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全球船只卫星定位系统

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全球船只卫星定位系统相关的资讯

  • 中国成功发射北斗三号全球系统两颗组网卫星
    p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/38e6bd88-5b1d-4fec-b891-4f6c23771db8.jpg" style=" float:none " title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/3dc12d5d-cecb-4064-a13b-e03ce7fba768.jpg" style=" float:none " title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/7d275c79-b465-433e-9372-57e24d2719fe.jpg" style=" float:none " title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp br/ /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 中国卫星导航系统管理办公室近日发布消息说,北京时间8月25日7时52分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭及远征一号上面级以“一箭双星”方式,成功发射第三十五、三十六颗北斗导航卫星,两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,也是中国北斗三号全球系统第十一、十二颗组网卫星。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 这两颗北斗卫星经过3个多小时飞行后,顺利进入预定轨道,后续将进行测试与试验评估,并与此前发射的10颗北斗三号导航卫星进行组网,适时提供服务。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 本次发射的两颗北斗导航卫星和配套运载火箭及远征一号上面级,分别由中国科学院微小卫星创新研究院、中国航天科技集团有限公司中国运载火箭研究院抓总研制。此次卫星发射也是中国长征系列运载火箭的第283次航天飞行。 /p p br/ /p
  • PerkinElmer 1500万美元合同为全球定位系统提供支持
    PerkinElmer 宣布签订了 1500 万美元的合同,其铷原子频率标准 (RAFS) 将为下一代全球定位系统提供支持马萨诸塞塞勒姆,2009 年 9 月 10 日(美国商业新闻)- 专注于提高人类及其生存环境健康和安全的全球领先公司 PerkinElmer, Inc.,今天宣布已与 ITT Corporation 空间系统部签订了一份价值超过 1500 万美元的合同,将为全球定位系统 (GPS) Block IIIA 空间系统计划提供支持。作为此计划的一部分,PerkinElmer 将对其传统的 GPS Block IIR 和 Block IIF RAFS 设计并实施数个工程改进,还要在 2012 年3 月完成前两个人造卫星所用飞行器性能的评估及交付,预计于 2014 年发射。 合同包含可对多达 10 颗额外的卫星提供支持的选项。Lockheed Martin 是下一代全球定位系统空间系统计划的总承包商(本计划原始承包价 14 亿美元),而 ITT 则负责提供有关导航有效荷载的顶尖技术,以实现精准的定位、导航和计时服务。 “对于创新性 RAFS 技术,优异的产品性能和持久的稳定性为 GPS 卫星所带来的优越性仍然受到客户的认可和赞许,PerkinElmer 感到很荣幸。更令人欣慰的是,通过下一代 GPS III 系统,客户和相关业务会从 GPS 宇宙钟的增强功能受益匪浅”,PerkinElmer 的照明业务副总裁兼总经理 Joel Falcone 说。 PerkinElmer 的 RAFS 技术就是专门为那些要求高稳定性和可靠的原子频率标准的航天导航应用而开发的。PerkinElmer 于今年 8 月份对其铷原子频率技术在第一代 GPS Block IIR 卫星上连续 12 年的无故障运行进行了庆祝。 “我们已经制造了 100 多个太空原子钟,这远远超过其它任何一家公司,我们相信,精专的设计和制造能力加上 30 年的经验将使我们能够在未来数十年中继续为 GPS 卫星提供更强的性能”,PerkinElmer 的 RAFS 技术总监 John Vaccaro 说。 作为全球 GPS 系统的一部分,美国的 GPS Block III 系统将传输一种新的民用信号,这种信号可以和日本的 Quazi-Zenith 卫星系统 (QZSS) 以及欧洲的 Galileo 卫星导航系统进行互通。PerkinElmer 的铷原子钟是 GPS 导航系统的“心脏”,它将使美国的 GPS Block III 系统继续在天基定位、导航及计时系统中居于世界领先地位,还可推动地面、空中以及海上旅行、定位、勘察以及搜救工作等民用及商业用途。 关于 PerkinElmer, Inc. PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类及环境的健康和安全的全球领先公司。据报道,该公司 2008 年收入约为 20 亿美元,拥有 8,400 名员工,为超过 150 个国家/地区的客户提供服务,同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。有关其它信息,请访问 www.perkinelmer.com.cn 或致电 1-877-PKI-NYSE。 详情请查询︰媒体联络︰PerkinElmer 联系人: Francine S. Bernitz照明及检测解决方案营销主任 电话︰978-224-4321 或 PerkinElmer 媒体联系人: Mario Fante 电话︰781-663-5602
  • 甲烷嗅探卫星 监测全球“漏点”
    谈及气候变化,二氧化碳通常是焦点,但未来几十年,削减甲烷排放可能对控制全球变暖产生更大的影响。据《自然》报道,在一颗即将从美国加利福尼亚州发射的卫星的帮助下,政府部门和企业终于有了一个工具,能帮助它们精确定位地球上的甲烷热点并堵住泄漏。MethaneSAT概念图。图片来源:BAE Systems这颗名为MethaneSAT的卫星耗资约8800万美元,旨在为观测全球油气田、农业设施和垃圾填埋场排放的甲烷提供全新视角。卫星运营方将与美国谷歌公司合作,利用一个大气模型处理来自卫星的数据。该模型可以追踪空气中的甲烷及其地面来源。谷歌还计划使用人工智能算法绘制全球油气田基础设施地图,并确定污染来源。美国环境保护基金会领导了MethaneSAT的开发。“这将是我们第一次获得温室气体的此类信息。”该组织首席科学家Steven Hamburg表示,MethaneSAT将通过“彻底的透明度”实现政府和企业的问责制。MethaneSAT起源于大约10年前帮助揭示美国油气田污染程度的航空器运动。环境保护基金会随后与学术界和工业界合作,进行一系列研究,记录了美国各地的甲烷排放量,最终表明石油和天然气部门的甲烷排放量比官方估计高60%。在这项工作的基础上,它们组织了一个团队设计这颗卫星。2018年,环境保护基金会及美国哈佛大学的主要科学合作伙伴通过“大胆计划”获得了启动资金,用于开发甲烷卫星。MethaneSAT与众不同之处在于高分辨率测量。如果成功,环境保护基金会将成为第一个开发出这种科学口径卫星的环保组织。“我们正在适应一个无人区。”哈佛大学大气科学家、MethaneSAT技术团队负责人Steve Wofsy说。MethaneSAT每天从大约30块面积为200平方公里的土地上向地球传输图像。这足以完成其监测全球油气田、农业设施的核心任务。对于运营方来说,最大的问题是卫星数据是否真的会推动相关部门采取行动,有所作为。环境保护基金会大气科学家Ilissa Ocko表示:“如果我们能够消除甲烷排放,那么在未来几十年里,基本上可以将全球变暖幅度减半。其中,石油和天然气行业可以在几乎没有额外成本的情况下,减少大部分甲烷排放。”
  • 我国将发射全球首颗量子卫星“墨子”
    量子科学卫星“墨子号”在进行太阳翼展开试验  我国即将发射的全球首颗量子科学实验卫星被正式命名为“墨子号”。量子卫星首席科学家潘建伟院士说,墨子最早提出光线沿直线传播,设计了小孔成像实验,奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星,将提升我们的文化自信。  发布  量子卫星被命名为“墨子号”  记者15日从中科院获悉,我国即将发射的全球首颗量子科学实验卫星被命名为“墨子号”。  “关于这颗卫星的命名,我们考虑了好久。”量子科学实验卫星首席科学家潘建伟院士说,最终命名为墨子,缘起于已故著名教育家、中国科学技术大学老教授钱临照。  据了解,钱临照作为老一辈光学、科技史研究者,早年对墨家经典著作《墨经》有过深入研究,发现其中有不少与现代科学知识相通的记载,比如墨子在《墨经》中提出的“光学八条”。  “墨家逻辑是全球三大古老逻辑体系之一,而逻辑体系是科学的基础。”潘建伟说,墨子在两千多年前就发现了光线沿直线传播,并设计了小孔成像实验,奠定了光通信、量子通信的基础。  据了解,作为中科院空间科学战略性先导专项首批科学卫星之一,量子科学实验卫星将在国际首次开展星地高速量子密钥分发、空间尺度的量子隐形传态等多项实验。目前量子卫星发射前的准备工作已基本完成。  计算  魔法般的高速计算  专家介绍,量子计算利用量子态的叠加性质,可以实现计算能力的飞跃。现在计算机的运算单位比特只有0和1这两种状态,但量子计算机中可以处在0和1的叠加态上。如果操纵100个量子,其计算能力可能比“天河二号”快百亿亿倍。“天河二号”需要用100年计算的难题,量子计算机只需0.01秒。  如果将未来的量子计算机比作大学教授,今天所谓超级计算机的能力甚至还比不上刚上幼儿园的小班儿童。  未来的量子计算机与今天的超级计算机,就像大学教授与幼儿园的儿童。这么快的运算速度,将使人类的日常生活大大改变。例如在公共安全领域,量子计算可以瞬间处理监控数据库中60亿人次的脸部图片,并实时辨别出一个人的身份 在公共交通领域,量子计算能够迅速对复杂的交通状况进行分析预判,从而调度综合交通系统最大限度避免道路拥堵 在气象预测方面,量子计算能够将仪器检测数据结合模型全面预测分析,从而实现更高精准度的天气预报̷̷  中国科学院院士潘建伟说,要做出通用的量子计算机,可能还很遥远,也许30年或更长,但是只是对某一种计算功能算得比较好的量子模拟机器估计5到10年就有望出现。  通信  “不可拦截”的密钥  量子科学实验卫星的另一个任务是进行量子通信实验,这是量子纠缠应用领域中比较接近现实的一个。它的要点是特别安全,传统窃听手段原则上对量子通信没有用。加密的信息好比上了锁的箱子,用特定的钥匙才能打开。以当前的加密技术,只要付出足够的努力,钥匙理论上是可以拦截到的,只看效率高不高罢了。  潘建伟说,量子通信的关键要素是“量子密钥”,量子密钥就是在A和B之间共同生成一串只有他们两边知道的随机数,然后用这个随机数来加密。量子密钥一旦被截获或者被测量,其自身状态就会立刻发生改变。截获量子密钥的人只能得到无效信息,而信息的合法接收者则可以从量子态的改变中得知量子密钥曾被截取过。  引领  中国将引领量子通信技术  对中国正在高速发展的量子通信领域来说,2016年将是具有里程碑意义的一年。  如果卫星成功运行,中国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,并结合地面已有的光纤量子通信网络,初步构建一个广域量子通信体系。  潘建伟说,量子保密通信“京沪干线”将在2016年下半年全线开通,将应用于金融、电子、政务等多方面领域的信息传输。据介绍,“京沪干线”项目是连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络,中间还有合肥、济南等重要节点,全长2000余公里,属世界首例。  潘建伟说,如果说“京沪干线”像连接地面每个城市、每个信息传输点的“网”,量子科学实验卫星就像一杆将这张网射向太空的“标枪”。当这张纵横寰宇的量子通信之“网”织就,海量信息将在其中来去如影,并且“无条件”安全。  在潘建伟的设想中,量子通信有望在10年左右的时间走进千家万户,每家每户的网上银行、网络支付、手机支付等,都能享受到量子通信所带来的安全性保障。
