首个星载全球大气风场激光雷达成功发射
航空航天器星载激光雷达技术考核试卷
A.大气吸收
B.光学系统损耗
C.接收器温度变化
D.信号散射
10.星载激光雷达在军事领域的应用包括以下哪些？（）
A.目标识别
B.地形匹配
C.精确打击
D.电子战
11.以下哪些方法可以用来校准星载激光雷达系统？（）
A.使用已知反射率的地面目标
B.对比其他遥感数据
C.森林火灾监测
D.城市规划
5.星载激光雷达发射的激光波长通常是多少？（）
A.红外波段
B.可见光波段
C.紫外波段
D.微波波段
6.下列哪种因素会影响星载激光雷达的测量精度？（）
A.大气折射率
B.太阳辐射
C.航空航天器速度
D.信号传输距离
7.星载激光雷达在太空探测中可用于以下哪个任务？（）
A.搜集星球表面样本
B.分析行星大气成分
C.测量行星引力场
D.探测太空垃圾
8.以下哪个部分不属于星载激光雷达系统？（）
A.激光发射器
B.光学接收器
C.数据处理单元
D.雷达天线
9.星载激光雷达在遥感领域的应用主要包括以下哪些？（）
A.地形测绘
B.植被调查
C.水体监测
D.所有以上选项
10.星载激光雷达的激光脉冲在传播过程中，以下哪项因素会影响其传播速度？（）
1.星载激光雷达系统的组成部分包括以下哪些？（）
A.激光发射器
B.光学接收器
C.数据处理单元
D.遥感传感器
2.星载激光雷达在地球科学研究中可用于以下哪些方面？（）
A.地形测绘
B.冰川监测
C.水文观测
D.地震预测
基于自然地表的星载光子计数激光雷达在轨标定
第49卷第11期V ol.49N o.ll红外与激光工程Infrared and Laser Engineering2020年11月Nov. 2020基于自然地表的星载光子计数激光雷达在轨标定赵朴凡，马跃，伍煜，余诗哲，李松(武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072)摘要：在轨标定技术是影响星载激光雷达光斑定位精度的核心技术之一。
介绍了目前国内外星载 激光雷达的在轨标定技术发展现状，分析了各类在轨标定技术的特点。
针对新型的光子计数模式星载 激光雷达的特性，提出了一种基于自然地表的星载光子计数激光雷达在轨标定新方法，使用仿真点云 对标定算法的正确性进行了验证，并分别使用南极麦克莫多干谷和中国连云港地区的地表数据和美国ICESat-2卫星数据进行了交叉验证实验，实验结果表明：算法标定后的点云相对美国国家航空航天 局提供的官方点云坐标平面偏移在3 m左右，高程偏移在厘米量级。
文中还利用地面人工建筑等特征 点对比了算法标定后的点云与官方点云之间的差异，最后对基于自然地表的在轨标定方法的精度以及 标定场地形的影响进行了讨论。
关键词：光子计数激光雷达；自然地表；在轨标定；卫星激光测高中图分类号：TN958.98 文献标志码：A DOI：10.3788/IRLA20200214Spaceborne photon-counting LiDAR on-orbitcalibration based on natural surfaceZhao Pufan，Ma Yue，Wu Yu，Yu Shizhe，Li Song(School of Electronic Information, Wuhan University, Wuhan 430072, China)Abstract:On-orbit calibration technique is a key factor which affects the photon geolocation accuracy of spaceborne LiDAR. The current status of spaceborne LiDAR on-orbit calibration technique was introduced, and the characteristics of various spaceborne LiDAR on-orbit calibration technique were analyzed. Aiming at the characteristics of the photon counting mode spaceborne LiDAR, a new on-orbit calibration method based on the natural surface was derived, simulated point cloud was used to verify the correctness of the calibration algorithm, and a cross validation experiment was made with the surface data of the Antarctic McMudro Dry Valleys and China Lianyungang areas and ICESat-2 point cloud data, the