海上升“捕风”：揭秘捕风一号A、B卫星

新华社北京6月7日电:海平面上升“捕风”——揭秘捕风一号A、B卫星

新华社记者胡哲和肖海川

最近，随着长征11号海上运载火箭“一箭七星”成功发射进入轨道，星座1 A和B成为发射的主要“乘客”。它们的成功入轨将提高中国探测海面风场的能力，并使台风预报和监测有一个特殊的“眼睛”。记者走进他们的研究基地——中国航天科技集团公司第五研究院，采访了研究团队，并展示了许多捕捉风1的技巧。

海面风测量存在困难。

“捕捉风一号”a星和b星是中国航天科技集团第五研究所研制发射的第270和271号航天器。

“他们可以通过一双‘眼睛’准确测量海拔500多公里的海面风场信息，从而实现台风预报。”“捕风一号”卫星总设计师白告诉记者，通过这次发射，我国在利用卫星导航信号探测海面零风场方面取得了突破性进展，这对今后的台风预警、防灾减灾具有重要意义。

过去有一些相关的技术措施来监测海面风场，但也存在一些不便。例如，卫星云图常用于天气预报中测量海风，但这种方法测量的是云层顶部的风，这与云层下面和海水上面的风有一定的误差。

另一个例子是通过散射计等卫星负载向海面主动传输微波信号来测量海面风场。然而，其结果是，卫星不仅重量大，而且成本高，难以形成实时监测海面风场的星座。此外，他们无法监测每秒50米以上的海风。

一号捕风有一种独特的技巧

什么样的技术能让千里之外的卫星成为“千里眼”？白说，在人们眼里，风是看不见的。然而，在卫星眼中，海面风场可以通过导航反射信号“可视化”，这是丰一的卫星A和B的独特技能。

近年来，随着全球卫星导航系统的发展和成熟，为海面风场探测提供了新的技术可能性。利用导航反射信号反演反射面的物理特性和参数已成为各国新的研究热点。白说，欧美一些发达国家已经发射了相关卫星，利用导航信号探测海平面、海浪、海风、海冰、移动目标等。

为什么导航信号可以“无所作为”，成为海面风场探测的好帮手？专家解释说，导航信号传输到海面后，会发生镜面反射。平静和强风产生的反射信号有明显的不同。

“有风时，反射信号会随着波浪而变化。风越大，信号变化越剧烈。通过分析时延多普勒能量图，利用不同参数之间的比例关系，可以反演海面风速数据白表示，导航卫星的L波段具有良好的大气穿透力，可以实现全天时海面风场的信息探测，并可以通过多卫星网络监测实现极端台风天气的“准确”预报。

技术进步也是可以预期的。

在捕风1号的卫星A和B的背后，是卫星开发者多年来取得的技术突破。中国航天科技集团公司第五研究院透露，虽然两颗卫星是第一个利用导航反射信号进行海风探测的研究，但相关的原理可行性研究和实验验证已经进行过。

“多年前，我们中国航天科技集团第五研究院Xi安分院的专家开始研究导航反射信号的技术有效载荷。白表示，相关载荷已搭载在飞机上，其有效性已通过探海试验得到验证。

在卫星用户服务方面，制造商航天东方红卫星有限公司率先采用“交钥匙”模式，不仅开发和发射卫星，还联合国内优势单位进行数据处理和校准，为最终用户提供“打包”服务。获得原始数据产品的用户可以更方便地“查看”海风，而不必对原始数据进行大量推导。

《捕风1》的推出并不是终点。由于导航卫星的特点，风捕获卫星监测的风场点是离散的，因此有必要继续构建多星星座。然而，采用被动监测方式的捕风卫星具有成本低、重量轻的特点，适合构建多星星座。

“我们将逐步建立一个捕风卫星星座，多个卫星将共同观测，以实现对全球海面风场的更大范围、更高精度甚至准实时监测，以及更准确的台风预警。”白表示，第五研究院将继续探索微波遥感技术在导航信号中的应用潜力，不断提升中国卫星的技术实力。