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給北斗導(dǎo)航探空儀裝“眼睛”（主題）

工人日報-中工網(wǎng)記者 車輝 通訊員 劉倩

(資料圖片)

從內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特國家綜合氣象觀測試驗基地到克什克騰旗，用時1小時13分鐘，在兩萬七千米高空，北斗導(dǎo)航探空儀開始平漂，它的運動特性及“看”到的環(huán)境變化被完整記錄。

8月17日，基于集成姿態(tài)的北斗導(dǎo)航探空儀視頻動態(tài)試驗取得成功。這是國內(nèi)氣象部門首次獲取探空全過程姿態(tài)數(shù)據(jù)及穩(wěn)定的全景影像資料，實現(xiàn)探空全過程可視化。

解答探空儀到底“看”到了什么

17日6時55分，攜帶集成姿態(tài)傳感器的北斗導(dǎo)航探空儀、全景高清攝像機(jī)、降落傘、探測高度控制裝置的平漂雙模氣象氣球在錫林浩特國家綜合氣象觀測試驗基地升空，開始在高空“掃描”氣象環(huán)境。

僅用一小時，氣球從地面飛升至近三萬米高空，溫度從21℃迅速降至-68℃，整個探空過程環(huán)境變化無法被模擬。

有著二十多年“放氣球”經(jīng)驗的北京市氣象探測中心高級工程師于永濤說，“現(xiàn)行探空業(yè)務(wù)不能直觀獲取探空儀在高空的姿態(tài)和環(huán)境變化，無法進(jìn)行更科學(xué)的高空氣象觀測要素誤差訂正?！?/p>

對此，中國氣象局氣象探測中心為這個飛升的北斗導(dǎo)航探空儀裝上了“眼睛”——姿態(tài)傳感器和360°全景高清攝像機(jī)，讓它來解答探空儀到底“看”到了什么。

“這雙‘眼睛’可直觀看到探空觀測上升、平漂、下降三階段的所有狀態(tài)，以及出入云過程，并獲取全過程探空儀飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)?！敝袊鴼庀缶謿庀筇綔y中心基地室高級工程師夏元彩介紹，出入云觀測數(shù)據(jù)為濕度誤差訂正提供依據(jù)，探空儀姿態(tài)數(shù)據(jù)為溫度及下降段測風(fēng)誤差訂正提供依據(jù)。

“眼睛”發(fā)揮作用的時間只有短短幾小時，試驗團(tuán)隊的“備考”之路卻長達(dá)兩年。2021年，集成姿態(tài)的北斗導(dǎo)航探空儀工程樣機(jī)試制成功，經(jīng)過數(shù)次測試與改進(jìn)，不斷增強其準(zhǔn)確性、可靠性和通信能力，最終應(yīng)用于此次試驗。

普通攝像設(shè)備無法保證在溫度、濕度等環(huán)境要素快速變化的情況下正常工作。今年年初，試驗團(tuán)隊開始挑選合適的全景高清攝像機(jī)，并進(jìn)行保溫處理、跌落保護(hù)處理和電池擴(kuò)容等適應(yīng)性改進(jìn)，且在前期通過高低溫環(huán)境試驗，從而保障設(shè)備適應(yīng)此次試驗條件。

期待能與“眼睛”重逢

“獲取翔實的探測可視化信息是一次大膽嘗試?！敝袊鴼庀缶謿庀筇綔y中心業(yè)務(wù)科技處高級工程師安濤見證了“眼睛”的誕生，更期待能與之重逢，因此必須要考慮試驗設(shè)備的落點安全以及是否便于回收。

試驗團(tuán)隊踏勘多個試驗備選站點的周邊情況，集中分析研判備選站點近一年的探空資料、每個季度的大氣運動變化，最終確定于今年8月在錫林浩特國家綜合氣象觀測試驗基地開展試驗。

17日8時8分，外球爆炸，內(nèi)球成功實現(xiàn)平漂。9時2分，探測高度控制裝置切斷懸掛儀器的繩索，探空儀在降落傘的作用下均勻下落。10時16分，探空儀降落至克什克騰旗草場。試驗團(tuán)隊兵分三路圍追，在克服手機(jī)信號消失、汽車深陷沙坑等難題后，于13時27分精確“追蹤”回收。數(shù)據(jù)與影像資料獲取正常，此次回收試驗宣告成功。

這些姿態(tài)數(shù)據(jù)和全景影像資料不僅為探測業(yè)務(wù)帶來準(zhǔn)確的“診療”依據(jù)，還為氣象探空業(yè)務(wù)升級換代至北斗探空做好技術(shù)儲備和支撐。

19日7時45分，攜帶集成姿態(tài)的北斗導(dǎo)航探空儀的試驗氣球在錫林浩特國家綜合氣象觀測試驗基地再次升空，分析與研究工作還在繼續(xù)。