experimental results show that the plane offset between the point cloud calibrated by proposed algorithm and point cloud provided by National Aeronautics and Space Administration is about 3 m, elevation offset is in centimeter scale. The differences between the point cloud calibrated by the algorithm and the point cloud provided by National Aeronautics and Space Administration were also compared by using the feature points of artificial construction on the ground. Finally, the accuracy of the on- orbit calibration method based on natural surface and the influence of the calibration field topography were discussed.Key words:photon-counting LiDAR; natural surface; on-orbit calibration; spaceborne laser altimetry收稿日期:2020-05-28;修订日期:2020-06-29基金项目:国家自然科学基金(41801261);对地高分国家科技重大专项（11-Y20A12-9001-17/18,42-Y20A11-9001-17/18);中国博士后 科学基金(2016M600612, 20170034)作者简介:赵朴凡（1996-)，男，博士生，主要从事激光标定理论与方法方面的研究工作：Email:****************.cn导师简介:李松（1965-)，女，教授，博士生导师，博士，主要从事卫星激光遥感技术与设备方面的研究工作Email:**********.cn20200214-1第11期红外与激光工程第49卷0引言星载激光雷达是一种主动式的激光测量设备，它 根据激光脉冲的渡越时间（Time of Flight,ToF)获得 卫星与地表目标间的精确距离值，结合卫星平台的精 确姿态、位置信息以及激光指向信息后可以获得目标 的精确三维坐标。
世界各国遥感卫星资料汇总
遥感卫星资料汇总2009年10月世界各国遥感卫星资料汇总遥感卫星 (remote sensing satellite )用作外层空间遥感平台的人造卫星。
用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。
通常，遥感卫星可在轨道上运行数年。
卫星轨道可根据需要来确定。
遥感卫星能在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域，当沿地球同步轨道运行时，它能连续地对地球表面某指定地域进行遥感。
所有的遥感卫星都需要有遥感卫星地面站，卫星获得的图像数据通过无线电波传输到地面站，地面站发出指令以控制卫星运行和工作。
遥感卫星主要有气象卫星、陆地卫星（地球资源卫星）和海洋卫星三种类型。
1957年，第一颗人造卫星升空，标志着人类进入了太空时代。
1968年，美国阿波罗-8宇宙飞行器发送回了第一个地球影像，从此，人类开始以全新的视角来重新认识自己赖以生存的地球。
基于军事方面的考虑，各主要航天大国相继研制出各种以对地观测为目的的遥感卫星，并逐步向商用化转移。
随着计算机技术、光电技术和航天技术的不断发展，卫星遥感技术正在进入一个能快速、及时提供多种对地观测海量数据的新阶段及应用研究的新领域。
1.美国资源卫星美国于1961年发射了第一颗试验型极轨气象卫星，1972年发射了第一颗“地球资源技术卫星”(ERTS)，后改名为“陆地卫星”1号(LANDSAT-1)。
70年代中后期和80年代前期，又相继发射“陆地卫星”2、3、4、5号。
90年代，美国又分别发射了第三代资源卫星(陆地-6，7)。
陆地-6卫星是1993年发射的，因未能进入轨道而失败。
由于克林顿政府的支持，1999年发射了陆地-7卫星，以保持地球图像、全球变化的长期连续监测。
该卫星装备了一台增强型专题绘图仪ETM+，该设备增加了一个15m分辨率的全色波段，热红外信道的空间分辨率也提高了一倍，达到60m。
美国资源卫星每景影像对应的实际地面面积均为185km185km，16天即可覆盖全球一次。
“陆地卫星”能提供周期性相对廉价的遥感数据，因而得到广泛应用。
观天测地 我国成功发射首颗“风云三号”气象卫星
□本刊特约记者许斌5月27日11点02分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将首颗风云三号气象卫星送入太空。
