未来更需要充分利用GNSS信号资源,开展更大规模的GNSS掩星卫星星座探测.本文以世界气象组织发布的大气海洋数据需求为参考,提出新一代GNSS遥感探测星座任务需求与设计约束.在理想大气模型假设下,利用几何解析方法研究了探测卫星星座构型参数对探测性能的影响,并建立了新一代GNSS遥感探测卫星星座设计基本准则.以风云卫星为子星座,给出了星座规模同为40颗的三种GNSS遥感探测微纳卫星星座设计方案.研究结果表明,具备该规模的探测星座可满足数值天气预报等气象应用的最低数据需求,三种构型方案中,由高、中、低倾角三组Walker子星座与风云卫星子星座组建的GNSS遥感探测星座探测性能最优.

摘要：该文介绍了利用搭载在FY-3A卫星上的中分辨率光谱成像仪(MERSI)的近红外(NIR)通道反演大气水汽总量(PWV)的方法。根据预先建立的查找表,大气水汽总量可以通过水汽通道与窗区通道的卫星测值相比反演得到。对MERSI近红外水汽通道灵敏度进行估算,结果表明:处于吸收带两翼的905 nm和980 nm通道对不同水汽量的敏感性表现比较接近,对较大水汽含量最为敏感;当水汽较弱时,强吸收的940 nm通道非常敏感。基于这3个通道对水汽含量敏感性的不同表现,采用3个通道水汽总量的加权平均值作为PWV产品的最终反演值。文中设计了水汽总量业务算法反演流程,并基于FY-3A/MERSI最新观测资料进行晴空大气水汽总量的业务处理生成试验,顺利生成MERSI单轨道水汽总量产品及日拼图中国区域产品和全球产品,同时生成多天合成产品,产品反映出MERSI具有较好的近红外水汽探测能力。将卫星反演结果与探空数据进行初步比对检验,显示卫星反演值有20%～30%系统性偏低,需要进一步改进反演查找表。

摘要：文中归纳总结了公益性行业(气象)科研专项项目"藏东南地区复杂下垫面地气交换观测研究(GYHY201206041)"的主要研究成果。本项目观测试验、理论研究与模型模拟相结合,开展了藏东南地区复杂下垫面地气交换特征研究,揭示了复杂下垫面上地气交换的非均匀性;开展了数值模式地气交换参数化方案在藏东南地区的适应性评估,为数值模式适应能力的改进提供了思路;开展了卫星遥感反演技术及产品在藏东南地区的检验订正研究,探索了利用多点观测值综合描述复杂下垫面上地气交换特征的转化方法。研究成果有利于深入了解藏东南地气交换特征并可为复杂下垫面地区地气交换观测试验设计提供技术参考。

摘要：针对定性分析方法无法彻底避免鬼像影响检测的现象,在理论分析的基础之上,提出补偿器鬼像定量仿真分析方法。借助光学分析软件,在设计阶段彻底避免鬼像影响检测,并结合实例,说明定性分析方法的局限性,验证定量仿真分析方法的有效性。该分析方法为补偿器的设计分析提供定量分析方法,提高了补偿器研制的成品率,提高了补偿检验精度,对高精度补偿检验技术具有重要意义。

摘要：从航天工程的特殊工作环境出发,不单纯在理论上推导如何提高线阵扫描相机的空间分辨率,而是在远距离、低能量的环境下,从系统的角度研究了图像配准程度、信噪比和时间分辨率对空间分辨率的影响关系,进而提出了过采样探测系统的设计约束条件。在不能降低相机时间分辨率和信噪比的条件下,提出了一种利用过采样技术将线阵扫描相机空间分辨率提高20%的新方法。