  • 中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星
    中国科学家在“量子卫星”旁工作  8月16日01时40分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将全球首颗量子科学实验卫星(简称量子卫星)发射升空。此次发射任务的圆满成功,标志着中国空间科学研究又迈出重要一步。  量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一,其主要科学目标是借助卫星平台,进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破 在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。  量子卫星工程由中国科学院国家空间科学中心抓总负责。中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制 中国科学院上海微小卫星创新研究院(上海微小卫星工程中心)抓总研制卫星系统,中国科学院上海技术物理研究所联合中国科学技术大学研制有效载荷分系统 中国科学院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行,对地观测与数字地球科学中心等单位参加。  中国自主研发的量子卫星突破了一系列高新技术,包括同时瞄准两个地面站的高精度星地光路对准、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等工程级关键技术等,卫星设计寿命为两年。量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于中国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,有望推动中国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动中国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。  本次任务还搭载发射了中国科学院研制的稀薄大气科学实验卫星和西班牙科学实验小卫星。  长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。
  • 全球碳盘点,卫星来帮忙
    为什么要做碳盘点?将每一项减碳措施的效果明确化,把每一项减排措施的贡献算出来 以全球变暖为主要特征的气候变化已成为全球性环境问题,对全球可持续发展带来严峻挑战。目前,国际社会已逐步达成“温室气体减排是抑制全球增温最有效途径”这一共识。 目前,世界范围内已建设了节点遍布全球的温室气体地基观测网络,包括如世界气象组织组建的全球大气地面观测网(GAW)、美国、欧洲和加拿大等国家分别建立的温室气体观测网络以及我国由国家大气本底站、国家气候观象台和国家及省级应用气象观测站等组成的中国温室气体观测网等。通过这些观测网络,人们可以得到自然排放的温室气体状况。 但这对于“双碳”目标还远远不够。确定温室气体减排的情况,以及确定各国承诺的减排指标是否达到并不容易。有几个问题亟待弄清:大气中温室气体的总量是多少?属于人为排放的有多少?各个国家的排放量是多少?将每一项减碳措施的效果、剩余碳排放、如何实现碳中和等明确化,将每一项减排贡献真实透明地测算出来,就是碳盘点的具体任务。 在全球碳计划2020年报告中,人类活动、大气、陆地与海洋生态系统的碳收支结果,包括五方面内容,即大气中CO2浓度及增量、化石燃料和工业排放、土地利用变化碳排放、陆地生态系统碳汇和海洋生态系统碳汇等。 其中,人类活动碳排放是全球碳盘点的核心任务。为了探明人类工业活动产生的碳排放,还必须确定并区分陆地和海洋生态系统吸收和释放了多少CO2,需要监测火山爆发、森林砍伐、火灾等自然释放和土地利用变化排放的CO2等。碳中和目标以及全球碳盘点的现实压力,就是利用各种先进技术和方法,来监测大气CO2浓度的时空变化及其来源,高分辨、高精度估算全球碳通量。 为了准确评估世界各国的温室气体减排情况,提高我国碳排放量评估的主动权,维护我国在全球碳盘点中的核心利益,建立自主可控的全球温室气体监测体系势在必行。 这其中,卫星遥感技术能派上大用场。卫星碳盘点有多“火”?国际卫星对地观测委员会明确提出,将在2025年形成星座业务化运行,支撑2028年全球碳盘点 基于传统地面站点的观测数据,难以准确了解温室气体的源汇变化特征和机制。而卫星遥感具有客观、连续、稳定、大范围、重复观测的优点,也正在成为新一代、国际认可的全球碳盘点方法。国际卫星对地观测委员会明确提出,将在2025年形成星座业务化运行,支撑2028年全球碳盘点。 迄今,国际上欧洲、日本、美国、加拿大和中国相继发射了具备大气CO2浓度观测能力的卫星。日本于2009年成功发射GOSAT卫星,这是第一颗专门用于大气温室气体CO2和CH4探测的卫星,至今运行良好,后续的GOSAT系列卫星则致力于实现更高精度、更强空间覆盖能力。美国在温室气体遥感探测方面走在国际前列——2021年12月,美国白宫发布了《美国空间优先框架》,明确美国将优先支持应对气候变化行动的卫星遥感计划,通过政府、私营和慈善机构之间的合作,利用地球观测数据支持美国和国际社会应对气候危机。 中国近年来在温室气体卫星遥感探测方面也是突飞猛进。2016年12月,首颗碳卫星发射,这是中国自主研制的全球大气二氧化碳观测实验卫星,其数据在全球大气CO2浓度、叶绿素荧光监测等方面取得系列重要成果。2018年5月,高分五号卫星成功发射,搭载的温室气体监测仪GMI的主要功能是定量监测CO2和CH4的全球浓度分布变化。 同时,我国还在不断酝酿新的卫星计划。未来计划发射的风云三号08星上搭载的高光谱温室气体监测仪,通过对近红外、短波红外谱段连续高精度、高光谱分辨率、高空间分辨率和高采样率观测,实现全球大气温室气体的高精度定量反演。2022年4月发射的大气环境监测卫星是国际首颗搭载CO2探测激光雷达的卫星。卫星还要掌握哪些“本领”?不仅能“看”,还要能“算” 当前卫星遥感可以探测大气CO2浓度,但是对于决策部门而言,更想了解大气CO2的来源并提取出其中来自人类活动排放的部分。这对卫星遥感系统而言是一项挑战。 利用卫星开展生态系统碳汇估算的方法主要分为三类:基于温室气体浓度探测的同化反演的“自上而下”方法、基于生态过程模型模拟的“自下而上”方法以及基于数据驱动的机器学习模型方法。然而,各种方法的碳源汇估算均存在不确定性。 总体来说,全球碳源汇的巨大不确定性既源于碳循环模式的理论和认知缺陷,又包括缺乏精细时空分辨率的观测数据。由国际地圈-生物圈计划、全球环境变化人文因素计划和世界气候研究计划共同发起了全球碳计划,其关键是准确量化全球碳循环格局和变率。我国于2010年启动的全球变化研究国家重大科学研究计划、2016年启动的国家重点研发计划“全球变化及应对”专项中,摸清生态系统碳循环均为核心任务之一。2017年立项的国家重点研发计划项目“全球生态系统碳循环关键参数立体观测与反演”,其核心任务是研制覆盖全球、参数完备、时空分辨率精细、连续一致的碳循环关键参数产品,共包含24种全球碳循环关键参数的长时间序列空间观测产品。这些丰富的碳循环关键参数产品,为陆地生态系统碳源汇的动态精细评价提供了重要基础数据。 除了提高观测数据质量与数量,还需考虑如何充分利用大量多源的观测资料,协同地面和遥感技术手段,降低模型不确定性,可以进一步提高模型估计陆地生态系统固碳速率准确性。 我们认为,全球碳同化系统是解决这一问题的有效途径。联合同化卫星和地面大气CO2浓度、站点通量数据、遥感地表参数等数据,同时优化生态系统和人为源碳通量是全球碳同化系统的发展趋势。2016年,南京大学发展了全球碳同化系统,能更好地揭示不同地区陆地碳汇的时空分布和年际变化,该系统已经具备了业务运行能力。 由于人为源碳排放和陆地生态系统碳通量混合,如何利用碳同化系统优化计算人为源碳排放,是科学家们力图解决的重要问题,也是实现碳中和目标的重要技术需求。发展区域高分辨率碳同化系统同化大气浓度观测数据,是进行人为源碳排放优化估算的有效手段。下一代碳卫星有多“高大上”?中国的碳卫星监测解决方案正在部署中 全球碳盘点不仅需要卫星遥感提供高时空分辨率大气CO2等观测数据,更需要通过观测系统与同化反演系统集成,提供高时空分辨率的大气CO2的溯源解析数据,如人为碳排放、生态系统碳源汇等。 尽管卫星探测能力得到了有效提高,但是任何单独一颗卫星都无法满足CO2和CH4全球探测的需求。根据科学目标将多颗卫星组成一个虚拟的卫星星座,开展多颗卫星组网观测是满足快速增长的全球业务化观测需求的有效途径。 同时,第二代碳卫星的核心目标是服务于全球碳盘点的清单校核,不仅要求卫星载荷系统提供宽幅、高分辨率、高精度的观测能力,还需要通过同化反演系统,监测碳通量,并区分和量化人为碳排放。 为了满足全球温室气体清单校核需求,对中国下一代碳卫星在温室气体清单校核需求目标、科学产品技术指标以及卫星组网观测能力需求方面提出了明确的要求,包括监测CO2、CH4、CO、NO2、SIF、气溶胶和N2O七种要素,并能达到较高精度;针对不同尺度设计了传感器相应的空间分辨率,在全球和热点区域分别对应2公里×2公里,0.5公里×0.5公里的空间分辨率,并且具有1天的时间分辨率,幅宽达1000公里,以满足观测需求。这对载荷研制提出了非常苛刻的要求,如何在工程技术上平衡光谱分辨率、信噪比、空间分辨率与幅宽的制约关系存在巨大挑战。在碳卫星观测要素的遥感反演算法研究基础上,结合当前载荷工程研制能力,初步确定了下一代碳卫星载荷技术指标,包括设计了NO2、O2A,弱CO2、强CO2、CH4五个吸收带,波长范围在0.4纳米至2.385纳米之间,光谱分辨率最高能达到0.12纳米。 