中法海洋卫星总体设计技术难点与解决措施 被引量：2

1

作者 阎诚 黄耀辉 王丽丽 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期1-10,共10页

中法海洋卫星是中国和法国联合研制的海洋动力环境遥感卫星,配置了2台大功率主动微波有效载荷——雷达波谱仪和微波散射计。主动微波与国际合作这两大特点,使卫星在进行总体设计时面临许多以往不曾碰到的设计难点。通过采取加强载荷配... 中法海洋卫星是中国和法国联合研制的海洋动力环境遥感卫星,配置了2台大功率主动微波有效载荷——雷达波谱仪和微波散射计。主动微波与国际合作这两大特点,使卫星在进行总体设计时面临许多以往不曾碰到的设计难点。通过采取加强载荷配置与参数优化、电磁兼容性设计与验证、"内单外双"准双母线供配电体制、跨国运输产品集中布局、固态存储器分区等创新性设计措施,解决了风浪联合同步观测工作模式设计、小卫星上2台大功率微波设备相互干扰、脉动式设备工作时供电母线安全、产品跨国运输特殊的技术需求、特殊的星上数据存储与回放需求等各项总体设计问题,并在研制过程中进行了充分的试验验证。卫星发射入轨以来,在轨性能优异,充分证明了解决措施的正确性和有效性。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 风浪联合同步观测 电磁兼容性 准双母线 跨国运输 内存分区

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海洋2B卫星和中法海洋卫星散射计海面风资料在台风“米娜”模拟中的一次应用 被引量：1

2

作者 刘晓燕 陈莉 +2 位作者 邢建勇 高元勇 崔利民 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2022年第3期75-82,共8页

以台风“米娜”(201918)为试验对象,利用WRF模式及其3DVAR同化系统对海洋2B卫星和中法海洋卫星散射计海面风资料分别和同时进行同化,设计3组同化试验,对照控制试验,分析了同化不同卫星散射计海面风资料对台风模拟的影响。试验结果表明:... 以台风“米娜”(201918)为试验对象,利用WRF模式及其3DVAR同化系统对海洋2B卫星和中法海洋卫星散射计海面风资料分别和同时进行同化,设计3组同化试验,对照控制试验,分析了同化不同卫星散射计海面风资料对台风模拟的影响。试验结果表明:对于台风路径模拟,3种同化方案的结果均有较明显的改善;对于台风强度模拟,3种同化方案的效果均不明显。 展开更多

关键词 WRF模式 3DVAR 台风模拟 海洋2B卫星 中法海洋卫星 散射计海面风

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中法海洋卫星散射计近海岸海面风场反演研究 被引量：11

3

作者 林文明 郎姝燕 +2 位作者 赵晓康 刘建强 李秀仲 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期115-123,共9页

中法海洋卫星散射计(CSCAT)使用扇形波束旋转扫描体制,能够以多角度测量同一海面的雷达后向散射系数,并具有空间分辨率较高的特点。这为近海岸海面风场反演提供了新的机遇。本文介绍了CSCAT近海岸海面风场处理的主要流程和关键技术。特... 中法海洋卫星散射计(CSCAT)使用扇形波束旋转扫描体制,能够以多角度测量同一海面的雷达后向散射系数,并具有空间分辨率较高的特点。这为近海岸海面风场反演提供了新的机遇。本文介绍了CSCAT近海岸海面风场处理的主要流程和关键技术。特别地,在风场反演之前,利用一种矩形窗算术平均的方法将L1B级的高分辨率条带数据组合平均到相应的风矢量单元中,从而实现近海岸风场反演的快速预处理。通过对比CSCAT、欧洲先进散射计(ASCAT)以及美国QuikSCAT的近海岸风场,发现CSCAT风场的质量在离岸40 km以外区域具有良好的一致性,而在离岸40 km以内显著恶化。分析表明,CSCAT近海岸区域风场统计特征恶化的原因可能是由潜在的海冰污染引起的。总体而言,CSCAT的近海岸风场与模式背景风场和浮标风场都具有良好的一致性。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 散射计 近海岸 风场反演 统计特征

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中法海洋卫星微波散射计在轨性能验证 被引量：14

4

作者 董晓龙 朱迪 +7 位作者 林文明 张阔 云日升 刘建强 郎姝燕 丁振宇 马剑英 徐星欧 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期425-431,共7页

