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航天二院23所研发成功纯自主北斗探空系统

时间:2013-08-23浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

日前,长峰微电总工程师彭文武,手拿纯自主研发的北斗探空系统的探空仪进行测试,他身边一个个白色的“大蘑菇”是北斗探空系统的地面接收天线。

“最近几年,我国一直使用国产GPS探空系统进行民用和军事高空气象探测,这对提高气象观测水平发挥了重要作用,但是由于GPS技术(美国全球定位系统)是外方的,一旦外方切断或干扰GPS信号,我方就不能得到准确的气象数据,使相关工作陷入被动,因而国内一些用户对该产品一直持谨慎态度。”负责研制了国产GPS探空系统的“航天人”彭文武略带凝重地说。

现在一切都将发生根本变化,因为基于我国北斗导航卫星技术的纯自主探空系统研发成功了! 这将彻底改变我国在探空气象观测领域受制于人的被动局面。

航天科工二院23所下属的北京长峰微电科技有限公司总工程师彭文武对记者说,该公司经过近两年攻关,于8月中旬研制成功完全基于我方技术的北斗(兼容GPS)探空系统,其综合精度超过基于GPS技术的国产探空系统,自此纯自主北斗探空系统可以随心所欲地“直上青天览风云”,不担心任何掣肘。

突破:从借力到“给力”

目前,各国进行高空气象观测的手段主要包括卫星、气象飞机、地面雷达和探空系统等,这些手段相辅相成、相互结合,以期获得最准确的气象数据。据彭文武介绍,这些手段当中,只有探空系统中的探空仪能够升到空中直接“触摸”气象情况,其获得的数据通常被认为是最准确的,探空系统也因此被当作“其他高空气象探测系统的校准系统”。

此前,我国开发的探空系统几乎都是基于GPS技术的,国内有数家此类探空系统生产商,彭文武所在的长峰公司一直是这个领域的领军企业。

“我们此前一直‘借力’GPS系统,但随着越来越多的北斗导航卫星发射成功,我们下决心研发出基于北斗定位技术的探空系统,以完全解决高空探测系统的自主性和安全性问题。”他说,该项目从2011年9月开始立项,经过不断研发和升级,目前北斗探空系统的综合精度已超过国产GPS探空系统,应该说是相当“给力”的。

攻关:从1℃到0.5℃

北斗探空系统由地面系统和探空仪组成。地面系统主要包括接收天线、电脑、接收机等设备,用于实时接收和处理探空仪探测到的气象信息,一套的价格在35万元左右,其中最引人瞩目的是接收天线,像一个大大的白色蘑菇,煞是可爱。探空仪是一个10多厘米见方的白色盒子,每只价格在1500元左右,分为温湿度以及信号接收、转换和发射等四个模块。探空系统可以获得温度、湿度、风速、风向、气压等气象数据。由于北斗探空系统是兼容GPS的,因此该系统除了可以利用北斗卫星的定位信息,也仍然可以利用GPS的定位信息。

彭文武说,在研发北斗探空系统过程中,科研人员付出了大量心血,比如,为了提高温度探测的精度,科研人员不断优化温度采集模块的设计,改进温度传感器防辐射的涂覆材料,前后进行了50多次精密试验,终于将温度的高空探测精确度从GPS探空系统的1℃提高到北斗探空系统的0.5℃以内。

据了解,北斗探空系统的工作过程大致是这样的:由氢气或氦气球携带约300克重探空仪升入空中,升空过程中探空仪将采集到的气象数据实时传到地面,对流层顶以下的数据一般用于天气预报,对流层顶以上的数据用于气候研究,气球上升到大约40公里后会发生爆炸,探空仪坠毁,整个观测过程一般持续90分钟左右。

前景:从中国到外国

据了解,气象探空系统应用领域广泛,除了常规气象预报,还可以用于海洋气候研究、军事气象探测等。例如,目前我国不少海监船、远洋科考船都装有长峰生产的这类设备。

彭文武介绍,探空系统每年的国内军民市场总额约在3亿元到5亿元之间,长峰正在积极拼抢这块市场,并瞄准更为广阔的国外市场。此前,长峰已向印度、韩国等国卖出多套GPS探空系统。“现在,我们已向包括印度气象部门在内的一些外国客户,推介我们的北斗探空系统,对方表现出较浓厚兴趣。”

目前,北斗和GPS探空系统地面设备价格相当,但北斗探空仪每只价格比GPS探空仪略贵。彭文武说:“我们争取在3到5年内,做到探空仪价格与GPS的基本一致。到那时,无论是气象观测精度,还是自主性,北斗探空系统与国产GPS探空系统相比都会有优势,加上价格相当,我们看好北斗探空系统的发展前景。”

信息标题:航天二院23所研发成功纯自主北斗探空系统

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