3叱咤风云,谁领风骚
卫星技术经过40年的发展,已成功地应用于社会、经济、军事、科研等许多领域,带来了巨大的社会和经济效益。其中以应用卫星发射数量最多,用途最广泛,包括通讯卫星、遥感卫星和导航卫星。
(1)今日超级“信使”——通信卫星
在应用卫星大家族中,通信卫星可谓“王中王”,它已成为一种产业,取得了巨大效益。自从1958年12月美国发射世界第一颗试验通信卫星“斯科尔”以来,通信卫星水平取得了极大的飞跃,种类由单一的固定通信卫星增加为移动通信卫星、电视直播卫星、跟踪与数据中继卫星,并拟建造太空信息高速公路。通信卫星轨道也由单一的静止轨道向中低轨道扩展。
到1997年1月阿根廷第一颗通信卫星上天,已有至少19个国家建立了自己的国内通信卫星系统,欧洲、亚洲和阿拉伯国家等也相继建立了区域通信卫星系统。
我国不仅发射了自己的通信卫星,而且建立了自己的通信卫星系统,包括乌鲁木齐、呼和浩特、拉萨、广州等地面的很多卫星通信地面站。在这些地区里,不管是展翅云天的飞机,还是地面高速行驶的汽车,或在海洋乘风破浪的船舶,甚至身带接收机的便步行人,都可以通过卫星相互通信。
(2)叱咤风云的能手——气象卫星
遥感卫星是继通信卫星之后的第二大应用卫星,现有气象卫星和地球资源卫星两种,它们以其范围大、连续观测的能力强,在气象、资源、测绘、海洋和灾害监测等领域发挥重要作用。
自1961年美国第一颗气象卫星问世以来,已有150多颗气象卫星入轨。其又分为极轨气象卫星和静止气象卫星,它们各有所长,可以相互补充。极轨气象卫星能在全球范围内观测,提供全球中长期数值天气预报所需资料。但它不能连续观测同一地区,不适于短期天气预报。静止气象卫星刚好反之。
我国于1997年6月10日用长征3号运载火箭发射了中国第一颗静止轨道气象卫星“风云二号”。此前,我国曾发射过两颗极轨气象卫星风云一号A、B。静止气象卫星的主要特点是可以多时次监测可观测区域内天气系统的动态变化,从而大幅度地提高灾害天气系统的监视能力。
风云二号卫星于6月17日定点在东径105的地球静止轨道上。它是一个直径2.1m、高1.6m的圆柱体,重600kg,采用自旋稳定,卫星设计寿命3年。其有效载荷由观测分系统、数传与云图广播转发器和数据收集转发器三个分系统组成,它们直接完成卫星的主要功能,即观测功能、资料搜集功能、产品广播功能和空间环境监测功能。
用于完成观测功能的星载多通道扫描辐射仪,是风云二号卫星的“主力军”。它有可见光、红外和水汽3个通道,每半小时可获取一幅覆盖1/3地球的全景原始云图。利用可见光通道能获得白天的云和地表反射的太阳辐射信息;从红外通道可得到昼夜云和地表发射的红外辐射信息,而水汽通道能提供对流层中、上部大气中水汽分布的信息。通过这些原始云图信息,能加工处理出各种图像和气象产品为用户服务。
风云二号卫星定点在东径105°赤道上空后,则处于观测我国大陆、海区的理想位置,能提供以我国中部为中心的1/3地球范围内的卫星资料,将填补我国西部、西亚和印度洋区域大范围的资料空白,对监测来自青藏高原、孟加拉湾和阿拉伯海等对我国产生主要影响的天气系统有着重要作用。
例如,我国处于中纬度西风带,天气系统大多从西边来,没有风云二号卫星时我国使用日本GMS卫星,但在该星云图上,我国处于观测区西北边缘,这不仅云图畸变很大,而且看不到从西边过来的天气系统。而从西伯利亚南下的冷空气,从西藏高原上东移的天气系统和从印度洋上北上的暖湿气流都对我国天气有十分重要影响。有了风云二号卫星后,从我国西面过来的天气系统将处于它的监视范围之内。
风云二号卫星的发射,使我国成为继美俄之后,第三个同时成功地发展静止气象卫星系统和极轨气象卫星系统(风云一号)的国家,把我国的气象卫星事业和对卫星资料的应用带入一个新阶段。它可为中国乃至亚太地区广大用户提供宽数字图像、水汽图像、天气图像传真及各种经过处理的产品,并将在亚太地区的自然灾害监测和全世界日益关注的全球气候变化的研究与监测中发挥重要作用。
(3)神探得天独厚——地球资源卫星
地球资源卫星是在气象卫星的基础上发展起来的。第一颗地球资源卫星是1972年升空的美国陆地卫星-1。它的出现不仅使人类从新的高度观测地上的各种现象及其变化,还把人的视觉从可见光范围扩展到紫外、红外及微波辐射区,使人类对地球观察进入了一个新阶段。
这种卫星是当今最先进的探测地球资源的手段,不仅可以节约大量人力、物力和财力,还能完成许多其他方式力不从心的任务。
许多国家利用地球资源卫星观察到结果,用计算机分析地质结构,在实地调查配合下,找到了铁、镍、钼、铜等宝贵矿藏和石油资源。例如,美国利用卫星在阿拉斯加发现了新油田;在巴基斯坦发现了铜矿,经勘察,确证是个斑岩铜矿;在印尼、南非等热带雨林覆盖的地方,找到了油气田和铀、铜矿床。
(4)导航巨王霸——导航卫星
卫星的第3个用途就是导航定位。由于卫星导航不受气象条件和航行距离的限制,且精度高,故用途极广。
自1960年4月美国发射第1颗导航卫星-“子午仪”至今,导航卫星已发展了两代。目前使用的第二代简称GPS,1994年建成,被誉为“阿波罗”登月和航天飞机之后第三大航天科技成就。它是由21颗卫星组成星座,能为用户提供全球性、全天候、连续实用的三维导航与定位,精度为10m,是当代最先进的导航设备。
有些国家正在研制定位精度更高的双星定位系统,有人称它为第三代导航卫星。它在国际上也被用作为卫星无线电测定业务。它是通过卫星进行无线电通信、测距、用计算技术确定用户的精确几何位置,并将此信息传递给地面中心站和其他用户的系统,它的功能包括导航、定位和移动通信。不论在陆地、海上或空中,都可广泛地应用。
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