气象星座计划

邸明伟

我们的项目为“基于立方星实现全球气候变化监测”，解决了北京未来宇航空间科技研究院有限公司发布的产业命题。未来宇航研究院是国内首家商业航天产业服务平台，致力于推动商业航天产业发展。

立方星是一种小卫星，广泛用于大学的航天科学教育与研究，立方星组网后形成星座，可实现对海洋、大气环境、船舶、航空飞行器等的监测，因此被广泛应用到空间成像、通信、大气研究、生物学研究等领域。命题中的“立方108计划”是国内首个基于掩星进行气象探测的卫星星座计划。

命题希望利用“掩星探测技术”，推动空间气象探测研究。掩星探测技术被认为是当前大气探测中最具潜力的方式之一，可以全天候提供全球的中性大气和电离层信息，在电离层环境监测与预报、提高数值天气预报精度、提升台风预报能力、临近空间环境监测、航空气象等方面具有应用前景。

我们团队较早地进行了商业GNSS（全球导航卫星系统）探测载荷研制，载荷是指在航天器上装载的为实现航天器在轨运行任务的仪器、设备、人员、试验生物及试件等，是航天器发挥航天使命的重要系统。项目团队核心成员曾参与研制了国内首颗商业GNSS探测载荷并成功发射，结束了中国商业气象卫星探测零的历史。目前，团队一共参与了8次发射，成功搭载了14颗卫星。其中，团队成功发射的“滨海一号”和“天大一号” 卫星，是分别以天津和天津大学命名的自研卫星，卫星数据质量评估报告各项参数符合要求。

我们计划对在12个轨道的108颗卫星进行气象组网探测，为各行业提供精准气象服务。其实，气象服务不仅只用于天气预报，它在大行业领域的应用更为重要。在飞机和远洋游轮上，精准的气象产品是标配。在智慧农业和国际工程等方面 ，精准的气象监测需求也在日益增长。

目前，我国自主研发的气象卫星太少，直接导致国内的全球气象更新慢、数据少。超出我国境内的航海、航空等行业的气象领域被他国长期垄断。比如，我国每年每艘远洋游轮要支付给国外气象公司至少数万美金的服务费，航海这个领域每年流失百亿市场。

我们团队提出GNSS（全球导航卫星系统）“气象星座计划”，自主研制了探测载荷搭乘卫星，计划完成气象卫星的快速组网。组网结束后，检测成本将降低，数据更精准，且全球气象数据更新时间将缩短为10分钟，比现有技术提升24倍。

我们研制的掩星探测系统重量不到2公斤，功耗不到8瓦特，可以在任何微小衛星平台上加装。我们的开环跟踪等三项核心技术达到世界领先水平，解决了3千米以下信号抖动这一世界性难题。

团队成员来自航空航天、精密仪器、自动化、材料、微电子、机械、测绘与地理信息等专业，平均有8年的航天工作经验。2021年11月，我们成立了公司。目前，公司的盈利模式主要是“数据和服务”，数据主要用户是中国气象局、各地方气象局等，服务客户是航海航空公司、气象应用公司等。数据销售价格仅为美国定价的1/7，服务费也按照现有市场的20%-50%定价。

项目卫星组网后，数据将向高校师生开放，让高校师生提交了解商业气象数据的服务需求，引导相关专业同学创新创业。

责任编辑：张琦