尽管下一代碳卫星比第一颗碳卫星有巨大的飞跃和进步,但卫星成像监测也受到轨道、天气等诸多因素的影响,无法实现连续动态观测且分辨率不高,仅凭卫星遥感难以取得满意效果。因此,必须结合地基监测、航空遥感等多源数据,才能实现点源、城市、国别尺度的温室气体排放的精确估算。目前,生态环境部、中国气象局、中国科学院等机构正在组织和实施大范围地基温室气体观测任务,已初步建成、并正在逐步完善国家温室气体观测网络,温室气体卫星星座与地基网络的协同,为中国碳达峰、碳中和行动成效的科学评估与碳排放核算提供了重大机遇。 科学家提出,为了实现面向碳盘点的卫星监测目标,需要优先部署如下7个方面任务:开展下一代碳卫星研发与运行,服务于全球和重点区域碳监测需求;针对中国下一代碳卫星及载荷指标特点,结合国内外多源卫星数据,开展高精度碳监测卫星遥感科学关键技术研究和共享产品研发;面向全球碳盘点的需求,开展高时空分辨率、高精度、高时效性的碳排放清单的卫星校验方法研究;面向重要点源目标碳排放卫星监测的需求,推进重要点源碳排放卫星监测技术;面向全球碳盘点和国家碳中和需求,发展高时空分辨率、高精度、长时间序列的全球生态系统碳通量监测技术;面向全球碳盘点和国家碳中和需求,发展高时空分辨率、高精度、长时间序列的全球土地利用碳排放监测技术;围绕全球碳盘点和国家碳中和战略对空间信息技术的需求,推进碳卫星科学计划项目集成与国际合作。 面向全球碳盘点和中国双碳目标需求,需要利用卫星遥感、大数据、碳同化等先进技术和方法,实现高时空分辨率、高精度、高时频的大气温室气体浓度监测,并提供高精度、高分辨率的人为源碳排放和生态系统碳源汇科学数据,阐明大气温室气体的来源、并有效区分与量化人为源和自然源的通量贡献,建立全球、国家和热点区域的温室气体排放的监测和验证支撑技术体系。
  • 创三个世界第一!全球首颗激光二氧化碳探测卫星发射成功
    4月16日2时16分,长征四号丙运载火箭在太原卫星发射中心升空,将世界首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星——大气环境监测卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。星箭均由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制。,时长00:30摄影:郑逃逃大气环境监测卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》中的科研卫星,运行705公里的太阳同步轨道,整星发射重量约2.6吨,装载了大气探测激光雷达、高精度偏振扫描仪、多角度偏振成像仪、紫外高光谱大气成分探测仪及宽幅成像光谱仪等五台遥感仪器,是一颗集CO2激光主动探测、细颗粒物立体探测、气态污染物探测和地表环境探测的多要素综合监测卫星。长征四号丙运载火箭发射升空。吴敬博 摄大气环境监测卫星的成功发射和在轨应用标志着我国在大气遥感领域达到国际领先水平,卫星在轨应用后将实现对生态环境、气象和农业等多领域定量遥感服务能力的跨越式提升,为我国实现减污降碳协同增效、建设美丽中国的目标提供有力支撑。首次搭载大气探测激光雷达大气环境监测卫星在CO2探测手段和精度、细颗粒物主被动探测和偏振交火探测体制上,创造了三个世界第一。二氧化碳探测,激光雷达出奇效。大气环境监测卫星实现国际上首次搭载大气探测激光雷达这一主动探测载荷,实现主动激光CO2高精度、全天时、全球探测,探测精度大幅提升至优于1ppm,达到国际最高水平,为我国实现“碳达峰、碳中和”目标提供最精准的遥感数据支撑。同时,大气探测激光雷达通过对大气进行分层“CT”扫描,国内首次实现全球气溶胶光学厚度、形状和尺寸等垂直分布信息的获取。PM2.5监测,综合手段创新高。大气环境监测卫星国际上首次采用了主被动结合、多手段综合的探测体制,通过装载不同类型、不同原理的载荷,将主动发射激光接收的回波信号和被动接收的太阳光反射信号相结合,综合反演多种遥感数据,实现对近地面细颗粒物(PM2.5等)浓度的高精度监测,为大气污染精准防治提供科学数据支撑。中国航天科技集团八院供图偏振交火,信息融合效率高。大气环境监测卫星国际首次采用融合反演级偏振交火探测技术,获取气溶胶光学厚度、粒子尺度等多种参数,通过空间、辐射和偏振维度的信息融合,大幅提升细颗粒物探测精度,达到国际先进水平。此外,紫外高光谱大气成分探测仪及宽幅成像光谱仪也将大幅提升气态污染物以及地表环境监测能力,紫外谱段高光谱大气观测以及宽幅多光谱观测空间分辨率提升一倍。首次创新应用无控制点激光光轴自标定技术大气环境监测卫星每天可绕地球飞14轨,激光雷达不分白天黑夜全天时工作,可谓是一个兢兢业业的“劳模”。除了敬业之外,它还是一个十足的“强迫症”,时刻不忘摆正自己的姿态,以保证极高的指向测量精度,为此还在国内首次创新应用了无控制点激光光轴自标定技术。 中国航天科技集团八院供图这一“神技”顺利施展的前提是要有一把能够实时提供绝对姿态信息的“标尺”,也就是“司机”的“眼睛”——星敏感器。激光雷达自身发射的光源分束后经星敏感器支架上的棱镜反射,建立起激光雷达与星敏感器的在轨标校系统,这样激光雷达就可以借助星敏感器这双“慧眼”实时明确自己“身在何方”。据中国航天科技集团八院控制所卫星姿轨控分系统副主任设计师孙尚介绍,为提供高精度在轨三轴惯性测量精度,姿轨控分系统采用了高精度多头星敏感器。“好比用‘三只眼睛’同时定位,利用一个‘大脑’融合处理出更高精度的姿态测量数据。”据悉,“十四五”期间我国还将发射高精度温室气体综合探测卫星,与大气环境监测卫星组网观测,进一步提升我国天基碳监测能力和水平,为我国生态文明建设,实现“双碳”目标贡献航天力量。
  • 监测碳排放--中国碳卫星获取首个全球碳通量数据集
    8月15日,记者从中国科学院大气物理研究所获悉,基于我国第一颗全球二氧化碳监测科学实验卫星中国碳卫星的大气二氧化碳含量观测数据,来自该所等单位的研究人员利用先进的碳通量计算系统,获取了中国碳卫星首个全球碳通量数据集。这是一个里程碑式的结果,标志着我国具备了全球碳收支的空间定量监测能力,是国际上继日本、美国之后的第三个具备该技术的国家。相关研究成果在线发表于《大气科学进展》杂志。 二氧化碳是地球大气的重要组成部分,因其会产生较强的温室效应,被认为是造成气候变化的关键原因。为减缓二氧化碳过度排放造成的气候变化,1992年以来,《联合国气候变化框架公约》逐步对各国碳排放状态加强约束。《巴黎协定》提出,2023年起,每五年进行一次全球盘点的计划,以评估各国的实际行动在减缓气候变化中的贡献。  “随着大气探测和模型模拟技术的飞速发展,通过大气二氧化碳浓度观测溯源碳排放的方法,被认为是评估温室气体减排成果的有效方法。”中科院大气所副研究员杨东旭说。  大气二氧化碳浓度测量法依赖于观测和模拟。在观测方面,卫星遥感由于特殊的观测地点和方式,可以在二氧化碳全球观测中发挥较大作用,特别是在全球覆盖高分辨率的观测上,能够做到看得广、看得清;而模拟则主要是通过大气输送模型,利用高性能计算机,模拟出大气二氧化碳传输过程和每一个时刻、每一个地方大气二氧化碳的含量。  为了观测大气中的二氧化碳浓度,日本于2009年成功发射了国际上第一颗温室气体专用探测卫星GOSAT,美国OCO-2紧随其后,于2014年发射升空。2016年12月22日,中国碳卫星在酒泉卫星发射基地成功发射升空并在轨运行,成为国际第三颗温室气体卫星,其目标是实现对全球大气二氧化碳浓度的高精度监测,为碳排放科学研究提供卫星资料。  “有了自己的碳卫星以后,对于某一个时刻、某一个地方的二氧化碳含量,我们会得到一个观测值和一个模拟值。这两个数据必然会存在差异。为了减小误差,我们会使用‘数据同化’法,得到最接近真实的数值。”杨东旭说。  这项研究中,研究人员将碳同化系统与全球化学输送模式相结合,成功同化卫星观测数值与模拟数值,得到了最接近真实情况的数值。研究结果表明,与先验通量相比,不确定度减少了30%—50%。  更重要的是,利用中国碳卫星观测资料,科研人员估算了2017年5月至2018年4月共12个月的全球陆地碳净通量。估算结果与利用日本GOSAT卫星和美国OCO-2卫星资料的估算结果大体一致。这表明我国首颗碳卫星具有了全球碳通量监测的能力。  对此,杨东旭表示,中国碳卫星是我国第一代温室气体监测专用卫星,实现了空间温室气体高精度监测的从无到有,迈开了重要且艰难的第一步。未来,我国将以碳卫星的研究成果为基础,研发新一代的温室气体监测卫星,服务于全球和我国双碳目标的实现。
  • 全球首款量子“罗盘”问世
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据英国帝国理工学院官网近日报道,该校研究人员和M Squared公司携手,研制出全球首款用于导航的量子加速度计。这款量子“罗盘”是不依赖全球定位卫星(GPS)的防干扰导航装置,能确定地球上任何地方的精确位置。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 今天的大多数导航依赖包括GPS在内的全球卫星定位系统,这些系统会发送和接收来自绕地球轨道运行的卫星的信号,而新的量子加速度计是一个独立系统,不依赖任何外部信号。这一点尤其重要,因为卫星信号可能遭到封锁、拦截,甚至蓄意破坏或攻击,导致无法准确导航。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 加速度计测量物体速度随时间变化,借助这一变化以及物体的起点,可计算出物体所在新位置。虽然加速度计出现在手机和笔记本电脑等设备中,但它们必须频繁地重新校准,若用于导航,每次最多只能连续工作几个小时。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 研究团队在英国国家量子技术展示会上展示了这种可移动、可商用的量子加速度计 。它依靠测量极低(接近绝对零度)温度下超冷原子的运动来工作,在这种超冷状态下,冷原子表现为“量子”方式,就像物质和波一样。帝国理工学院冷物质中心的约瑟夫· 科特博士说:“当原子超冷时,我们必须用量子力学来描述它们的运动方式,这使我们能制造出原子干涉仪等设备。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 为使原子足够冷并探测它们的特性,需要能精确控制的功能强大的激光器。M Squared公司历时3年研制出了一种用于冷原子传感器的通用激光系统,具有高功率、低噪声和频率可调性等特征,可对原子进行冷却,并为加速度测量提供光学标尺。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 研究人员指出,新量子“罗盘”的设计初衷是为大型车辆、船只等导航,但也可用于寻找暗能量和引力波等基础科学研究。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2013年,量子研究被英国政府确定为优先领域,研究重点是军事技术。此后,通过英国国家量子技术计划,英国政府在5年内对该领域投资了2.7亿英镑。 /p
  • 看,风云气象卫星正俯瞰全球大气氨气污染