中法海洋卫星(CFOSAT)微波散射计是国际上第一个旋转扇形波束体制散射计,通过优化雷达观测几何实现对地面目标多角度和多方位的高精度测量,提高海面风场、土壤湿度和海冰面积等地球物理参数的反演精度.根据CFOSAT卫星2018年10月发射以... 中法海洋卫星(CFOSAT)微波散射计是国际上第一个旋转扇形波束体制散射计,通过优化雷达观测几何实现对地面目标多角度和多方位的高精度测量,提高海面风场、土壤湿度和海冰面积等地球物理参数的反演精度.根据CFOSAT卫星2018年10月发射以来的在轨测试数据,结合散射计系统特点,分析验证了星上定标数据和后向散射系数反演结果的正确性,并对CFOSAT首批科学数据进行了定量分析和系统评价.结果表明,CFOSAT散射计在轨工作状态良好,实际性能与设计预期一致,风速测量精度优于1.5 m·s-1,风向测量精度优于15°,空间分辨率可达12.5 km,在近岸风场监测、土壤湿度遥感和海冰面积估计等应用领域具有独特的优势. 展开更多

关键词 中法海洋卫星 散射计 海面风场 后向散射系数

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中法海洋卫星微波散射计风场反演残差特性研究 被引量：2

5

作者 王冰花 董晓龙 +3 位作者 林文明 郎姝燕 朱迪 云日升 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期157-165,共9页

2018年10月发射的中法海洋卫星散射计(CSCAT)是国际上首个扇形波束旋转扫描微波散射计。本文以最大似然估计风场反演算法为基线,详细分析了中法海洋卫星微波散射计海面风场反演代价函数的残差特性,重点研究了新的观测几何对风场反演残... 2018年10月发射的中法海洋卫星散射计(CSCAT)是国际上首个扇形波束旋转扫描微波散射计。本文以最大似然估计风场反演算法为基线,详细分析了中法海洋卫星微波散射计海面风场反演代价函数的残差特性,重点研究了新的观测几何对风场反演残差以及风场质量的影响,并建立了风场模糊解的似然概率模型函数。结果表明,CSCAT风场反演的残差特性随风矢量单元在刈幅交轨方向位置的变化而变化,模糊解似然概率模型函数的指数分布在−0.4~−1.8之间。分析结果为CSCAT风场质量控制和二维变分分析去模糊算法的精细化调整提供了重要的参考。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 散射计 风场反演 最大似然估计 残差

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中法海洋卫星电源分系统设计与在轨应用 被引量：1

6

作者 赵海峰 徐伟 +2 位作者 乔学荣 解晓莉 陈杏娜 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第9期1053-1056,共4页

中法海洋卫星载荷设备具有低频脉动负载特性,且地影期功率需求较大。为了防止载荷设备对其他设备产生干扰,电源控制器采用“内单外双”母线设计,简化了系统配置,减少体积和质量,降低研制成本。为降低电池组的放电深度,适应大电流放电需... 中法海洋卫星载荷设备具有低频脉动负载特性,且地影期功率需求较大。为了防止载荷设备对其他设备产生干扰,电源控制器采用“内单外双”母线设计,简化了系统配置,减少体积和质量,降低研制成本。为降低电池组的放电深度,适应大电流放电需求,开发了国内单体容量最大的70 Ah航天用镉镍蓄电池。 展开更多

关键词 镉镍蓄电池 放电深度 中法海洋卫星 电源控制器

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海表温度对中法海洋卫星散射计测量的影响 被引量：2

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作者 赵晓康 林文明 +1 位作者 王志雄 何宜军 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期190-198,共9页

卫星散射计通过测量海表粗糙度反演全球海面风场。对于Ku波段散射计,海表粗糙不仅和海面风场相关,还受海表温度的二阶效应调制。定量研究了海表温度对中法海洋卫星(CFOSAT)散射计(CSCAT)反演风速和后向散射测量的影响。结果表明,CSCAT... 卫星散射计通过测量海表粗糙度反演全球海面风场。对于Ku波段散射计,海表粗糙不仅和海面风场相关,还受海表温度的二阶效应调制。定量研究了海表温度对中法海洋卫星(CFOSAT)散射计(CSCAT)反演风速和后向散射测量的影响。结果表明,CSCAT两种极化方式测量的后向散射系数都会受到海表温度的影响,但是垂直极化中低入射角(θ <36°)测量的后向散射系数几乎不随温度变化。因此CSCAT的风速偏差也随海表温度的变化而变化,且随着入射角的增大和风速的减小,海表温度对风速偏差的影响程度增大。在数据分析的基础上提出了一种考虑海表温度影响机制的地球物理模式函数,为未来CFOSAT散射计风场反演的海温校正提供参考。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 散射计 海表温度 雷达后向散射系数 地球物理模式函数

