航天二院23所研发成功纯自主北斗探空系统
时间：2013-08-23浏览： 次责任编辑：四川拓图测绘仪器
日前，长峰微电总工程师彭文武，手拿纯自主研发的北斗探空系统的探空仪进行测试，他身边一个个白色的“大蘑菇”是北斗探空系统的地面接收天线。
“最近几年，我国一直使用国产GPS探空系统进行民用和军事高空气象探测，这对提高气象观测水平发挥了重要作用，但是由于GPS技术(美国全球定位系统)是外方的，一旦外方切断或干扰GPS信号，我方就不能得到准确的气象数据，使相关工作陷入被动，因而国内一些用户对该产品一直持谨慎态度。”负责研制了国产GPS探空系统的“航天人”彭文武略带凝重地说。
现在一切都将发生根本变化，因为基于我国北斗导航卫星技术的纯自主探空系统研发成功了! 这将彻底改变我国在探空气象观测领域受制于人的被动局面。
航天科工二院23所下属的北京长峰微电科技有限公司总工程师彭文武对记者说，该公司经过近两年攻关，于8月中旬研制成功完全基于我方技术的北斗(兼容GPS)探空系统，其综合精度超过基于GPS技术的国产探空系统，自此纯自主北斗探空系统可以随心所欲地“直上青天览风云”，不担心任何掣肘。
突破：从借力到“给力”
目前，各国进行高空气象观测的手段主要包括卫星、气象飞机、地面雷达和探空系统等，这些手段相辅相成、相互结合，以期获得最准确的气象数据。据彭文武介绍，这些手段当中，只有探空系统中的探空仪能够升到空中直接“触摸”气象情况，其获得的数据通常被认为是最准确的，探空系统也因此被当作“其他高空气象探测系统的校准系统”。
此前，我国开发的探空系统几乎都是基于GPS技术的，国内有数家此类探空系统生产商，彭文武所在的长峰公司一直是这个领域的领军企业。
“我们此前一直‘借力’GPS系统，但随着越来越多的北斗导航卫星发射成功，我们下决心研发出基于北斗定位技术的探空系统，以完全解决高空探测系统的自主性和安全性问题。”他说，该项目从2011年9月开始立项，经过不断研发和升级，目前北斗探空系统的综合精度已超过国产GPS探空系统，应该说是相当“给力”的。
攻关：从1℃到0.5℃
北斗探空系统由地面系统和探空仪组成。地面系统主要包括接收天线、电脑、接收机等设备，用于实时接收和处理探空仪探测到的气象信息，一套的价格在35万元左右，其中最引人瞩目的是接收天线，像一个大大的白色蘑菇，煞是可爱。探空仪是一个10多厘米见方的白色盒子，每只价格在1500元左右，分为温湿度以及信号接收、转换和发射等四个模块。探空系统可以获得温度、湿度、风速、风向、气压等气象数据。由于北斗探空系统是兼容GPS的，因此该系统除了可以利用北斗卫星的定位信息，也仍然可以利用GPS的定位信息。
彭文武说，在研发北斗探空系统过程中，科研人员付出了大量心血，比如，为了提高温度探测的精度，科研人员不断优化温度采集模块的设计，改进温度传感器防辐射的涂覆材料，前后进行了50多次精密试验，终于将温度的高空探测精确度从GPS探空系统的1℃提高到北斗探空系统的0.5℃以内。
据了解，北斗探空系统的工作过程大致是这样的：由氢气或氦气球携带约300克重探空仪升入空中，升空过程中探空仪将采集到的气象数据实时传到地面，对流层顶以下的数据一般用于天气预报，对流层顶以上的数据用于气候研究，气球上升到大约40公里后会发生爆炸，探空仪坠毁，整个观测过程一般持续90分钟左右。
前景：从中国到外国
据了解，气象探空系统应用领域广泛，除了常规气象预报，还可以用于海洋气候研究、军事气象探测等。例如，目前我国不少海监船、远洋科考船都装有长峰生产的这类设备。
彭文武介绍，探空系统每年的国内军民市场总额约在3亿元到5亿元之间，长峰正在积极拼抢这块市场，并瞄准更为广阔的国外市场。此前，长峰已向印度、韩国等国卖出多套GPS探空系统。“现在，我们已向包括印度气象部门在内的一些外国客户，推介我们的北斗探空系统，对方表现出较浓厚兴趣。”
目前，北斗和GPS探空系统地面设备价格相当，但北斗探空仪每只价格比GPS探空仪略贵。彭文武说：“我们争取在3到5年内，做到探空仪价格与GPS的基本一致。到那时，无论是气象观测精度，还是自主性，北斗探空系统与国产GPS探空系统相比都会有优势，加上价格相当，我们看好北斗探空系统的发展前景。”
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