    “燃烧、畜禽养殖等人类的生产生活会造成氨气的排放。别看氨气在大气中含量很少,却是大气中最重要的碱性气体,在地球生物氮循环中扮演着重要角色。研究表明,由氨气生成的PM2.5对全球公共健康损失估值在每年百亿美元。”中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心副研究员、硕士研究生导师周敏强说。周敏强和中国气象局张兴赢研究员的团队一起紧密合作,基于最优估计理论研发了一套氨气浓度的反演算法,成功应用于风云三号气象卫星(FY—3D)的观测光谱,获得了风云气象卫星首幅大气中氨气浓度的全球分布图,并与搭载在欧洲METOP—A 卫星上红外大气探测干涉仪(IASI)的氨气观测结果进行了比较,论证了风云卫星氨气观测资料的可靠性。这项研究对于未来利用国产卫星发展实现对全球微量大气化学成分的高精度定量遥感监测具有指导意义。 这个成果近期发表于中国科学院主办的SCI Q1学术期刊《Advances in Atmospheric Sciences》上。周敏强告诉记者,氨气(NH3)是地球大气中一种化学性质活泼的微量气体,它可与酸性气体快速反应,生成硫酸铵和硝酸铵等二次气溶胶,是雾霾期间大气细颗粒物PM2.5的主要污染成分。同时,铵盐气溶胶还会通过散射影响太阳辐射,从而破坏地球辐射收支平衡,引起地球气候变化,因此亟须实现对其的全球监测。“然而以往的地基观测难以满足,尤其是极地、沙漠、海洋、森林等地的数据长期属于空白状态。”“利用氨气红外波段的特征吸收光谱,可以通过遥感的手段进行氨气浓度全球探测。”周敏强说,随着红外高光谱探测技术的发展,欧美相继发射了多颗搭载有高光谱红外观测仪器(如IASI,CrIS)的卫星。我国的风云三号系列气象卫星(FY3)从其第四颗卫星开始(D、E、F)也搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),为国产卫星实现氨气全球探测提供了可能。《大气科学进展》Adv.Atmos.Sci.2024年第3期封面风云3DHIRAS周敏强介绍说:“我们基于最优估计理论研发了一套NH3柱浓度的全物理反演算法。这套理论结合HIRAS载荷的仪器响应函数和观测光谱,通过分析氨气的红外吸收特性,选择960—970cm-1作为反演窗口。采用哥白尼大气化学模式结果作为初始值,在反演氨气时进行臭氧、二氧化碳、水汽、地表温度等干扰参数的同步反演。”“基于开发的反演算法获得了风云3D卫星HIRAS仪器的首幅大气NH3柱全球分布图。”张兴赢告诉记者,结果表明,HIRAS探测仪可以很好地捕捉全球NH3高值区,例如印度、西非、中国东部等存在大量NH3排放的地区。HIRAS与欧洲卫星上搭载的IASI的NH3反演结果具有较好的一致性(R:0.28—0.73),两者相差在其反演误差范围内。该研究证明了我国自主研制的风云气象卫星已经具备了定量探测全球氨气浓度的能力。2020年1月FY—3D/HIRAS卫星观测的全球白天NH3柱总量浓度分布图张兴赢指出,当前HIRAS/FY3D在海洋上和高纬度地区还存在反演精度低的问题,这主要是由于在海洋上NH3的浓度低,传感器捕捉到的NH3信号弱;在高纬度地区地表温度低,热对比度小,导致光谱噪声大。未来研究者将进一步改进反演算法,引入神经网络算法弥补现有最优估计算法的不足,提升反演精度并提高海洋和高纬度地区的有效观测数据。升级后的算法还将拓展应用于FY—3E、3F等卫星。
  • 海谱纳米光学:全球首款微型光谱芯片正式量产
    物理世界的数字化时代正奔涌而来。2D、3D视觉技术将物体的颜色、形状、大小、尺寸、位置等信息转换为AI时代的大数据,但物质成分的数字化进程却停步不前。如今,可解码万物“指纹”的革命性视觉成像技术—高光谱成像正打破这一僵局。高光谱成像突破人眼限制,可实现万物成分检测,为机器视觉提供更真实、更准确的物理世界信息,为人类提供更高维度观察世界的方式。近日,《南方日报》等媒体持续聚焦海谱纳米光学(以下简称“海谱”)微型高光谱成像MEMS芯片及快速增长的高光谱成像市场。从专注研发到高光谱产品的工程化、市场化,海谱跨过创业公司“死亡之谷”的背后,折射的是国产MEMS芯片在全球高端芯片竞技场的突围。从深圳市海谱纳米光学科技有限公司(Hypernano,简称海谱)获悉,2022年初,该公司宣布正式全球率先量产了第一代微型高光谱成像MEMS(微机电系统,Micro-Electro-Mechanical System)芯片,高光谱工业相机及高光谱相机模组即将推向市场。▲海谱纳米光学据悉,基于微型高光谱成像MEMS芯片技术,海谱推出的高光谱成像模组在波长精度、拍摄速度、空间分辨率、半峰宽、视场角等专业技术指标上达到全球领先水平,体积比传统光谱相机缩小了近1000倍,是业界尺寸最小的高光谱相机模组。半导体老兵深圳创业跨越“死亡之谷”海谱创始人兼CEO黄锦标介绍,公司于2019年1月创立,以“光谱芯视觉,感知超极限”为使命,专注于高光谱成像技术的设计与研发。▲黄锦标黄锦标毕业于南开大学微电子专业,有着20多年半导体技术和市场经验,曾担任多家半导体公司高管,有着很强的系统开发和市场开拓的经验。而海谱研发团队在MEMS领域拥有近20年的芯片设计与工艺制造经验,团队核心成员包括多名顶尖MEMS专家及深圳孔雀人才。2022年3月,海谱完成数千万元A轮融资,投资方包括昆仑资本、远方资本、湾信资本。业内人士介绍,MEMS芯片最常用的是承担传感功能,在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统。从行业而言,欧美是MEMS产业、技术与产品的发源地,处于全球领先地位,中国MEMS产业起步较晚,MEMS产业还处于发展的起步阶段,我国不仅在精度和敏感度等性能指标上与国外存在巨大差距,应用范围也多局限于中低端领域。因而有芯片创业难,MEMS芯片创业更难的说法。不过,尽管我国MEMS传感器厂商面临诸多挑战,但从上游设计、中游制造、下游封装等领域国产替代的空间巨大。▲海谱微型高光谱成像MEMS芯片正因为身处MEMS产业这一高精尖行业,海谱从成立初期的3年,经历了高科技创业公司所面临的“死亡之谷”考验,即从技术研发到产品量产的种种挑战。“创业公司的技术再领先,也要把它变成一个工程化且可市场化的产品,这个过程有很多坑,只有迈过去,技术才具有商业价值。”黄锦标称。黄锦标介绍,海谱走到去年年底时,最核心的技术芯片开始量产。同时,将芯片应用于相机的相关模组也已准备完毕,相当于公司在技术工程化产品这个初创公司最大的槛,已经迈了过去。填补国内微型高光谱MEMS芯片领域空白说起海谱的技术,首先还要科普一下光谱技术。光谱学始于英国科学家牛顿,是人类借助光认知世界的重要方式,地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为可以辨别物质的成分信息。光谱学的最大特色之一,是研究光与物质产生相互作用的学科,通过物理的方法可以获取物体的成分,在应用上可以非接触和非破坏地进行检测。典型的如天文对象、高温物体、放电气体… … 在分子和原子层次上物质作分析研究,主要是用光谱方法。比如人类用光谱相机拍摄遥远星球的表面物质。▲高光谱原理黄锦标介绍,高光谱成像技术则将成像技术与光谱技术相结合,可获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。其原理是将成像技术与光谱技术相结合,在探测目标二维空间信息的同时,获取其每一个空间位置上的光谱信息,从而实现对物质成分的直接检测。物质光谱信息具有指纹特性,即不同的物质拥有不同的光谱,因此高光谱成像为机器视觉的物质感知、识别和分析提供了新路径,是继2D、3D视觉技术之后的下一代革命性视觉成像技术。2019年,海谱在深圳成立后,开启第一款微型高光谱成像MEMS芯片的研发设计与流片。2020年初,海谱宣布正式量产第一代微型高光谱成像MEMS芯片,填补了国内在微型高光谱成像MEMS芯片领域的空白。传统光谱成像设备一般手工组装,存在体积大、价格昂贵、无法批量生产等问题,海谱微型高光谱成像MEMS芯片具备高空间分辨率、高透光率等性能优势,解决了光谱成像设备体积、成本等问题 芯片化量产还可有效降低高光谱成像设备的台间差,实现芯片至整机全自动组装。由此,海谱突破性地实现了MEMS特殊工艺的突破,解决了高光谱成像工业化、低成本和量产化的业界难题,研发能力覆盖芯片设计、光学模组、产品相机、算法研发、完整应用解决方案等高光谱全链条技术,可为全球多领域客户提供一站式高光谱成像解决方案。“传统的光谱成像设备是一个大仪器 海谱的相机模组才一片指甲大,而且更便宜,不管从体积还是价格、便利性都跨越民用的门槛,也是中国在这个细分芯片赛道上做到了世界领先的位置。”黄锦标这样比较。▲高光谱成像技术可检测物质成分芯片产品覆盖全光谱波段,万物皆可测目前,公司已推出几款芯片,形成全光谱覆盖,实现万物皆可测。黄锦标介绍,高光谱成像MEMS芯片及模组可以应用于工业检测、医疗健康、安防环保、食品检测、IOT等多场景。例如在工业检测领域,高光谱技术可在非接触的情况下实现食品检测分拣、质量等级筛选等功能,以往几分钟或数小时的检测结果如今可实时在线获取。在医疗健康,高光谱设备可赋予普通显微镜高光谱视觉能力,同时还可实现癌症筛查、手术辅助成像等功能。在安防环保领域,高光谱技术可对水质、环境进行实时监测,实现对水质的定性、定量观测,实现云图可视化效果。在食品检测领域,高光谱成像技术可对肉类、果蔬、粮油等进行材质分析,检测果蔬的糖度、水分、硬度、酸度等指标,智能分析肉类的新鲜程度。值得留意的是,海谱不仅有硬件团队,也有AI算法团队,这也保证了芯片获取数据后可以计算建模,得到一致性较高的结果。为何一个默默无名的初创科技公司,可以填补芯片产业空白,实现全球技术领先?黄锦标介绍,高光谱成像MEMS芯片是一个多学科的技术突破,不单单涉及微电子,还有化学、材料、机械、光学等。但是,公司一直聚焦于高光谱成像技术这一细分领域,而且公司核心研发团队此前20年专注于该细分技术的研发,有着世界领先的技术沉淀。“中国芯片暂时落后于国外,实际上差在积累不够,除了资本、政策和市场加持,需要很多科研人员、工程师长年累月地在实验室和芯片产线上辛勤付出,这样才有领先技术突破。”黄锦标称,作为一名90年代从大学毕业后进入半导体行业的老兵,见证了深圳20来年半导体行业的萌生、发展和蓬勃,希望通过自主科技创新,支持国产技术在半导体“无人区”技术实现更多突破。【深创者说@黄锦标】“我们一直强调,一个技术是否具有先进性、突破性,一定要有用,要为市场和消费者提供所认可的解决方案。海谱将微型高光谱成像MEMS芯片与人工智能算法结合,来为消费者转译物体的成分信息。比如我们人眼或者普通相机拍一块肉,就是一张普通照片,但是安装我们芯片的相机拍出的照片,经过算法读取,会转换出一个普通人可理解的结果,告诉你这块肉是否新鲜。我们坚持不会做终端产品。现在国内尤其深圳已经有很多全球知名的硬件终端产品公司,我们的定位是生产芯片以及解决方案,来服务这些硬件终端产品公司。在我们看来,现在中国卡脖子,是卡在缺少上游核心芯片或器件的技术和制造能力。海谱立志于去做这样的一个角色。
  • 全球最大流动卫星激光测距仪在武汉研制成功
    记者从位于武汉的中国地震局地震研究所获悉,全球最大流动卫星激光测距仪近日研制成功。   该仪器长10米、宽2.5米、高3.9米,其望远镜口径达到1米,居世界同类仪器之首,采用半挂车运载,具有白天观测能力。   项目负责人、中国地震局地震研究所研究员郭唐永介绍,该测距仪的研制为国家重大科学工程“中国大陆构造环境监测网络”支持的项目,它可用于观测3.6万公里远的地球同步卫星,测距精度达毫米级。去年底曾在湖北咸宁进行首次流动观测(如图),并成功观测到地球同步卫星。   其观测原理为:仪器通过对卫星发射激光,并根据激光反射回来的时间,来测算卫星运行的高度和轨迹。