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基于中法海洋卫星波谱仪观测的一维海浪谱模型对比

8

作者 王义慧 徐星欧 徐莹 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1111-1124,共14页

海浪谱模型不仅能表征粗糙海表面,还能揭示海浪能量随波数和方向的分布,为海洋探测等研究和应用提供必要信息。中法海洋卫星搭载的波谱仪可实现全球海浪方向谱的空间观测。根据现有海浪谱模型和海浪谱观测的发展现状,对波谱仪观测的海... 海浪谱模型不仅能表征粗糙海表面,还能揭示海浪能量随波数和方向的分布,为海洋探测等研究和应用提供必要信息。中法海洋卫星搭载的波谱仪可实现全球海浪方向谱的空间观测。根据现有海浪谱模型和海浪谱观测的发展现状,对波谱仪观测的海浪参数进行统计特征分析,在波谱仪观测的波数范围内(0.01~0.25rad·m^(–1)),进行不同海态下实测海浪谱与以Apel谱、Elfouhaily谱和Goda谱为代表的波高谱和曲率谱模型的比较,得到现有海浪谱观测与上述三种谱模型的差异,并结合海浪参数统计特征,对产生差异的原因进行讨论分析。结果表明,现有谱与波谱仪观测的差异来自于其对海态的不完全表达,且所表示的海态在自然状态中仅占有限比例。研究结论可以为海浪谱模型和观测的后续研究提供支持。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 海浪波谱仪 海浪谱理论 海浪谱观测

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中法海洋卫星散射计噪声分析及自适应估计

9

作者 云日升 高畅畅 +1 位作者 王冰花 于淼淼 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2021年第6期27-33,共7页

针对星载扇形波束扫描散射计数据预处理中噪声能量估计问题,对中法海洋卫星(China-France oceanography satellite,CFOSAT)微波散射计数据稳定性及其对噪声能量估计的影响进行了分析,基于内部噪声信号和内定标信号构建了噪声能量估计的... 针对星载扇形波束扫描散射计数据预处理中噪声能量估计问题,对中法海洋卫星(China-France oceanography satellite,CFOSAT)微波散射计数据稳定性及其对噪声能量估计的影响进行了分析,基于内部噪声信号和内定标信号构建了噪声能量估计的二元多项式模型,实现了散射计噪声能量的自适应估计。微波散射计数据预处理中需要由回波能量中去除噪声能量获得观测信号的能量,噪声能量的准确估计是获得高精度后向散射系数的前提。CFOSAT散射计数据验证表明,该方法在数据稳定性较差的条件下,也能够自适应地获得准确的后向散射系数,进而获得稳定、准确的海面风场反演性能。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 扇形波束扫描散射计 噪声校正因子 自适应估计 风场反演

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不同海浪主导条件下的一维风涌分离方法研究

10

作者 魏永亮 庞邓连 +1 位作者 高志一 唐泽艳 《海洋学报》 北大核心 2025年第6期61-72,共12页

海洋中的混合浪通常由风浪和涌浪以一定比例组成,因研究和应用等需求经常需要分离其中的风浪和涌浪。本文针对现有4种代表性一维谱风涌分离方法(1D法):PM法(Pierson-Moskowitz)、改进的PM法、JP法(Jesús-Portilla)和频谱积分法,利... 海洋中的混合浪通常由风浪和涌浪以一定比例组成,因研究和应用等需求经常需要分离其中的风浪和涌浪。本文针对现有4种代表性一维谱风涌分离方法(1D法):PM法(Pierson-Moskowitz)、改进的PM法、JP法(Jesús-Portilla)和频谱积分法,利用中法海洋卫星上搭载的波谱仪提供的二维海浪谱数据,对比分析了纯风浪、风浪为主、涌浪为主和纯涌浪4种海浪主导情况下的分离结果,结果表明:(1)PM法和改进的PM法分别在风浪为主和涌浪为主时各有更好的分离效果;(2)JP法整体表现较差,对不同海浪主导条件的响应不敏感;频谱积分法在风浪占比较大时效果更佳;(3)随着混合浪中涌浪比例的增加,适当增大PM法中分离频率的比例系数可提升分离精度。在此基础上结合波龄提出了一种分段PM法,通过调整分离频率的比例系数,在风浪主导和涌浪主导的条件下分别取1.03和1.1时,得到的分离结果更为精确。 展开更多