卫星经在轨测试合格后，交付中国气象局国家卫星气象中心使用，并将为北京奥运会以及防灾减灾提供更精确的气象服务。
风云三号卫星是我国新一代极轨气象卫星，由航天科技集团公司八院为主研制。
卫星质量2295千克，安装有可见光红外扫描辐射仪、红外分光计、微波温度计、微波成像仪等10余种有效载荷，探测性能比第一代极轨气象卫星风云一号有显著提高，可在全球范围内实施三维、全天候、多光谱、定量探测，获取地表、海洋及空间环境等参数，实现中期数值预报。
与国内已发射的卫星相比，风云三号卫星创下多个第一。
如卫星装载的有效载荷第一多，可转动部件数量第一，观测功能第一多等。
风云三号卫星研制的技术起点高、难度大，无论是在探测能力，还是在性能指标上，都达到了当今国际先进水平。
据有关专家介绍，风云三号卫星具有广阔的应用前景，世界气象组织已将其纳入新一代世界极轨气象卫星网。
该星将在监测大范围自然灾害和生态环境，研究全球环境变化、气候变化规律和减灾防灾等方面发挥重要作用。
同时，也可为航空、航海等部门提供全球气象信息。
长征四号丙火箭托举风云三号气象卫星入轨用于发射的长征四号丙运载火箭，同样由八院研制，是在长征四号乙火箭基础上改进的三级常规液体推进剂运载火箭，采用了三级发动机二次启动工作模式。
这次航天发射是长征系列运载火箭的第106次飞行，也是长征四号系列火箭连续第15次发射成功。
成功源于严格的质量控制。
火箭、卫星在发射场测试结果均为零故障，航天科技集团公司总经理马兴瑞用“非常出色”对卫星与火箭的高质量给予了充分肯定。
航天人用成功表达了对四川地震灾区的支持，表达了对奥运的期盼。
《太空探索》年第期我国成功发射首颗“风云三号”气象卫星观天测地420087。
激光雷达原理
激光雷达原理------读书笔记99121-佃邓洪川一•概念:雷达"(Radio Detection and Range,Radar)是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备.电磁波其功能包括搜索目标和发现目标；测量其距离，速度，角位置等运动参数；测量目标反射率，散射截面和形状等特征参数。
传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波的雷达。
激光雷达以激光作为载波.可以用振幅、频率、相位和振幅来搭载信息，作为信息载体。
激光雷达利用激光光波来完成上述任务。
可以采用非相干的能量接收方式，这主要是一脉冲计数为基础的测距雷达。
还可以采用相干接收方式接收信号，通过后置信号处理实现探测。
激光雷达和微波雷达并无本质区别，在原理框图上也十分类似，见下图微波雷达显示控制激光雷达激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。
激光光速发散角小，能量集中，探测灵敏度和分辨率高。
多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标。
天线和系统的尺寸可以作得很小。
利用不同分子对特定波长得激光吸收、散射或荧光特性，可以探测不同的物质成分，这是激光雷达独有的特性。
目前，激光雷达的种类很多，但是按照现代的激光雷达的概念，常分为以下几种：(1)按激光波段分，有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。
(2)按激光介质分，有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。
(3)按激光发射波形分，有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。
（4）按显示方式分，有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。
（5）按运载平台分，有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。
（6）按功能分，有激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角雷达和跟踪雷达、激光成像雷达，激光目标指示器和生物激光雷达等。
（7）按用途分，有激光测距仪、靶场激光雷达、火控激光雷达、跟踪识别激光雷达、多功能战术激光雷达、侦毒激光雷达、导航激光雷达、气象激光雷达、侦毒和大气监测激光雷达等。
探测大气温度和气溶胶的瑞利_拉曼_米氏散射激光雷达_伯广宇
RRM 激光雷达垂直向大气 中发射 532 nm 的 脉冲激光 , 通过探测激光与大气相互作用的辐射信 号来遥感大 气 。 RRM 激光雷 达通 过测 量气 溶胶 532 nm米氏散射信号 , 可以反演气溶胶后向散射系 数廓线 。通 过测量 氮气 分子 607 nm 振 动拉 曼信 号 , 可以反演对流层温度廓线 , 以及气 溶胶消光系 数 、后向散射系数 、消光后向散射比廓线 。 通过探测 空气分子 532 nm 瑞利散射信号 , 可以反演平流层 温度廓线 。 RRM 激光 雷达主 要包 括激 光发 射单 元 、光 学接收 单元 、信号 检测和 处理 单元三 部分 , 图 1是系统的结构框图 。