  • 我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星
    深冬寒夜,中国科学院大气物理研究所2号楼816办公室灯火通明。  杨东旭副研究员带领课题组一直在忙——利用我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星(碳卫星)取得的观测数据,他们在分析计算全球碳汇和碳排放时空分布的新结果,讨论我国碳汇变化趋势。“这能够帮助我们了解这颗卫星的优势和不足,以便优化未来卫星的设计”。  二氧化碳排放是地球变暖的元凶之一。谁排放了二氧化碳?排放了多少?这些二氧化碳又去哪里了?  这是科学研究需要回答的问题,是政策制定的科学依据,也是全球气候变化国际谈判中的关键数据——  “碳卫星”能够帮助我们给出答案!  2016年12月22日,它在酒泉成功发射。它带在“身上”的,有我国科研人员自主研发的高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪、多谱段云与气溶胶探测仪等探测设备。这一下子,标志着我国在温室气体监测领域达到了先进水平。  有了观测数据只是第一步,接下来是数据的反演——  太阳辐射在大气中是如何传输的?大气散射、吸收有什么特征?中国科学院大气物理研究所的科研团队研制出了中国碳卫星二氧化碳浓度反演算法,高精度模拟,精确地刻画,这些问题,迎刃而解。  正因为有了这样精度优、效率高的算法,全球大气二氧化碳含量的实时变化情况可以真实、客观地反映出来,碳源汇的定量计算与监测也有了依据。  这颗“碳卫星”真是出手不凡:2017年9月,首幅全球二氧化碳分布图问世,平均精度达到2.11ppm;2020年,中科院大气物理所刘毅团队改进了数据质量和反演算法,将数据精度提升到1.5ppm,并获得陆地生态系统日光诱导叶绿素荧光数据产品;2021年,获取了中国“碳卫星”首个全球碳通量数据集。  “这是一个里程碑式的结果,标志着我国具备了全球碳收支的空间定量监测能力,是国际上继日本、美国之后的第三个具备该技术的国家。”杨东旭自豪地说,这颗“碳卫星”,让我国科技工作者和相关部门能够掌握第一手数据,增加了我国在气候变化全球谈判中的底气。  工作还在继续,正如刘毅所说:“我们希望能与其他国家合作形成碳卫星‘虚拟星座’,联合观测大气二氧化碳,为全球气候变化提供更加丰富的监测数据。同时,我国新一代‘碳卫星’的设计与研发已经提上日程。这将助力我国实现‘双碳’目标,也体现了一个大国的担当。作为科研人员,我们深感使命光荣。”
  • 国家民用空间基础设施陆地观测卫星综合实验场分系统建设取得进展
    作为国家民用空间基础设施陆地观测卫星共性应用支撑平台项目牵头单位,中国科学院空天信息创新研究院于8月9日在京组织项目综合实验场分系统现场评审。综合实验场分系统通过初步验收,后续将逐步面向行业应用部门和区域用户单位开展卫星共性产品综合实验业务服务。国家民用空间基础设施综合实验场分系统是真实性检验场网系统的重要组成部分,面向空基卫星数据产品高质量应用需求,在全国范围内建成东北、华北、华中、华南、西北、西南六个综合实验场,拥有辐射、几何、水体、陆表、大气、植被六类先进的遥感实验设备,具备天空地一体化的综合实验观测能力。   综合实验场具有区域多样性、多要素、多领域、综合性、开放性等数据采集优势,可提供覆盖范围广、地物类型丰富、观测手段多样的星空地同步大型综合实验地面数据集,是真实性检验站点时序观测的有力补充,为开展空基卫星在轨测试评价、遥感产品反演、算法优化和应用验证提供强有力的技术保障。   目前,项目已全面完成全国重点区域的六大综合实验场建设工作,可开展多周期的地表反射率、水体反射率、几何定位控制点、水质参数、土壤含水量、植被含水量、植被覆盖度、叶面积指数、气溶胶光学厚度、大气含水量、地表覆盖、地面粗糙度等参数测量。   “十二五”期间,项目共完成12次多行业联合实验,采集样方超过5000个,数据条目超过12万条,形成了16种共性产品检验数据集,先后为8颗卫星提供在轨测试和产品检验服务。数据集涵盖空基和高分系列卫星以及航空激光雷达和多光谱数据,累计星地同步航空与卫星影像300余景,为全国重点区域的地表多参数遥感监测,提供多尺度、全谱段和高分辨率数据支撑。   此外,综合实验场正逐步完成智能观测高端仪器装备建设和研制工作,拥有地面、机载、车载等共计44台(套)设备,具有智能化、高精度的走航式及面阵数据采集优势。   经过综合实验场的五年稳定试运行,空天院与用户单位、合作单位、设备研制单位等协同工作,取得了一系列初步成果。2018年至今,先后为2米/8米光学卫星(3颗)、高分七号、5米光学卫星(多光谱和高光谱相机)、高分多模卫星、资源04A卫星、资源1-F卫星、高分三号B/C卫星、高分五号 01A卫星的在轨测试和共性产品的验证提供了数据支撑和验证报告。从2021年开始,分别在东北综合实验场——“黑土粮仓”科技会战三江示范区基地以及华中综合实验场——五湖典型水体实验基地,持续开展激光雷达、多光谱飞行实验,同步开展地面观测实验,并协调多颗卫星同步观测,发挥国产卫星遥感数据和产品在区域业务应用中的作用,为黑土地可持续利用与长三角水资源保护提供必要的数据支撑。   本次验收团队包括项目建设单位、用户单位、监理单位、设备研制单位、软件研发单位的负责人、专家和技术骨干。专家组认为项目按照规划建成了六大综合实验场,实验设备指标先进,采集数据类型丰富,有效支撑了空基项目共性产品检验和共性技术算法模型优化,一致同意综合实验场分系统通过验收。   专家组提出继续进一步完善六大综合实验场的建设,同时加强与行业应用部门的联系,做到卫星遥感应用中的共性、基础性服务需求对接,提升真实性检验大型综合实验能力建设和技术水平,为行业用户提供空间信息产品质量检验与品质保障服务,提高遥感卫星的精细化、定量化应用水平。综合实验场建设初步成果
  • 中国碳卫星获得首幅全球叶绿素荧光反演图
    p   2月28日,记者从中国科学院遥感与数字地球研究所获悉,该所研究员刘良云科研团队利用中国首颗二氧化碳观测科学实验卫星数据,开展了全球植被叶绿素荧光卫星反演研究,于近日成功获得首幅全球叶绿素荧光反演图。 /p p   叶绿素荧光遥感是碳卫星的一个重要应用。该卫星的主要载荷——高光谱二氧化碳探测仪设有3个通道,其中一个通道不仅能对全球大气中二氧化碳浓度进行动态监测,还能高精度反演植被叶绿素荧光。 /p p   科研人员介绍,卫星尺度的叶绿素荧光能够精确估算全球植被光合生产力,结合同步反演的大气二氧化碳浓度数据,二者协同将能够极大提升全球碳源汇观测能力。国际上部分科学家甚至认为,相比于温室气体探测本身,温室气体探测卫星对荧光的探测是最具创新性和革命性的观测任务。 /p p   该团队成功获得的首幅全球叶绿素荧光反演结果能够清晰显示2017年7月份北美玉米带、欧洲平原、东亚农业种植区与东南亚以及12月份亚马逊雨林等区域的植被旺盛生产力,且南北半球夏季与冬季植被生产力与碳汇能力的动态变化也非常准确。 /p p   科研人员将中国碳卫星的叶绿素荧光产品与同期的美国航天局轨道碳观测2号卫星产品相对比后认为,中国碳卫星的探测水平达到了国际最高水平,可以用来监测全球植被生长状况和植被生产力。 /p p   我国于2016年12月22日发射首颗二氧化碳观测科学实验卫星,使得我国成为全球第3个可提供碳卫星数据的国家。该卫星是“十二五”期间,由科技部立项、中科院负责工程总体、多家单位共同承担的科学实验卫星计划,旨在应对全球气候变化、监测全球二氧化碳浓度分布情况。刘良云科研团队长期从事植被叶绿素荧光遥感研究,是我国叶绿素荧光遥感研究的开拓者。 /p p br/ /p
  • 首幅大气氨气柱全球分布图发布 风云卫星具备定量探测全球氨气浓度能力
    日前,我国科研人员通过分析风云气象极轨卫星上搭载的红外高光谱大气探测仪观测光谱的特点,探索建立了一套适用于风云卫星氨气柱浓度的全物理反演算法,并成功获得风云卫星首幅大气氨气柱全球分布图。这意味着风云卫星已具备定量探测全球氨气浓度的能力。氨气是大气中重要的碱性气体,与酸性气体快速反应后生成的硫酸铵和硝酸铵等二次气溶胶,是雾和霾期间大气细颗粒物PM2.5的主要污染成分。铵盐气溶胶还会通过散射影响太阳辐射,破坏地球辐射收支平衡,引起地球气候变化。因此,对氨气进行全球监测非常有必要。然而,传统的氨气浓度获取主要依赖于地面原位观测,很难满足实际需求,尤其是极地、沙漠、海洋、森林等的数据获取困难。我国风云三号系列气象极轨卫星从第四颗星开始(风云三号D星、E星、F星),搭载了红外高光谱大气探测仪,为实现氨气全球探测提供了可能。中国科学院大气物理研究所副研究员周敏强和中国气象局研究员张兴赢合作攻关,建立了适用于风云卫星氨气柱浓度的全物理反演算法。该算法在反演氨气时,可进行臭氧、二氧化碳、水汽、地表温度等干扰参数的同步反演。研究发现,风云卫星上的红外高光谱大气探测仪可以很好地捕捉全球氨气高值区,获得大气氨气柱分布图。周敏强指出,这次研究建立的反演算法虽已论证风云卫星的全球氨气定量遥感观测能力,但目前在海洋和高纬度地区反演精度较低。未来,研究团队将进一步改进反演算法,引入神经网络算法,提升反演精度,提高海洋和高纬度地区有效观测数据的质量。
  • 解放军调动卫星监控灾区
    据中新社4月20日报道,从中国国家国防科技工业局获悉,四川雅安7.0级地震发生后,该局立即启动应急预案,紧急启动卫星监测应急支持工作,主要内容包括:一是根据卫星轨道和机动能力,紧急启动中国实践九号A星、资源三号、资源一号02C星、环境一号A/B星等5颗卫星雅安地区遥感数据成像任务 二是紧急生产并向地震局、减灾委和测绘地理信息局等有关部门提供震前中国卫星拍摄的灾区图片,全力支持抗震救灾。同时,总参谋部20日下午为抗震救灾部队紧急配发260部“北斗”卫星导航定位装备,为抗震救灾提供应急导航定位保障。   而五年前的汶川大地震发生之后,中国国防科技工业局曾宣布共有9种型号15颗卫星为抗震救灾提供支援。参与抗震救灾的卫星包括“风云”系列气象卫星、“资源”系列对地观测卫星、“北斗”导航卫星,“遥感”系列卫星、“北京一号”小卫星等。   比较这两次地震所动用的卫星,似乎是后者动用的卫星数量要超过前者,难道中国有关部门对于雅安地震的重视程度不够吗?非也!细心的读者能看出,后者是参与为抗震救灾提供数据的卫星总数,也就是说,它们的工作只是“捎带着”为抗震提供附带数据。而前者就大大不同了,是专门为这次抗震救灾“调动”的五颗卫星,它们将暂停其他任务,由日常运行轨道机动到抗震需要的轨道上去,执行为抗震救灾的专门侦察任务。当然,因此而凋整轨道参数的是这五颗卫星,而将有更多数量其他种类卫星虽没有调整轨道,但它们也在为抗震救灾提供支援,如各类军民用通讯卫星、北斗导航卫星、天链一号数据中继卫星、风云系列气象卫星等,它们为灾区服务的数量可不会是个位数。尤为值得一提的是,报道中提到的环境一号A/B星,就是中国首个以灾害和环境监测为主要用途的卫星监测体系,预计本次这两颗卫星将会大显身手。   但是,除了为抗震救灾提供服务之外,这次中国专门“调动”五颗卫星显示了中国的太空战场实时监控能力得到了很大提高。据报道,在海湾战争中,多国部队先后动用了12类50多颗各种军用和商用卫星构成战略侦查网,对伊军的动态了如指掌,令其数量占优势的陆军作战车辆只有招架之功而无还手之力。