2022年4月16日2時16分，長征四号丙遙二十八運載火箭在太原衛星發射中心點火升空，成功将大氣環境監測衛星送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。記者從國家航天局獲悉，該衛星将有力推動我國生态環境、氣象、農業農村等領域的遙感技術應用，對提高衛星資源綜合應用效能、促進環境保護事業意義重大。

大氣環境監測衛星設計運行于705公裡的太陽同步軌道，整星發射重量約2.6噸，裝載了大氣探測激光雷達、高精度偏振掃描儀、多角度偏振成像儀、紫外高光譜大氣成分探測儀及寬幅成像光譜儀等五台遙感儀器，是一顆集二氧化碳激光主動探測、細顆粒物立體探測、氣态污染物探測和地表環境探測的多要素綜合監測衛星。

新京報記者了解到，該星也是世界首顆具備二氧化碳激光探測能力的衛星。

長征四号丙遙二十八運載火箭正在點火，将大氣環境監測衛星送入預定軌道。國家航天局供圖

三個國際“首次”，提升碳、大氣污染監測能力

據中國航天科技集團八院介紹，大氣環境監測衛星在二氧化碳探測手段和精度上，在細顆粒物主被動探測和偏振交火探測體制上，創造了三個世界第一。

大氣環境監測衛星在國際上首次實現主動激光二氧化碳高精度、全天時、全球探測，探測精度大幅提升至優于1ppm，達到國際最高水平，為我國實現“碳達峰、碳中和”目标提供最精準的遙感數據支撐。同時，大氣探測激光雷達通過對大氣進行分層“CT”掃描，在國内首次實現全球氣溶膠光學厚度、形狀和尺寸等垂直分布信息的獲取。

該衛星主被動結合、多手段綜合的探測體制也是在世界上首次被采用，通過裝載不同類型、不同原理的載荷，将主動發射激光接收的回波信号和被動接收的太陽光反射信号相結合，綜合反演多種遙感數據，實現對近地面細顆粒物（PM2.5等）濃度的高精度監測，為大氣污染精準防治提供科學數據支撐。

此外，大氣環境監測衛星在國際上首次采用融合反演級偏振交火探測技術，獲取氣溶膠光學厚度、粒子尺度等多種參數，通過空間、輻射和偏振維度的信息融合，大幅提升細顆粒物探測精度，并将達到國際先進水平。并且，紫外高光譜大氣成分探測儀及寬幅成像光譜儀也将大幅提升氣态污染物以及地表環境監測能力，使紫外譜段高光譜大氣觀測以及寬幅多光譜觀測空間分辨率提升一倍。

搭載大氣環境監測衛星的長征四号丙遙二十八運載火箭即将發射升空。國家航天局供圖

多頭星敏感器定位，“眼睛”就是尺

大氣環境監測衛星部署于太陽同步軌道，每天可繞地球飛14軌，大氣探測激光雷達可以不分白天黑夜全天時運行。除了“敬業”外，它還時刻不忘擺正自己的“姿态”，以保證極高的指向測量精度。為此，該星還在國内首次創新應用了無控制點激光光軸自标定技術。這一“神技”順利施展的前提是要有一把能夠實時提供絕對姿态信息的“标尺”，也就是類似于人的“眼睛”——星敏感器。

為了保證激光雷達的高探測精度，衛星裝載的星敏感器需要提供準确的空間方位和基準信息并持續測量在軌發生的細微變化。而如何實現這一目标是團隊面臨的巨大挑戰。通過光、機、電、熱等多專業協同設計，中國航天科技集團八院509所結構研制團隊創造性地提出了“共基闆安裝 一體化星敏支架設計”的方案，在滿足星敏感器空間測量要求的同時，找到了星敏感器測量信息傳遞至激光雷達的最優路線，從而顯著提升了二者之間相對精度的穩定性。

同時，團隊還在星敏支架上設計安裝了反射光學系統。激光雷達自身發射的光源分束後經星敏感器支架上的棱鏡反射，建立起激光雷達與星敏感器的在軌标校系統，這樣激光雷達就可以借助星敏感器這雙“慧眼”實時獲知自己“身在何方”。

中國航天科技集團八院控制所衛星姿軌控分系統副主任設計師孫尚介紹，為提供高精度在軌三軸慣性測量精度，姿軌控分系統采用了高精度多頭星敏感器。“好比用‘三隻眼睛’同時定位，利用一個‘大腦’融合處理出更高精度的姿态測量數據。”

搭載大氣環境監測衛星的長征四号丙遙二十八運載火箭成功升空。國家航天局供圖

在軌壽命長達10年以上，“智能手機”随時在線

大氣環境監測衛星是國家民用空間基礎設施規劃中的科研衛星。此次，中國航天科技集團八院電子所還承擔了型号測控系統USB（統一S頻段）應答機和數傳通道等産品的研制工作。其中，測控系統USB應答機配合地面站完成衛星的遙控、遙測、通信等功能，實現32毫秒完成遙控、測距信号的快速捕獲解調和最大誤差3米以内的高穩定度轉發測距。

據了解，應答機就像衛星的“智能手機”，讓衛星能時刻“接聽”地面的指令信息，并能把自己的位置和健康情況“告訴”地面。新型數字化USB應答機突破了型号定制的傳統研制模式，采用“去型号化設計 貨架式生産 型号選用”的研制模式，是中國航天科技集團研制的型譜産品。

該産品具備一定的自适應能力，通過強大的信号處理算法，能夠快速捕獲地面發射的信号，不需要地面站提供頻率掃描輔助捕獲，還能夠分析計算接收信号功率以及信号組成，自動調整轉發測距信号的參數，保持穩定的轉發信号指标。

科研人員還自主開展了高溫加速壽命試驗等工作，在 55℃高溫條件下累計加電時間超過4000小時，其等效在軌壽命可以長達10年以上。

新京報記者 張建林

編輯 陳靜 校對 劉軍

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