(中国科学院安徽光学精密机械研究所 大气光学中心 , 安徽 合肥 230031)
摘要 研制了一台瑞利-拉曼-米氏散射激光雷达 , 实现了对流层和平 流层大气 温度和 密度的 探测 。 作为 多参数 大 气探测系统 , 该激光雷达也实现了夜间 至 25 km 、白天至 5 km 高度气溶胶的探测能力 ;其中激光 雷达是探测平流层 气溶胶最有效的手段之一 。 利用该激光雷达对目前合肥 地区对 流层温 度 、平 流层逆 温现象 、对流 层和平 流层气 溶 胶做 了探测和分析 , 并给出若干典型结果 。 分析表明 , 该激光雷达数据可靠 , 可用于大 气温度 、密度 、气溶胶的常 规 观测和分析研究 。 关键词 激光技术 ;激光雷达 ;大气温度 ;气溶胶 ;大气密度 中图分类号 T N 958.98 文献标识码 A doi :10.3788/ AOS20103001 .0019
当使用 532 nm 高层通道探测对流层气溶胶和 高层卷云时 , 强回波信号会使 R4632 饱和 , 故需要 在 532 nm 高层通道接收光路上加相应强度的衰减 片 , 同时使 532 nm 高层通道的光电倍增管门控的 开门高度为5 km , 保证 R4632 光电倍增管的线性 , 通过 532 nm 高低两个通道米氏散射回波信号的拼 接 , 反演对流层气溶胶光学参数 。通过控制 532 nm 高层通道的光电倍增管门控的开门高度为 10 km , 结合对接收光路加相应强度的衰减片 , 可以实现对 平流层气溶胶的探测能力 。
激光雷达原理
; …—读书 ;笔记一・概念：I99121-19"雷达"(Radio Detection and Range, Radar)是一种利用电磁波探测目标位置的电子 设备 •电磁波其功能包括搜索目标和发现目标；测量其距离，速度，角位置等运动参数；测量目标反射率，散射截面和形状等特征参数。
传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波的雷达。
激光雷达以激光作为载波 •可以用振幅、频率、相位和振幅来搭载信息，作为信息载体。
激光雷达利用激光光波来完成上述任务。
可以采用非相干的能量接收方式，这主要是 一脉冲计数为基础的测距雷达。
还可以采用相干接收方式接收信号，通过后置信号处理实现 探测。
激光雷达和微波雷达并无本质区别，在原理框图上也十分类似，见下图微波雷达激光雷达彳I本振辐射习 频激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此 三部分协调工作的机构组成。
激光光速发散角小，能量集中，探测灵敏度和分辨率高。
多普勒频移大，可以探测从低速到高速 的目标。
天线和系统的尺寸可以作得很小。
利用不同分子对特定波长得激光吸收、散射或荧光特性，可以探测不同的物质成分，这是激光雷达独有的特性。
目前，激光雷达的种类很多，但是按照现代的激光雷达的概念，常分为以下几种：(1)按激光波段分，有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。
天线a(2) 按激光介质分，有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。
(3) 按激光发射波形分，有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。
（4）按显示方式分，有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。
（5）按运载平台分，有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。
（6）按功能分，有激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角雷达和跟踪雷达、激光成像雷达，激光目标指示器和生物激光雷达等。
（7）按用途分，有激光测距仪、靶场激光雷达、火控激光雷达、跟踪识别激光雷达、多功能战术激光雷达、侦毒激光雷达、导航激光雷达、气象激光雷达、侦毒和大气监测激光雷达等。
激光雷达的现状与发展趋势
激光雷达的现状与发展趋势作者：杨栋来源：《中国信息化·学术版》2012年第12期【摘要】文章主要简述了激光雷达的现状及其在军事、气象、测风、医学、水土保持等方面的广泛应用，进而分析阐述了激光雷达的发展趋势。
【关键词】激光雷达；发展趋势；应用；星载激光雷达【中图分类号】TN958.98【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2012）12-0025-01引言激光雷达是一种可以精确、快速获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术，应用范围和发展前景十分广阔。