关键词 海浪主导条件 风涌浪分离 中法海洋卫星 海浪谱

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CFOSAT散射计海面后向散射系数误差及影响 被引量：3

11

作者 董楹 林文明 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期326-334,共9页

仪器噪声(K_(pc))和地球物理噪声(K_(pg))是影响星载微波散射计后向散射系数(σ^(0))测量精度以及海面风场反演精度的关键因素.针对中法海洋卫星(CFOSAT)散射计(CSCAT),详细分析了K_(pc)和K_(pg)随海面风速、入射角、风单元网格分辨率... 仪器噪声(K_(pc))和地球物理噪声(K_(pg))是影响星载微波散射计后向散射系数(σ^(0))测量精度以及海面风场反演精度的关键因素.针对中法海洋卫星(CFOSAT)散射计(CSCAT),详细分析了K_(pc)和K_(pg)随海面风速、入射角、风单元网格分辨率以及离岸距离等因素变化的特征.结果表明,低风速条件下海面风场变异性较大,K_(pg)为σ^(0)测量误差的主导因素,而且风单元网格越大、海面风场的不均匀性越强,K_(pg)也就越大,而在高风速条件下,海面风场变异性较小,K_(pc)与K_(pg)贡献相当.此外,σ^(0)测量误差总体上随着离岸距离的减小而增大,表明近海岸区域的K_(pg)为散射计观测不可忽略的影响因子.研究结果揭示了星载微波散射计σ^(0)测量误差的影响因素,对CSCAT近海岸风场反演具有重要的指导意义. 展开更多

关键词 中法海洋卫星 微波散射计 后向散射系数 仪器噪声 地球物理噪声

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基于CFOSAT散射计的海冰识别方法研究 被引量：3

12

作者 刘建强 刘思琦 +2 位作者 林文明 郎姝燕 何宜军 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期134-140,共7页

中法海洋卫星散射计(CSCAT)丰富的观测几何信息为极地海冰遥感提供了新的机遇。本文提出一种适用于CSCAT的贝叶斯海冰识别算法,不需要构建海冰地球物理模式函数和计算后向散射系数离海冰地球物理模型函数(GMF)的距离,仅利用海面风场反... 中法海洋卫星散射计(CSCAT)丰富的观测几何信息为极地海冰遥感提供了新的机遇。本文提出一种适用于CSCAT的贝叶斯海冰识别算法,不需要构建海冰地球物理模式函数和计算后向散射系数离海冰地球物理模型函数(GMF)的距离,仅利用海面风场反演伴随的最小残差即可构建CSCAT海冰识别模型。研究结果与欧洲气象卫星组织的海冰边缘线产品进行了比较,表明2021年9月南极和北极区域逐日的海冰覆盖面积估计标准差分别为1%和7%,与其他卫星散射计的海冰识别结果基本一致。这种新的海冰识别方法具有模型参数少、处理速度快、检测结果可靠的优点,对卫星地面系统的业务化处理具有重要的借鉴意义。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 散射计 海冰检测 贝叶斯原理 最大似然估计

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CFOSAT散射计风场资料同化在台风预报中的应用

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作者 孙佳琪 杜建廷 +1 位作者 华锋 陈耀登 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期492-507,共16页

采用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其三维变分同化模块WRF-3DVar,开展了中法海洋卫星(China-France Oceanography SATellite,CFOSAT)散射计风场资料同化及数值预报试验研究,对比分析了同化常规观测资料及进一步同化CFOSA... 采用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其三维变分同化模块WRF-3DVar,开展了中法海洋卫星(China-France Oceanography SATellite,CFOSAT)散射计风场资料同化及数值预报试验研究,对比分析了同化常规观测资料及进一步同化CFOSAT散射计风场资料后对台风“白鹿”预报效果的影响。结果表明:与不进行资料同化相比,同化常规观测资料使台风路径预报平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)降低20 km以上,中心最低海平面气压平均绝对误差降低3%以上,但中心最大风速没有明显改善;同化CFOSAT卫星散射计风场资料后,台风路径和强度的预报效果得到进一步改善,与不进行资料同化相比,台风路径预报的平均绝对误差降低30 km以上,中心最低海平面气压平均绝对误差降低约7%,中心最大风速的预报平均绝对误差降低幅度超过20%。 展开更多

关键词 资料同化 中法海洋卫星 散射计风场 台风预报

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