优秀成果展示——风云三G降水星资料接收处理和应用关键技术
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发布时间：2025/11/25 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2025]005 |
| 评价结果： |
优秀一等 |
| 成果名称： |
风云三G降水星资料接收处理和应用关键技术 |
| 完成单位： |
国家卫星气象中心、中国气象局气象探测中心、中国科技大学 |
| 成果形式： |
应用研究和技术开发类-方法 |
| 研究领域： |
综合气象观测 |
| 评价年份： |
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| 完成人： |
张鹏、谷松岩、陈林、商建、赵现纲、林曼筠、尹红刚、吴琼、李锐、陈玉宝、王皓飞、吴蕾、王雨、朱爱军、贾树泽、朗宏山 |
| 成果简介： |
针对我国首颗主动降水测量卫星资料处理和应用的技术难点，突破了低倾角卫星高精度轨道控制和卫星平台掉头管理核心技术，首次建成遥感卫星、中继卫星、地面接收站之间的星-星-地资料接力接收和回传业务链路，解决境外观测资料的高时效接收和快速回传应用难题。突破星载主动降水雷达的内/外定标关键技术，定标精度与稳定性均与国际最高水平GPM卫星相当。突破星载主动降水雷达定量遥感产品反演核心关键技术，产品数量和质量达到国际先进水平。基于偏振辐射传输计算，解决了国际首台短波红外多角度偏振成像仪的资料处理和定量应用核心技术。2024年5月，卫星投入业务运行，在汛期服务、重大活动气象保障、科学研究中发挥了经济和社会效益。
风云三号G星是我国首颗低倾角轨道降水测量卫星，也是我国首次实现对降水系统三维结构的主动定量星载探测，和国外同类载荷相比，主载荷降水测量雷达在探测灵敏度以及观测刈幅上都有明显的优势。降水星在技术层面取得了以下几项突破：
1、突破了轨道与热控制以及星间数据传输技术，实现了星地一体化的高精度轨道控制，保证了在轨道衰减情况下的地面数据稳定接收。解决了卫星观测资料的高时效接收和快速回传应用难题，提升中国及周边实时数据的覆盖范围及对灾害性天气的快速监测与预警。解决了跨网交互中作业任务及数据流程协议采用不同技术体制的难题，实现了星星，星地，地地间的全流程数据传输。
2、突破了星载主动降水雷达的内/外定标技术，通过监测波导缝隙阵列天线每个T/R模块的相对幅度和相位实现了内定标，通过部署在锡林浩特的主动雷达定标器（ARC）实现了外定标，通过海表后向散射检验方法、地面标准雷达星地比对方法等多种方法检验，星载降水雷达的定标精度与稳定性均与国际最高水平GPM卫星的DPR仪器相当，为定量遥感应用奠定了基础。
3、突破了星载主动降水雷达定量遥感产品反演核心关键技术，基于物理方法实现了星载Ku波段到地基S/C/X波段的频率修正，有效订正了仪器指标、观测视场和云微物理参数的影响；自主研发了国内首个星载降水雷达正/反演模型，解决了混合相态降水反演的难题，实现了三维降水廓线、降水潜热在内的5类19个定量产品，产品数量和质量达到国际先进水平。
4、基于偏振辐射传输计算，完成了世界上首台短波红外多角度偏振成像仪的资料处理和定量应用核心技术。在强水汽1.37微米吸收通道的偏振图像中处理得到140°散射角附近的雨虹，并基于此现象发展了过冷水云探测技术，对人影作业、飞机积冰防护提供了一种新的方法。
风云三号G星技术团队通过汛期的应用服务试验产生了良好的社会影响力，为提升气象科技现代化和气象社会服务现代化做出了贡献。为了提升卫星服务效益，风云三号G星边测试边应用边服务。依托研发的先进降水产品体系，首次生成并提供了三维降水廓线、降水粒子谱分布等新产品，为汛期服务提供了有力支撑。在2023和2024年汛期台风以及华南强降水等灾害天气和成都大运会、杭州亚运会和西安中亚峰会等重大气象服务保障中发挥了重要作用。并且，通过联合利用风云三号G星等新资料，开展了台风“卡努”影响下朝鲜和韩国的暴雨监测分析，相关服务产品第一时间提供给世界气象中心（北京），支持了朝鲜人民防灾减灾。
以风云卫星高质量发展为己任，风云三号降水星工程全链条管理获得2023年全国气象部门管理创新工作气象科技管理优秀奖。风云三号G星发射先后获得了“2023年度中国十大气象科技进展”、2023年度遥感领域十大事件、十大气象高质量发展、2020-2024年暴雨科技重大进展等荣誉。 |