以往的传感器只能获取目标的空间平面信息，需要通过同轨、异轨重叠成像等技术来获取三维高程信息，这些方法与LiDAR技术相比，不但测距精度低，数据处理也比较复杂。
正因为如此，LiDAR技术与成像光谱、合成孔径雷达一起被列为对地观测系统计划中最核心的信息获取与处理技术。
激光雷达是将激光技术、高速信息处理技术、计算机技术等高新技术相结合的产物。
一、激光雷达的工作原理激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。
其工作光谱段在红外到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。
工作原理为：首先向被测目标发射一束激光，然后测量反射或散射信号到达发射机的时间、信号强弱程度和频率变化等参数，从而确定被测目标的距离、运动速度以及方位。
除此之外，还可以测出大气中肉眼看不到的微粒的动态等情况。
激光雷达的作用就是精确测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。
二、激光雷达的现状及应用激光技术从它的问世到现在，虽然时间不长，但是由于它有：高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性等几个极有价值的特点，因而在国防军事、工农业生产、医学卫生和科学研究等方面都有广泛的应用。
LiDAR技术在西方国家发展相对成熟，已经投入商业运行的激光雷达系统（主要指机载）主要有Optech（加拿大）、TopSys（法国）和Leica（美国）等公司的产品。
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首个星载全球大气风场激光雷达成功发射
宋晶晶
【期刊名称】《国际太空》
【年(卷),期】2018(000)009
【总页数】4页(P40-43)
【作者】宋晶晶
【作者单位】北京空间科技信息研究所
【正文语种】中文
2018年8月22日，欧洲航天局的大气动力学任务-风神（ADMAeolus）卫星搭载“织女星”运载火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，顺利进入轨道。
该卫星首次实现从太空对全球大气风场进行三维观测，获取对流层和较低平流层的垂直风廓线图，所提供的数据有助于科学家进一步完善目前已知的大气特征参数，提高建模和地球大气分析的技术水平，增强对大气动力学和气候过程的了解，为提高天气预报质量和气候学研究做出直接贡献。
1 研制历程
自20世纪80年代起，欧洲航天局一直在进行测风激光雷达技术的研究工作，针对任务的可行性研究于1998年启动。
1999年，大气动力学任务-风神卫星被选中为欧洲航天局的第4个“地球探索者”（Earth Explorer）核心任务，该任务也是欧洲航天局“生命星球”（Living Planet）计划的一部分，又被称为“风神”
（Aeolus）卫星，整个任务的成本预计约4.8亿欧元。
卫星系统的方案设计工作
始于2002年7月。
2003年10月，欧洲航天局与阿斯特留姆公司（Astrium）（现空客防务与航天公司）签署合同，授予阿斯特留姆公司为“风神”任务的总承包方，同时还由其负责主要有效载荷大气激光多普勒雷达（ALADIN）和卫星平台电子分系统的建造工作。
“风神”卫星最初计划于2007年发射，但其主载荷——大气激光多普勒雷达在
研制过程中遇到大量问题而进行多次设计更改，其中在2010年秋季将激光器的工作模式由“触发模式”（burst mode）更改为“连续模式”（continuous mode），是对其设计基线进行的最重大的一次更改，从而导致仿真器以及地面有效载荷数据处理软件也需要进行相应升级，由此造成“风神”卫星的发射日期一再被延期。
最终空客防务与航天公司于2016年8月完成有效载荷交付，2016年10月完成卫星总装并开始进行测试。
“风神”卫星任务旨在验证采用新的激光技术从太空对全球风廓线进行测量，因此被看作是为了将未来气象卫星用于地球大气风场测量而铺平道路的一个先驱任务。
大气激光多普勒雷达的测量数据对于提升热带区域的数值天气预报水平尤其关键，它不仅是全球首个天基测风激光雷达，还是首个用于获取气溶胶/云光学特性（后
向散射和消光系数）的高光谱分辨率激光雷达（HSRL）。
2 卫星设计及性能
“风神”卫星的飞行轨道高度约为400km，轨道倾角为97°，发射质量约为
1366kg，其中有效载荷占460kg，发射时的尺寸为1.74m×1.9m×2.0m，卫星
体装有2个可展开的太阳电池翼，长度跨越13m，设计寿命为3年。
卫星平台由空客防务与航天公司研制，是基于欧洲航天局包括“冷卫星”（CryoSat）和“罗塞塔”（Rosetta）探测器在内的其他任务建造，该平台采用了技术较为成熟的传统箱型结构，以相对简单的操作为设计目的，从而降低了整个生命周期的运营成本，