其中,美军调动运行到战区上空的18颗侦察卫星,为多国部队提供了70%以上的战略和战术情报。   等到了伊拉克战争的时候,美军先后动用180多颗卫星,与预警机、侦察机、无人侦察机以及地面侦察装备联网,构成全天候、全时空的立体侦察监视体系。其中,美军调动了近40余颗侦察监视卫星,通过照相、监听、遥感测量等侦察手段获得了90%的战场情报。当时,美军战区司令可以通过卫星与每个分队和士兵取得联系、实施指挥。美军的指挥中枢直接与基层作战单元相通,中央司令部的指挥官可以近似第一时间观察到战场态势,甚至能看到每辆坦克或每门火炮的位置,就像现场实时指挥一样。   据称,美军完成从发现目标到定位、瞄准、攻击、评估战果这五大步骤,海湾战争时需要100分钟,科索沃战争时为40分钟,阿富汗战争时为20分钟,到伊拉克战争时只需10分钟。如今,美军C4ISR系统与武器系统结合更加紧密,美军的战场态势感知能力大为增强,信息传输能力和指挥控制能力显著提高。据五角大楼的通报显示,现在美军“国防信息系统”网的通信带宽比海湾战争时扩大了10倍,空中作战指挥中心数据交换能力提高了100倍。如果再发生一场美军参与的战争,可以相信完成上述五大步骤的过程不会超过5分钟。   以上事实说明,在现代战争中,空天力量特别是各种功能的卫星已成为火力打击的“倍增器”,是对敌实施物质摧毁的重要力量。谁能在战时调动的卫星数量多一些,谁对制天权的控制就强一些,那么战场对谁的透明度就更亮一些,自然谁获胜的机会就更大一些。   目前来看,在太空领域,中国正在增加其太空监视、侦察、导航、气象观测及通信卫星的数量。据称现在中国已经在太空拥有80余颗卫星在轨,虽然这一数目相对来说已经不少,但是,比起美国超过500颗的实力,还是相距甚远。但对于中国来说,现在和五年前相比,已经有了很多进步,起码具备可以根据自己的意愿随意调动卫星部署到自己需要的空域的能力。据中国航天计划发射显示,2013年中国将发射20颗卫星,其中包括探月卫星和“神舟十号”的发射任务。如此一来,中国的在轨卫星数量将首次超过100颗,这对于中国的战场太空实时监控能力的提升将会是十分显著的。
  • 广域实时精密定位系统捕获芦山地震信号
    北京时间4月20日8点02分,四川省雅安市芦山县(北纬30.3度,东经103.0度)发生7.0级地震,震源深度13千米。   国家卫星定位系统工程技术研究中心——武汉大学卫星导航定位技术研究中心利用“广域实时精密定位系统”成功捕获芦山地震信号。图中显示的是四川天全GNSS观测站(SCTQ)在地震期间的水平运动曲线和水平运动速度曲线。该测站为“中国大陆构造环境监测网络”观测站,位于震中的西部,距震中约33公里,观测站建设在基岩上,地震造成的最大振幅为2-3cm。   “广域实时精密定位系统”是“十一五”国家863计划支持完成的重点科研成果,该系统以广域差分和精密单点定位技术为基础,集成先进GNSS实时数据处理、互联网和卫星通信等技术,可实现全国范围厘米级到分米级的实时精密定位服务。该项研究成果可广泛应用于精密农业、交通运输、空中交通管理、国土资源调查、物联网、精确位置服务等重要领域,使其向信息化、服务型结构转变,实现跨越式发展。
  • 全球首套5米分辨率宽波段多光谱卫星数据集发布
    5月29日至31日,第六届亚洲大洋洲区域综合地球观测计划(AOGEO)国际研讨会在澳门大学召开。在GEO秘书处、AOGEO协调委员会联合主席、GEO中国专家委员会专家、以及现场参会代表等共同见证下,全球首套5米分辨率宽波段多光谱卫星数据集(JLS-5M)正式对外开放共享。全球用户可通过国家对地观测科学数据中心获取相关数据产品。   该数据集由长光卫星技术股份有限公司和中国科学院空天信息创新研究院联合研制,包含20个光谱谱段,其中主要地物特征谱段图像的空间分辨率达到5米。数据集的研制利用了吉林一号光谱01/02卫星在2020-2022年期间采集的覆盖“一带一路”沿线65个国家的L1级标准数据,采用剔除邻近像元效应的大气校正算法、场地定标与交叉定标等在轨绝对辐射定标技术以及指数产品验证进行数据集精度评价,最终构建了两期覆盖率达到90%以上、支持定量遥感应用的地表反射率产品数据集,数据量超过80TB。   作为国家重点研发计划国际合作专项的重要成果,该数据集有助于提高土地利用、资源管理、环境监测等领域的精细程度,进一步提升了国产优质卫星数据资源的国际影响力。 长光卫星技术股份有限公司成立于2014年12月1日,是我国第一家商业遥感卫星公司。公司由吉林省政府、中科院长春光机所、社会资本以及技术骨干出资成立,总注册资金19.7亿元。公司专注于商业航天领域,是我国第一家集卫星研发制造、运营管理和遥感信息服务于一体的全产业链商业遥感卫星公司。 中国科学院空天信息创新研究院是光电工程、航天航空和应用科技等三个主要领域兼具总体管理与技术总体职能的研究单位。中国科学院空天信息创新研究院始建于1956年的电子学研究所。
  • 我国首颗全球二氧化碳监测卫星在轨测试阶段任务取得圆满成功
    p   2016年12月22日,中国科学院微小卫星创新研究院抓总研制的我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星(简称“碳卫星”)在酒泉卫星发射中心成功发射。2017年8月31日,中国气象局在京组织召开了碳卫星在轨测试总结评审会。评审结论表明,碳卫星已完成在轨测试全部工作,卫星各项功能、性能指标符合研制任务书的要求,取得圆满成功。 br/ /p p   碳卫星在轨测试工作由中国气象局国家卫星气象中心牵头组织,先后完成了对日定标、对月定标测试,敦煌辐射校正场、北京地面观测站、芬兰地面观测站同步观测试验,以及与美国二氧化碳监测卫星OCO-2交叉比对试验等在轨测试项目。 br/   作为我国自主研制的首颗全球大气二氧化碳观测实验卫星,碳卫星在国内首次实现了星地一体化多模式卫星观测平台、星载高光谱二氧化碳探测技术与多谱段云与气溶胶偏振探测技术。全球二氧化碳探测仪研制难度高、技术复杂,具有高光谱定标精度高、辐射测量精度高的特点,填补了我国天基高光谱温室气体测量的空白,其综合技术性能达到国际先进,部分指标达到国际领先水平。 br/   碳卫星是国家科技部“863”对地观测与导航领域重大项目,中科院负责工程组织实施和卫星系统研制工作,国家空间科学中心承担工程大总体任务,微小卫星创新研究院承担卫星平台研制任务、长春光学精密机械与物理研究所承担卫星有效载荷研制任务。 br/   后续,碳卫星将转入业务化运行和科学应用阶段。根据科技部关于碳卫星的数据政策,全部观测数据将向全球公开发布,为国际碳研究提供新动力。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/fb25262a-c324-474d-96c2-88e4254c58fd.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 502px height: 288px " width=" 502" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 288" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 碳卫星在轨示意图和部分CO sub 2 /sub 定标曲线 /strong /p
  • 中科院大气所获取中国碳卫星首幅全球二氧化碳分布图
    p   近日,中国科学院大气物理研究所通过地球观测组织(GEO)年度大会,展示了中国碳卫星观测的首幅全球二氧化碳分布图,预示着中国碳卫星将为气候变化的研究提供数据支撑。该成果受到与会的美国航天局(NASA)、日本航天局(JAXA)和欧洲空间局(ESA)等国外研究机构代表的高度关注。 /p p   中国碳卫星是“十二五”期间,由科技部立项,中科院负责工程总体,中科院国家空间科学中心、中科院微小卫星创新研究院、中科院长春光学精密机械与物理研究所、中科院大气物理研究所和中国气象局国家卫星气象中心等多家单位共同承担的科学实验卫星计划,目标是实现全球大气二氧化碳柱平均干空气混合比(XCO2,下文简称“浓度”)的高精度监测,为碳排放科学研究提供卫星资料。2016年12月22日,中国碳卫星在酒泉卫星发射基地成功发射升空并在轨运行,成为继日本GOSAT和美国OCO-2后,国际上第三颗具有高精度温室气体探测能力的卫星。 /p p   大气所承担中国碳卫星二氧化碳浓度反演算法研发、碳源汇同化系统研发和卫星数据的科学应用等工作。其中卫星遥感大气二氧化碳的主要挑战是精度要求高,干扰因素多,反演难度大。在国家高技术研究发展计划(863)“中国碳卫星”和中科院战略性科技先导专项“碳专项”等的资助下,大气所团队核心成员、博士杨东旭研发了卫星遥感反演算法(Institute of Atmospheric Physics Carbon dioxide retrieval Algorithm for Satellite observation-IAPCAS)。该算法是基于非线性最优估计方法的“全物理”反演算法,需要高精度模拟太阳辐射在大气中的传输过程。算法充分优化气溶胶光学性质随波长的变化以及卷云的连续吸收等特征,显著降低系统误差,提高反演精度 另一方面,发展了快速矢量辐射传输计算方法,在保证精度的同时,大幅提高计算效率 前期研究表明,算法精度已达国际先进水平。利用该反演算法解析中国碳卫星观测数据,获得了首幅全球二氧化碳分布图。在4月分布图中,可以看出春季由于人为排放形成的北半球二氧化碳浓度高、南半球浓度低的特征 其次对比4月和7月分布图,清晰地显示出由春入夏北半球二氧化碳浓度降低的趋势,表明了生态系统随季节变化的“固碳”作用 分布图也反映出人类活动频繁地区二氧化碳浓度高的现象。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/a9c6c751-158b-490a-875e-1d7cfab310f0.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 002.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/2b18f41a-871e-4826-a1c7-cbeeeb284134.jpg" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp 大气所反演算法获取的首幅中国碳卫星大气二氧化碳全球分布图,(上图)2017年4月,(下图)2017年7月。色标表示大气二氧化碳柱平均干空气混合比(XCO2)。 /p
  • 全天候保护首都水源 水质监测船开进密云水库
