风云卫星上演太空“接力”

<p>　　“接力”是体育比赛中的重头项目，需要参与队员合作完成。如今，“风云二号”静止气象卫星家族正在进行太空“接力”。</p><p>　　目前在轨业务运行的“风云二号”静止气象卫星有D星、E星、F星和G星。其中，G星于2014年12月31日发射，目前，状态良好，已具备完成业务的条件。D星于2006年发射，在轨工作8年多，远远超出了3年设计寿命，轨道倾角超出正常业务要求，由于在轨时间长，已不具备轨道倾角调整能力。E星于2008年发射，在轨时间也远超设计寿命。因此，我国亟须对“风云二号”家族成员进行有效调整。</p><p>　　在中国气象局的精心安排和综合观测司等职能司的支持下，5月23日至7月1日，国家卫星气象中心（以下简称卫星中心）组织了“风云二号”D星、E星、F星和G星的太空“接力”，顺利完成了G星接替E星观测业务、E星接替D星观测业务的轨道漂移和地面业务系统切换工作。</p><p>　　<strong>G星无缝“接棒”E星</strong></p><p>　　静止卫星轨道漂移与定点工作的涉及面广、操作复杂，包含卫星安全、卫星控制以及在漂移过程中与其他卫星管理部门的协调等多方面内容。如何在确保卫星安全的前提下，完成卫星更替时业务的平稳“接棒”至关重要。</p><p>　　“早在今年初，‘风云二号’G星还在进行在轨测试时，卫星中心就开始与西安卫星测控中心、卫星总体以及各相关部门，就‘风云二号’业务布局以及卫星漂移方案进行了充分讨论。”卫星中心运行控制室主任冯小虎说。</p><p>　　经过周密安排，在西安卫星测控中心的统筹调度下，5月23日8时，G星开始了为期7天的太空“长跑”，由东经99.5°漂移至东经105°。</p><p>　　“要保证‘风云二号’卫星在汛期内的加密观测气象服务不受影响，G星接替E星需要实现卫星观测业务的无缝隙衔接。”冯小虎说，“这对我国‘风云’系列卫星来说是一次前所未有的挑战，需要相关业务单位的密切配合。”</p><p>　　“通过缜密的技术分析，只要G星和E星经度间隔大于0.7°，北京气象卫星地面站的天线就可以识别它们的信号。技术人员可以合理安排时间，让双星共轨工作，实现切换时业务无缝隙衔接。”冯小虎表示。</p><p>　　负责卫星控制以及接收云图时间表编排工作的陈秀娟说：“在确保卫星业务不受影响的前提下，我们对E星和G星的接收云图时间表进行了合理安排。”</p><p>　　在所有准备工作充分进行的情况下，6月1日8时，卫星控制权由西安测控中心移交卫星中心，G、E双星进行共轨工作，一场星地协同配合作战的大幕就此开启。“卫星观域是否调整到位？”“云图接收是否正常？”“云图误码率多少？”“定位精度如何？”“双星动画是否调整到位？”在经过48小时的努力后，6月3日8时，G星和E星顺利完成了业务无缝交接，G星正式投入业务运行，并在今年的气象服务中发挥了重要作用。</p><p>　　<strong>D星惊险“交棒”E星</strong></p><p>　　“D星与E星的交接，堪称完美。”冯小虎回忆起7月1日两颗卫星交接时的情景，仍抑制不住内心的兴奋。</p><p>　　6月3日9时，在G星正式投入业务运行仅一个小时后，E星开始了漂移，要代替已经超期服役多年的D星。在经历了27天的“长跑”后，6月29日E星成功定点在东经86.5°位置附近。</p><p>　　“就在接手E星控制权，准备对E星进行业务设置时，我们接到了西安测控中心的消息：E星转速超差，超过正常值的1%，可能会对业务产生影响。”卫星中心运行控制室静止气象卫星科科长韩琦说。</p><p>　　6月29日凌晨，西安卫星测控中心完成E星刹车定点控制后连夜开会，工作人员讨论卫星出现转速偏差的原因及其影响。E星超寿命运行、器件老化、控制精度下降，这些导致卫星转速超差。“卫星总体的技术专家分析认为转速超差不会对卫星安全产生影响，但对业务的影响还需我们进一步的确定。”冯小虎说。</p><p>　　地面设备能否适应现有的卫星转速？原始云图能否正常被接收？定位和定量产品的精度如何？按照预定计划7月1日8时E星将接替D星运行，在剩下不到48小时的时间里，卫星中心必须解决这一系列问题。</p><p>　　29日9时，E星开始获取新定点位置后的第一张云图，北京地面站的工作人员景林与黄伟紧盯着设备以获取图像。“DPL锁定正常”“DPS工作正常”“误码率为零”“卫星回扫DPL锁定正常”……E星云图获取业务正常。“卫星可以正常工作。因卫星转速超差带来的阴霾一扫而光，大家都稍稍松了口气。”韩琦说，“接下来就是对其云图定位精度的调试了。”</p><p>　　6月30日15时，按照预定的进度，此时E星的云图定位精度应该满足业务要求，但实际上，它还存在着较大的偏差。如果定位精度不调整，E星就不能按期接替D星投入业务运行。</p><p>　　关键时刻，卫星中心副主任张鹏与大家共同讨论分析，并对各个业务环节再次确认。该中心系统发展室静止气象卫星科科长张晓虎多次对程序和参数进行修改和调整。当日20时，E星定位终于满足业务要求。</p><p>　　7月1日8时15分，E星接替D星业务运行，卫星业务“交接”收官。</p><p>　　<strong>继续奔跑的双星</strong></p><p>　　在E星与D星成功交接后，D星于7月1日21时开始为期1个半月的“长跑”，预计于8月10日到达定点位置东经123.5°。“至此，D星将作为‘风云二号’家族中的在轨备份星，交由广州卫星地面站进行在轨管理，并随时待命。”冯小虎说。</p><p>　　为了配合西安卫星测控中心的漂移工作，在D星漂移前、漂移过程中及刹车定点前，卫星中心每周二还需进行24小时的连续测距，便于卫星轨道的确定和评估。</p><p>　　在正常情况下，卫星的轨道倾角在正负2.5°左右，而E星（超期服役）目前的轨道倾角已达2.6°，已超出业务要求的范围。“经过技术上的持续改进，地面应用系统对卫星的轨道倾角已经由最初的正负1°逐渐放宽到正负2.5°，极大地延长了卫星在轨的工作时间，但倾角过大，超出业务要求的上限，仍然会对业务产生一定影响。在汛期之后，我们计划对E星进行为期两到三天的轨道倾角调整，同时调整卫星在漂移期间造成的自旋速度超差的问题。”冯小虎说。</p><p>　　卫星中心主任杨军表示：“‘风云二号’卫星三星在轨漂移更替工作，达到了预期的卫星业务运行工作无缝隙衔接目标，为保障汛期气象服务有序开展奠定了基础，实现了我国卫星气象事业发展进程中的又一次突破，对于保障我国静止轨道气象卫星观测业务的连续稳定、确保‘多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密’的业务格局具有重要意义。”</p><br />