六大装备让风云三号G星身怀“绝技”

4月16日，风云三号G星发射成功。风云三号G星配备了多个高精尖先进装备（也称“载荷”）。与风云三号其他成员不同，“降水星”的轨道高度只有407公里，卫星运行速度快，仪器可接收到的入射能量小，对载荷研制也提出了更高要求。

风云三号G星“降水星”上共配备了四个业务载荷、两个试验载荷。四个业务载荷是执行降水监测任务的中坚力量，各具十八般武艺，协同合作、互为补充，共同完成降水监测目标。

其中，主被动微波载荷是降水探测的主要载荷，包括双频降水测量雷达和微波成像仪。主被动微波降水测量具有很强的互补性，降水测量雷达能得到降水的廓线信息，而微波成像仪可以得到整个路径上的总降水；降水测量雷达的观测刈幅较窄但精度高，微波成像仪的宽刈幅能大大提高降水测量的地面覆盖率。

同时，降水测量雷达可为被动微波反演提供丰富的云/辐射数据库，支撑风云三号气象卫星多星装载的被动微波载荷在统一框架下建立反演模型，得到全球高时效降水产品。“降水星”配备的两个试验载荷——高精度定标器和偏振多角度成像仪，在技术上有不少新探索。

风云三号G星究竟有何“绝技”？“六大装备”有何独到之处？

1.双频降水测量雷达

实现了星载主动降水探测的技术突破。它采用Ku/Ka双波段观测，“慧眼”穿透力强，其单条轨道的观测刈幅可达300公里，可以清晰扫描区域半径内的台风、暴雨、暴雪等降水系统的内部三维结构，获取精细的三维雨滴谱参数廓线、三维相态、三维降水率廓线等参数和遥感产品，识别降水类型、降水层高度等丰富的降水信息，反演得到比被动遥感监测更准确的降水强度数据。

除了为预报员提供精细化预报参考外，降水测量雷达对行业服务也大有助力，比如，民航飞机行驶中经常需要避开“过冷水”，而有了这个“千里眼”，我们可以清晰判断出大气当中哪些是暖云哪些是冷云，哪里是过冷水区，可有力保障民航的飞行安全。

2.微波成像仪（降水型）

可提供被动微波遥感观测，主要利用设置在大气窗区和氧气及水汽吸收线附近的微波通道，捕捉降水云中的水凝物廓线资料，协同反演降水参数。

它是风云三号02批微波成像仪的升级版，探测通道数达到26个。

陆地弱降水是星载微波降水反演难题，来自地表复杂强大的背景微波辐射，它会完全掩盖大气弱降水的发射/吸收信号，风云三号G星微波成像仪在50Hz和118GHz大气氧气吸收线附近设置两组探测通道，对于同一中心频点的一组通道而言，地表比辐射率相同，降低了反演方程的非适定性，有效提升陆地弱降水的星载探测能力。

3.中分辨率光谱成像仪（降水型）

风云三号G星配置的光学成像类仪器，单条轨道观测刈幅达1200公里。

它除用于获取可见光/红外云图外，还可获取云顶温度、云顶高度、有效粒子半径和云形态学方面的参数，辅助判断降水云的存在。

另外，由于目前静止轨道风云气象卫星上还没有微波遥感仪器，静止气象卫星使用红外通道来进行降水估计，所以该设备还是联系极轨卫星微波降水测量结果和静止轨道卫星红外降水估计结果的桥梁。

4.全球导航卫星掩星探测仪（Ⅱ型）

它能提供在轨实时滤波精密定轨结果，在四百多公里轨道高度上，有望实现基于精密定轨的轨道大气密度反演和更高精度的GNSS-R海面风场及土壤湿度等产品的反演。

5.高精度定标器

将首次开展在轨太阳交叉定标技术验证试验，并将高精度辐射定标结果传递给同平台或其他卫星可见/近红外遥感仪器，为星上光学载荷测量结果的统一定一个“标尺”，为未来卫星监测资料融合应用、建立气候数据集奠定研究基础。

6.短波红外偏振多角度成像仪

使国内首次具备短波红外波段的偏振多角度卫星观测能力，将探索为实现云、气溶胶和地表等相关参数的高精度定量化反演提供观测信息，从而提高在天气预报、气候变化和地球环境监测领域等方面的能力。

有了“六大装备”的加持，相信风云三号G星一定能促进我国降水探测能力及预报准确率的提高，让我们期待一下！