风云三号北斗/GPS大气掩星数据处理应用入选2021年“科创中国”先导技术榜单

近日，由国家卫星气象中心、中国科学院国家空间科学中心、国家气象中心联合申报的“风云三号业务卫星兼容北斗/GPS的大气掩星数据处理与应用关键技术”入选2021年“科创中国”先导技术榜单。

风云三号北斗和GPS兼容的大气掩星数据处理系统由国家卫星气象中心建设完成，实现了北斗和GPS大气掩星数据的实时反演，数据时效性可达2.5小时。风云三号系列卫星中的C星（FY3C）、D星（FY3D）每天实际产生近1500次大气掩星探测数据，包括全球分布的折射率、温度、湿度、压强和电离层电子密度等垂直廓线数据产品，各项指标均达到国际先进水平。截至目前，已累计提供超过500万次掩星事件数据产品，各类产品廓线大于1500万条，数据产品通过了国内外多家业务和研究机构的质量评估，其中北斗和GPS兼容的大气掩星折射率反演精度优于1%（10千米到30千米），与国际同类产品精度相当；北斗和GPS兼容的电离层掩星电子峰值密度反演精度优于20%。

据了解，2017年，FY3C搭载的全球导航卫星掩星探测仪（GNOS）的数据产品已在我国全球数值天气预报模式中实现业务化应用，同时数据产品通过全球电信传输系统近实时发送到国内外各数值天气预报中心，并被纳入欧洲气象卫星开发组织掩星资料应用系统。目前已在欧洲、德国、加拿大等世界著名数值天气预报模式中实现业务化应用，而且进入了魏格纳气候和全球变化中心、欧洲气象卫星组织掩星应用实验室的掩星气候数据库。这标志着我国北斗/GPS双系统兼容掩星数据产品逐步实现全球服务，并在全球数值天气预报和气候变化监测中持续发挥重要作用。

风云三号北斗和GPS兼容的大气掩星数据的成功处理与应用，开辟了我国北斗导航系统天基应用的新篇章，实现了我国气象卫星在GNSS掩星遥感领域新的跃升。

据悉，“科创中国”系列榜单由中国科学技术协会设立，2021年主要面向装备制造、资源环境、先进材料、现代农林、生物医药、电子信息技术六大领域产业需求，共遴选出100项具有开创性突破，可转移、转化、交易的先导技术成果。

关于GNSS掩星：

全球导航卫星系统（GNSS）掩星是指观测卫星接收被地球大气扰动的导航卫星发射的电波信号，从而获取垂直方向上大气温度、湿度廓线的技术。GNSS掩星可用于观测反演大气温度、密度、气压、湿度和电离层电子密度剖面。与传统卫星观测相比，该技术具有测量精度高、垂直分辨率高、全球覆盖、长期稳定和全天候等特点，其探测资料对于天气学、气候学、空间天气学的研究和业务具有重要意义。

风云三号系列卫星中的C星（FY3C）、D星（FY3D）、E星（FY3E）均搭载全球导航卫星掩星探测仪（GNOS），可进行掩星大气和电离层观测。其中，FY3C搭载了全球首个能够同时接收北斗和GPS导航信号的全球导航卫星掩星探测仪，可实现对北斗以及GPS大气掩星事件的同时观测，持续为数值天气预报业务系统提供高时效、高质量的大气掩星数据产品。FY3E上搭载的GNOS-II型探测仪，是FY3C和FY3D上的GNOS升级载荷，它继承了GNOS的GNSS掩星探测功能，并新增了GNSS-R海面风场探测功能，在国际上首次实现了GNSS掩星和GNSS-R一体化遥感，可同时获取电离层、大气层和海洋参数的立体探测数据。

目前，FY3C、FY3D、FY3E三颗卫星的GNOS仪器均在正常工作，并形成了三星组网的掩星观测。据悉，风云三号03批后续3颗卫星均将搭载GNOS-II探测仪。未来，风云三号掩星探测可有效补充和完善我国和世界气象组织高精准大气海洋探测体系，为提升全球天气预报水平做出更大贡献。（作者：王美丽 ）

来源：中国气象报社