    一艘长17米由电瓶驱动的“水质监测船”本月将开进密云水库,24小时监测水库水质和周边环境。密云县环保局从珠海订制了一艘专业水质监测船,这也是本市第一艘在密云水库水面全天候巡逻的专业水质和环境监察监测船只,下水后将实时监测密云水库水环境,保证首都人民饮用水安全。   “在水面上巡逻,船只本身的动力就要无污染、环保。”据该县环保局负责人杨春雨说,这艘船完全依靠电瓶驱动,考虑到水库水面广阔等因素,船只采用双动力驱动,当其中一个电瓶电量耗尽时,切换到另一个电瓶继续对水面进行监测。双电瓶驱动船只可深入到水库水面的每一个角落,实现对水库水质监测全覆盖。   这艘监测船的前舱可容纳10名水质监测队员,后舱装载了一套水质监测设备,构成了一个小型的移动监察监测站,其中,24小时全自动水质参数检测仪可完成水源取样、分析等常规的检测数据,其他仪器可完成地理信息管理、数据实时传输、水质采样和气象信息等监测内容。其中装备的卫星定位仪器不但可以锁定船只的具体位置,还可对不同水面的水质进行定点定位测量,进行综合分析水体质量。   以往监测密云水库水质和环境,该县环保部门都是在水库周边的陆地进行巡逻。“水库周边地形复杂,到达某些水面所在的地方没有道路,监测人员根本进不去,给水质和环境监测留下了‘死角’。”据了解,环保部门也曾在水库水政执法队巡逻船只的帮助下,进行过一些水质监测活动,但环保部门并没有专属的水面监察监测船,不能完成对水库的实时全面监察监测。   水质监测船巡逻中,如发现水库周边有垂钓、污染环境等违法行为,监测船上的工作人员会第一时间告知执法部门和水域所属乡镇立即采取措施予以制止。随着天气转暖,密云水库结冰逐渐融化后,该监测船将下水运行,守护密云水库水质,保首都一盆净水。
  • 卫星直击美国全球生化实验室,扩建原因引国际质疑
    p style=" text-indent: 2em " 10月21日,外交部发言人赵立坚在例行记者会上发出“七连问”。美方在其他国家开展生物军事化活动,早已引发国际社会关注。 /p p style=" text-indent: 2em " 据报道,美国在包括中东、非洲、东南亚以及前苏联的25个国家和地区设有许多生物实验室,仅在乌克兰就设立了16个生物实验室,其中有些实验室所在地曾经爆发过大规模传染病。自2003年以来,美国国内外生物实验室发生了数百起人类意外接触致命微生物事故,这些接触可能导致直接接触者被致命病毒感染,病毒经由这些个体传播到社区,就会形成流行病疫情。 /p p style=" text-indent: 2em " “美国为什么满世界建设如此之多的生物实验室?为什么要以军方为主导建设实验室?他们的目的是什么?美国从相关国家攫取了多少敏感生物资源和信息?实验室是否符合安全标准?是否存在泄漏隐患?为什么十几年来美国独家反对《禁止生物武器公约》核查议定书?这些问题只有美国政府能够回答,真相也只有美国政府才能提供。”赵立坚说。 /p p style=" text-indent: 2em " 从数十万米外的太空,利用卫星影像,可以看到美国在全球部署生化设施的情况。在美国谷歌公司“谷歌地球”提供的卫星影像中,这些生化实验室都直接标示。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 566px height: 322px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/fa71f322-2e7d-422e-ab69-0e5974dccc0f.jpg" title=" 9213b07eca806538884c9535f691de43ac3482c1.jpeg" alt=" 9213b07eca806538884c9535f691de43ac3482c1.jpeg" width=" 566" height=" 322" / /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 571px height: 325px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/9c74efb9-e815-4d28-a00c-f320182614fd.jpg" title=" 14ce36d3d539b600d476ab07b41c4a2dc75cb79e.jpeg" alt=" 14ce36d3d539b600d476ab07b41c4a2dc75cb79e.jpeg" width=" 571" height=" 325" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 德特里克堡(Fort Detrick)陆军实验室位于美国东部的马里兰州,1943年设立时即开展生化武器研究。在美国大众文化中,它是“生化魔窟”的代名词:从上世纪90年代的电影《恐怖地带》到2019的连续剧《血疫》,以及一些电子游戏产品,都以这处实验室为背景或原型。 /p p style=" text-indent: 2em " 根据《纽约时报》等媒体报道,自上世纪50年代起,德特里克堡实验室就有平民雇员因炭疽病死亡,美军方也承认,曾伪造其死亡证明为“支气管炎”。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 574px height: 1029px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/5bc385bb-d35b-466f-a5d2-715429853b66.jpg" title=" b17eca8065380cd77708358cc308d23359828115 (1).jpeg" alt=" b17eca8065380cd77708358cc308d23359828115 (1).jpeg" width=" 574" height=" 1029" / /p p style=" text-indent: 2em " 1988年至2007年,德特里克堡实验室在基地中心区进行了扩建(红圈A),并在东侧环场道路外新建了一个区域(红圈B)。 /p p style=" text-indent: 2em " 《自然》杂志2006年8月指出,美国计划对德特里克堡设施进行大修,并建造一个新的“生物防御研究综合体”,包括以P4最高生物安全级别运行的实验室。 /p p style=" text-indent: 2em " 尽管遭遇反对,但德特里克堡扩建计划仍在2008年顺利完成。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 586px height: 333px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/75cbd587-b49c-4102-aec8-69e6518e1966.jpg" title=" eac4b74543a982262658274ed4cec6064b90eb96.jpeg" alt=" eac4b74543a982262658274ed4cec6064b90eb96.jpeg" width=" 586" height=" 333" / /p p style=" text-indent: 2em " 值得关注的是场地中间的建筑(红圈C),它与周边区域有较大空间隔离,由一条道路单独连接。 /p p style=" text-indent: 2em " 《巴尔的摩太阳报》曾报道说,这里被称为“B区”,用作废弃设备和材料存放场。美国环境保护署则回应,实验室附近土壤中发现了以致癌物为主的有毒物质,且地下水也被污染。 /p p style=" text-indent: 2em " 根据多家美国媒体报道,这个基地长期对炭疽、裂谷热等进行武器化研究,研究对象也包括SARS、埃博拉等全球最受关注的传染病。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 580px height: 1038px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/b8b806b4-446f-4e27-b600-1b34b81a72f3.jpg" title=" b21bb051f819861879da02352ca151748ad4e6b2 (1).jpeg" alt=" b21bb051f819861879da02352ca151748ad4e6b2 (1).jpeg" width=" 580" height=" 1038" / /p p style=" text-indent: 2em " 2008年开始,环场道路东北开始扩建(红圈D)。在2015年又铺设了大量太阳能板。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 585px height: 332px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/fb12de45-9c33-4f9d-8c15-07e5bc9eba3e.jpg" title=" e7cd7b899e510fb310fcabf9867fb792d0430c4e.jpeg" width=" 585" height=" 332" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 589px height: 332px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/8db082a4-355b-4301-8d7f-93add1550589.jpg" title=" cb8065380cd791237d1c007dcd782685b3b7808b.jpeg" width=" 589" height=" 332" / /p p style=" text-indent: 2em " 红圈B区域主要为大空间单体建筑,可能用于存储物资。从2007年到2018年,这个区域持续扩建、改建。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 597px height: 338px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/d30f0dd2-70c5-47ce-b3b3-86cd40fb40cf.jpg" title=" 4b90f603738da97741e10035ed1d871e8718e3b2.jpeg" alt=" 4b90f603738da97741e10035ed1d871e8718e3b2.jpeg" width=" 597" height=" 338" / /p p style=" text-indent: 2em " 德特里克堡处于高密度生活区中,紧邻居民区。根据图上测量,实验室距离东南侧的学校直线距离约2.6公里。 /p p style=" text-indent: 2em " 2019年,因一系列事故,德特里克堡实验室一度被关闭。据《华尔街日报》报道,实验室已于2020年3月27日全面恢复运行。 /p p style=" text-indent: 2em " 据美国科学家联合会2020年2月数据,美国国内有13家正在运行、扩建或规划中的生物安全四级(P4)实验室,以及多达1495个生物安全三级(P3)实验室。 /p p style=" text-indent: 2em " 根据俄罗斯官方的说法,美国目前在全世界建立的生物实验室已超过200个。尽管美国声称在海外设立生物实验室,目的是进行生物监测、为发展中国家提供援助、研发防御生物袭击的手段和方法,但其真正意图和高度的不透明性已引起多方质疑和警惕。