对未来与“风神”相似的卫星投入业务应用极为重要。
“风神”卫星结构图
3 有效载荷
大气激光多普勒雷达是“风神”卫星携带的唯一一个大型有效载荷，它的设计目标是实现全球覆盖。
由于大气激光多普勒雷达单次发射产生的信号较弱，因此在对应地面50km的观测距离内将发射700个激光脉冲进行累加和集成，通过平均多点
光束重叠，可获取更高精度的风场廓线图。
大气激光多普勒雷达具有单一固定视距，所有测量都沿着视线方向进行。
大气激光多普勒雷达由空客防务与航天法国分公司研制，是一个非相干直接探测多普勒测风激光雷达，由一个边缘成像接收器（用于分析气溶胶/云后向散射信号）
和一个双边接收器（用于分析大气分子后向散射信号）结合而成，共有3个通道，其中2个通道用来接收大气分子信号，1个通道用来接收气溶胶/云信号。
该遥感
仪器采用了突破性新技术，由一个强大的激光发射器组件、一个光机系统和一个接收器组件组成，工作在紫外谱段，向大气发射激光脉冲，并接收后向散射信号。
仪器质量500kg，平均功率840W，最大数据率11kbit/s。
卫星测量几何原理图
大气激光多普勒雷达主要指标项目指标发射波长355nm（对人眼安全的紫外谱段）脉冲能量每个脉冲150mJ脉冲重复频率（PRF）和脉宽 100Hz，15ns线宽
30MHz占空比 25%发射器接收器Fizeau干涉仪线宽 30MHz（Mie散射）双Fabry-Perot干涉仪线宽 2GHz（Rayleigh散射）双Fabry-Perot干涉仪间距
5GHz（Rayleigh散射）Mie光谱仪光学效率 3.1%Rayleigh光谱仪光学效率
4.6%Mie/Rayleigh光谱仪探测器量子效率 75%Mie光谱仪探测器硅CCD探测
器（累加模式）Rayleigh光谱仪探测器硅CCD探测器（2个读数）信号处理能
力高度范围 -1～26.5km（可延伸）垂直分辨率 1km（可调）单片（On-chip）
水平累加长度 3.5km（可调），沿轨方向集成处理长度 50km（采样）望远镜直径，f数卡塞格伦望远镜，孔径1.5m，f/0.9光学效率 0.8视场22μrad光机系统质量 500kg功率 840W（平均功率），占空比25%数据率 11kbit/s（最大值）
大气激光多普勒雷达结构示意图
4 地面处理及应用
“风神”卫星的主要任务目标包括：①对高度0～30km的全球大气风廓线进行测量；②以1m/s的风速精度，对地表（高度0～2km）的大气风场进行测量；③以2m/s的风速精度，对自由对流层内（高度0～16km）的大气风场进行测量；④
确定50km足迹内的平均风速以及每小时测量120个风廓线。
“风神”任务的观测要求和预期指标项目预期指标地表对流层平流层风速范围（m/s）±150垂直探测范围（km）0～2 2～16.5 16.5～26.5垂直分辨率（km）0.25 1.0 2.0水平范围80°S～85°N每小时廓线数 120廓线间隔（km）＞200采样时间（h）12风速精度（m/s）＜1 ＜2 2最长水平观测距离（km）50可选水
平观测距离（km）0.7～50偏移误差（m/s）0.35倾斜误差（%）0.7可靠性（%）＞95可用数据时效性（h）＞3观测数据集长度（Y）3
“风神”卫星由欧洲空间运行中心（ESOC）位于瑞典基律纳的地面站运行，该地面段将采用最新的SCOS—2000任务控制系统（第5版），有效载荷的测量数据由位于挪威斯瓦尔巴特群岛的地面站接收，卫星每向前移动50km时获得一个风
廓线图，测量数据每90min被传送到地面站。
卫星地面系统的2个主要部分是飞行控制中心（FOS）和有效载荷数据段（PDS）。
在整个任务期间，位于意大利弗拉斯卡蒂欧洲空间研究所（ESRIN）的有效载荷数据段都将获得设施和服务，用于规划科学数据采集工作。
同时，有效载荷数据段还将负责通过X频段地面站网络，进行测量数据采集、科学数据处理和存档，以及向气象中心和整个科学界分发数据，欧洲中期天气预报中心（ECMWF）负责风廓线反演，地面站将在数据接收后
5min内完成处理。
“风神”卫星的主要数据产品是1B级产品，包括经过米散射通道和瑞利散射通道校准的风速观测数据以及大量附加参数。
1B级产品将在探测后3h内发送至全球
的一些气象服务中心，对于指定地区可在30min内传送到达。
在经过温度或压力
修正以及场景分类后，还有更高级别的2A级和2B级数据产品，其中2A级产品
将包含云和气溶胶光学特性信息，2B级产品将包含水平视线风场信息。
此外，在
欧洲中期天气预报中心模型内将2B级产品同化后，所获得的产品为2C级产品。
5 结语
通过星载激光雷达直接测量大气风场，能以前所未有的覆盖区域和精度，提供高实时性、高精度、高分辨率的大气风场垂直分布信息，有效弥补全球天气观测系统对三维动力场观测的不足。
“风神”卫星作为多普勒测风激光雷达的首个技术验证任务，将为未来的天基风场探测任务提供重要的技术支撑，凭借其出色的水平和垂直采样能力，以及3h内探测数据产品的连续可用性，大大提高中短期业务预报质量，对未来天气预报产生不可估量的影响。