摘要：为把握好地球系统模拟、遥感地物反演的太阳辐射数据精度,需要探讨尺度效应引起的太阳高度角的区域代表性问题以及确定太阳高度角数据密度的方法。设计区域太阳高度角平均偏差计算方法,建立分布合理的样本数据,根据计算方法选择样本数据,计算区域太阳高度角平均偏差,按制定的统计方法归纳其规律特征。统计得到,区域太阳高度角平均偏差与区域直径为实质性相关,为正相关近线性关系,线性系数随着区域直径的增大而略微减小,当区域直径小于3000km时,线性系数为(1.8969~1.9084)×10^-3(°)·km^-1,同宽区域的太阳高度角平均偏差的离散程度极小。结果表明:统计规律具有简洁性、高稳定性及高可靠性,为地域性或全球性地球系统模拟、地物反演中太阳高度角数据密度的确定提供科学依据。

摘要：干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)是风云四号A星(FY-4A)的三大主载荷之一,其主要功能是实现大气温度和湿度参数的垂直结构观测.为了满足卫星数据定量化应用的要求,FY-4A星成功发射之后,围绕GIIRS开展了一系列的在轨定标和性能评价工作.评价结果表明:除部分通道受到有机挥发物的影响,85%的通道灵敏度优于设计指标;利用大气辐射传输模式,通过比较观测光谱与模拟光谱的均方根误差来确定激光有效采样频率,实现了GIIRS在轨光谱定标,精度达到10 ppm;利用星上面源黑体,考虑到非理想干涉图的相位影响,采用改进后的两点式外黑体定标法,实现了星上在轨辐射定标,长波和中波的平均亮温偏差均小于1 K,优于设计指标.

摘要：精确的风场数据对提高数值天气预报准确性具有重要意义,对流层风是改进天气预报的要素之一。虽然利用气象卫星成像仪对连续云图追踪特征目标进行导风是一种有效的风场观测方法,且在区域和全球尺度上改善了数值天气预报,但仍存在风场高度分配模糊问题而产生误差。星基红外高光谱探测仪具备大气温湿度廓线垂直探测能力,通过分析各个垂直分层内的大气参数运动得到三维风场,能够提升风场垂直高度的准确性,改进风场高度分配模糊问题。提出了利用跨平台极轨气象卫星FY-3D星红外高光谱大气探测仪HIRAS和NOAA-20星跨轨红外探测仪CrIS交叉观测对流层三维风场的创新方法,根据两仪器近重叠轨道星下点交叉观测辐射数据匹配水汽通道图像,通过稠密光流法分析目标运动变化并计算风场,对风矢量进行质量控制后同ERA-Interim再分析资料作定量化比较,分析风速均值绝对偏差、均方根误差和风向均值绝对偏差。分别对2019年2月20日UTC世界时00:00,06:00,12:00的HIRAS和CrIS交叉数据计算200,300,400,600,650和1000 hPa六组垂直高度风场,结果表明,风速范围的变化趋势与再分析资料表现一致,风速范围随高度降低而减小,高层对20 m·s^(-1)以上风速更敏感,地表附近测得风速集中在10 m·s^(-1)以内。风速均值绝对偏差多数小于3 m·s^(-1),最大不超过4 m·s^(-1),风速均方根误差多数小于3.5 m·s^(-1),最大不超过4.5 m·s^(-1),风向均值绝对偏差多数小于30°,最大不超过40°。风场误差主要来自仪器自身设计参数不同引入辐射数据的观测偏差,以及因数据空间分辨率不同导致在图像重投影处理过程中引入的定位偏差。

摘要：为了测试红外分光计红外通道的辐射探测性能,确定仪器地面参考定标系数,为分析反演产品误差提供依据,星载仪器的地面定标是仪器上星前必须要做的一项重要工作。基于我国新一代气象卫星红外分光计热真空定标试验数据,利用仪器通道接收的入射辐射与其输出信号值的相关特性,采用统计回归方法,建立了二者之间的转换关系,得到了热红外通道的定标系数,分析了红外分光计红外通道输入辐射量与输出信号的非线性响应。当目标黑体温度为290 K时,计算了仪器的灵敏度。结果表明：红外分光计存在一定的非线性响应,在220~330 K的目标温度范围内非线性偏差大都在0.4 K以内,仪器灵敏度达到了设计指标要求。