給北斗導航探空儀裝“眼睛”
時間：2023-08-30 16:13:06
給北斗導航探空儀裝“眼睛”（主題）
工人日報-中工網記者 車輝 通訊員 劉倩
(資料圖片)
從內蒙古自治區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，北斗導航探空儀開始平漂，它的運動特性及“看”到的環境變化被完整記錄。
8月17日，基于集成姿態的北斗導航探空儀視頻動態試驗取得成功。這是國內氣象部門首次獲取探空全過程姿態數據及穩定的全景影像資料，實現探空全過程可視化。
解答探空儀到底“看”到了什么
17日6時55分，攜帶集成姿態傳感器的北斗導航探空儀、全景高清攝像機、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℃，整個探空過程環境變化無法被模擬。
有著二十多年“放氣球”經驗的北京市氣象探測中心高級工程師于永濤說，“現行探空業務不能直觀獲取探空儀在高空的姿態和環境變化，無法進行更科學的高空氣象觀測要素誤差訂正。”
對此，中國氣象局氣象探測中心為這個飛升的北斗導航探空儀裝上了“眼睛”——姿態傳感器和360°全景高清攝像機，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，以及出入云過程，并獲取全過程探空儀飛行姿態數據。”中國氣象局氣象探測中心基地室高級工程師夏元彩介紹，出入云觀測數據為濕度誤差訂正提供依據，探空儀姿態數據為溫度及下降段測風誤差訂正提供依據。
“眼睛”發揮作用的時間只有短短幾小時，試驗團隊的“備考”之路卻長達兩年。2021年，集成姿態的北斗導航探空儀工程樣機試制成功，經過數次測試與改進，不斷增強其準確性、可靠性和通信能力，最終應用于此次試驗。
普通攝像設備無法保證在溫度、濕度等環境要素快速變化的情況下正常工作。今年年初，試驗團隊開始挑選合適的全景高清攝像機，并進行保溫處理、跌落保護處理和電池擴容等適應性改進，且在前期通過高低溫環境試驗，從而保障設備適應此次試驗條件。
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。”中國氣象局氣象探測中心業務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備的落點安全以及是否便于回收。
試驗團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，內球成功實現平漂。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。試驗團隊兵分三路圍追，在克服手機信號消失、汽車深陷沙坑等難題后，于13時27分精確“追蹤”回收。數據與影像資料獲取正常，此次回收試驗宣告成功。
這些姿態數據和全景影像資料不僅為探測業務帶來準確的“診療”依據，還為氣象探空業務升級換代至北斗探空做好技術儲備和支撐。
19日7時45分，攜帶集成姿態的北斗導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。
