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空间环境研究预报室
 

  空间环境研究预报室(简称预报室)是专门从事空间环境研究、提供空间环境预报和效应服务的科研单元,是中国科学院空间环境研究预报中心的主要执行机构,同时又是国际空间环境服务组织(ISES)的成员之一。在我国载人航天工程、国家高技术863计划、科工局和中国科学院创新工程的支持下,预报室在空间环境预报和效应两方面开展了大量研究工作,取得了大量成果,建成了中国载人航天空间环境预报中心、空间环境保障试验系统演示试验中心、空间碎片预警系统。在我国载人航天工程任务中,预报室提供了全程的空间环境保障服务,确保了飞行任务的空间环境安全;同时也为其他航天、通讯等各种用户和公众提供了空间环境专项服务和常规预报。    

  研究领域及方向   

  空间环境研究预报室的主要研究方向为空间环境预报研究、空间环境效应研究与空间环境保障服务。空间环境预报研究主要包括空间环境预报方法研究、电离层监测与预报研究、高层大气探测与预报研究等方向;空间环境效应研究的主要方向是空间环境效应仿真研究;空间环境保障服务包括空间环境专项服务和常规预报两个方面。研究室下设空间环境研究预报组、空间环境效应组、电离层组、中高层大气组、空间碎片组和空间环境业务系统支撑组。

  “十五”和“十一五”期间,研究室共承担了包括国家载人航天工程空间环境保障任务、国家863重大课题、重点课题在内的共几十项课题和任务。

  成果简介

  1、载人航天空间环境预报中心建设与空间环境保障服务

  在载人航天工程支持下,按照“边建设、边研究、边服务”的指导思想,空间环境预报中心从1993年开始筹建,1998年基本建成并投入试运行,1999年月12月通过验收,正式运行,并公开向国内外发布空间环境预报,成为我国首个实现业务化运行的空间环境预报中心。

  为保障空间环境预报中心的建设和预报业务的开展,预报室在空间环境预报和效应方面开展了大量研究工作,取得了多项研究成果、掌握了多项关键技术。其中具有代表性的成果包括采用人工神经网络技术的太阳质子事件预报警报方法、自组织技术的强磁暴警报方法、相似周技术的太阳活动预报方法、基于实时数据的大气密度修正方法、单粒子效应实验和数值仿真技术、空间碎片碰撞预警技术等。在预报方法和效应研究的基础上,研究室开展了研究成果的应用转化,建立了包括基于三维辐射屏蔽模型开发的航天员舱内、舱外辐射剂量分析计算软件在内的载人航天空间环境保障软硬件系统,并根据载人航天工程的空间环境保障的特点,逐步形成了一套健全的业务预报运行机制。以空间环境预报中心为基础,为“神舟”系列飞船的设计、发射、在轨运行、回收、故障诊断等提供了各种的空间环境参数、空间环境预报和效应评估产品,为我国载人航天飞行安全提供了全方位的空间环境安全保障服务。

  “空间环境预报中心建设与空间环境保障”获国家级科技进步一等奖。在“神舟”飞船任务中,培养了一大批空间环境研究预报技术人才,为我国空间环境应用事业的发展奠定了人才基础。其中3人获国家三部委联合授予的“中国载人航天工程突出贡献者”奖章;3人获中国科学院授予的“载人航天工程突出贡献者”荣誉称号,8人获中国科学院授予的“载人航天工程优秀工作者”荣誉称号。

  2、空间环境保障试验系统

  在“十五”国家863计划重大项目的支持下,预报室集成开发了包括空间环境数据管理、空间环境预报、空间环境效应分析和空间环境用户服务等功能的第一代空间环境保障试验系统。该系统在“十五”末荣获国家级科技进步一等奖。

  空间环境保障试验系统在国内首次将空间环境数据获取、信息加工、信息服务的全过程一体化、流水线、高效率地实现,使国内首次以集成方式操作空间环境保障业务过程成为现实,填补了国内空白。系统中,空间环境预报模式和效应分析模式的集成规模和计算水平在国内均具有领先性,并部分达到了国际水平。该系统的建成,为我国大规模的空间环境保障任务的实施提供了重要的示范,提升了我国空间环境保障服务能力和效率。

  “十一五”期间,在国家863计划的继续支持下,面向航天活动对空间环境保障的新需求,预报室在对第一代空间环境保障试验系统进行完善的基础上,新研制了基于自主空间环境监测数据的空间环境应急预警平台和空间环境模式快速转移转化平台,逐步建立并形成了保障能力更加完备的第二代空间环境保障试验系统。

  3、空间碎片预警系统

  在载人航天工程和科工局的支持下,预报室成功研制了国内第一个工程化的空间碎片预警系统。该系统集成了数据管理系统、预警分析和决策系统和用户服务系统,可对特定的卫星发射进行大碎片碰撞预警,可对卫星和编目物体进行在轨预警。预警软件通过了严格的工程化测评,填补了我国工程化碎片预警软件的空白,在我国载人航天等航天任务的大碎片预警工作中发挥了重要作用。

  4、电离层和中高层大气探测研究

  在电离层和中高层大气探测和应用研究方面,预报室通过与地方大学合作,相继在我国赤道异常区的福州、厦门、广州、南宁和海南等地建立了GPS电离层观测站,对电离层进行常规观测;与国外知名机构合作,开展电离层观测和研究;自主开发了电离层参量的现报和预报软件。自主研制了GPS无线电掩星探测技术数据处理系列软件,其反演精度达到国际先进水平;自主研制完成了大气环境和电波传播环境监测新技术――山基GPS掩星探测系统,并成功开展了多次观测实验。

  在国家863计划重大项目的支持下,预报室研制针对临近空间大气环境研制探测设备,包括Na层测风测温激光雷达、中频雷达、流星雷达和重力波成像仪。中频雷达和重力波成像仪已经取得重要试验数据,Na层测风测温激光雷达有了重大突破——成功获得80-105km高空的Na原子共振荧光信号。此外,以探测设备为手段,信息支持和服务为目的,“十一五”末即将建设完成临近空间大气探测示范站,实现对临近空间环境的全面探测和预报。

  

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