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 596px height: 336px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/a5fb199b-1ca6-4728-aa64-baf0dea25ad7.jpg" title=" 500fd9f9d72a6059b1d20c7c4d784b9c023bba6e.jpeg" alt=" 500fd9f9d72a6059b1d20c7c4d784b9c023bba6e.jpeg" width=" 596" height=" 336" / /p p style=" text-indent: 2em " 位于哈萨克斯坦阿拉木图的中央参考实验室(Central Reference Laboratory),由美国投资1.02亿美元建立,2010年启动建设,2015年9月开始运行。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 599px height: 1443px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/d32e3da3-e031-42b2-b029-b1f60da9f469.jpg" title=" caef76094b36acafefc2713b1895f21700e99caf.jpeg" alt=" caef76094b36acafefc2713b1895f21700e99caf.jpeg" width=" 599" height=" 1443" / /p p style=" text-indent: 2em " 阿拉木图中央参考实验室建设过程。多家外国权威媒体认为,鼠疫是这家实验室的重点研究对象,其他对象也包括炭疽和霍乱等高风险疾病。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 601px height: 338px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/bb01a708-4ff0-405f-a882-e03dd2c65476.jpg" title=" 2934349b033b5bb5da904b77509faa3eb700bc43.png" alt=" 2934349b033b5bb5da904b77509faa3eb700bc43.png" width=" 601" height=" 338" / /p p style=" text-indent: 2em " 2013年,中央参考实验室建设情况。美国也在哈萨克斯坦的其他地区建立了生化研究机构。来源:VISE网站 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 596px height: 338px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/858678a3-b1d1-4329-8d5a-83d64a4d2de2.jpg" title=" 8ad4b31c8701a18bacfe2bd7c063780f2938fee0.jpeg" alt=" 8ad4b31c8701a18bacfe2bd7c063780f2938fee0.jpeg" width=" 596" height=" 338" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 中央参考实验室同样位于繁华市区,周边分布学校、居民区、公交公司、立交桥、铁路等,距离学校直线距离约540米。 /p p style=" text-indent: 2em " 俄方表示,在原苏联加盟共和国和其他俄罗斯周边地区,至少有27个美国建立的生化实验室。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 602px height: 340px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/cde03b8e-205f-4a27-91c0-d8ea43879198.jpg" title=" 91ef76c6a7efce1b0272e9e5f41d8cd9b48f6513.jpeg" alt=" 91ef76c6a7efce1b0272e9e5f41d8cd9b48f6513.jpeg" width=" 602" height=" 340" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 位于格鲁吉亚首都第比利斯近郊的卢加尔生物实验室(Richard Lugar)于2004年开始建设,2011年开始运行,2016年进行了改建。俄罗斯明确表示,这个机构由美国国防部建造,“美国驻格鲁吉亚陆军部队医学研究局”就设于该机构。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 594px height: 1073px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/3b1fb54f-c3b3-4c44-a506-5798a35104da.jpg" title=" 4afbfbedab64034f400d2e3eca8f06360b551d9d (1).jpeg" alt=" 4afbfbedab64034f400d2e3eca8f06360b551d9d (1).jpeg" width=" 594" height=" 1073" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 卢加尔生物实验室改建过程。美国民间组织通过查询美国政府的商业合同数据中心了解到,这里开展了与炭疽、妥拉血病及出血热相关的研究。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 589px height: 347px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/26aae053-0734-4549-b861-f07254ae69e3.jpg" title=" f603918fa0ec08faba024f5804a2426a54fbdaa7.png" alt=" f603918fa0ec08faba024f5804a2426a54fbdaa7.png" width=" 589" height=" 347" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-indent: 2em " 卢加尔生物实验室部分实景。图片来源:格鲁吉亚驻美国大使馆官网 /span /p p style=" text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-indent: 2em " 这个实验室与最近的居民区仅隔一条马路,2013年、2014年,该地区的出血热患者从2012年的1例上升到13例和25例,并在2014年导致4人死亡。但检测的动物样本没有发现阳性,即病毒的扩散由人人传播导致。这种传染病也在与格鲁吉亚接壤的俄罗斯地区反复出现。 /p p style=" text-indent: 2em " 乌克兰卫生部曾表示,在2005至2014年间,美国先后在乌克兰利沃夫州、外喀尔巴阡地区和克里米亚地区等地建设并完善了8所实验室,这些实验室存有非常危险的微生物感染样本。 /p p style=" text-indent: 2em " 乌克兰东部的哈尔科夫,2016年初爆发了导致300多人死亡的流感,2017年又爆发了甲型肝炎。 /p p style=" text-indent: 2em " 而在南部的梅克莱夫,2011年爆发了有100多人感染的霍乱,2018年爆发了甲型肝炎。 /p p style=" text-indent: 2em " 除了以上述地区为代表的流感、甲型肝炎、霍乱疫情,2016年、2017年乌克兰还出现过肉毒杆菌感染疫情。 /p p style=" text-indent: 2em " 在东亚,美国陆军化学生物中心官网显示,2016年完成了韩国群山基地、平泽基地实验室的改造,并为乌山基地的实验室增添了大量新设备。这使它们的能力提高了50%。 /p p style=" text-indent: 2em " 据韩媒报道,分别位于韩国龙山、釜山、群山和平泽美军基地的4个实验室也属于“危险源”,仅2009年至2014年间就进行了多达15次炭疽武器试验,并且一直向驻韩美军提供活性炭疽杆菌标本。 /p p style=" text-indent: 2em " 2019年,韩国海关人员在釜山港8号码头等地发现了美军将多种武器级病毒细菌样本送入韩国。有报道称,驻韩美军瞒着当地居民,进行了肉毒杆菌、葡萄球菌毒素和蓖麻毒素等剧毒物质的实验。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 555px height: 315px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/c968eb8d-74bf-4ddd-b3fe-863802e3e9d5.jpg" title=" e61190ef76c6a7ef08a978959fb6d056f2de664e.png" alt=" e61190ef76c6a7ef08a978959fb6d056f2de664e.png" width=" 555" height=" 315" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 釜山港8号码头(Busan Port’s Pier 8),驻韩美军军事储存中心。朝鲜媒体称,2019年美国将增加15.6%的预算用作针对朝鲜生化战争的“朱庇特计划”,其中的34.5%将用于设有综合生化武器实验室和相关装备的釜山港8号码头。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 579px height: 391px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/ae58d124-5cb7-4b3e-977e-98462008bbc8.jpg" title=" 63d9f2d3572c11df0afd10780f6b1dd7f703c215.png" alt=" 63d9f2d3572c11df0afd10780f6b1dd7f703c215.png" width=" 579" height=" 391" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-indent: 2em " 驻韩美军生化实验室工作情况。来源:美国陆军化学生物中心官网。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 2019年末,《禁止生物武器公约》缔约国大会在日内瓦举行。公约共有183个缔约国,包括中国在内的绝大多数缔约国都主张谈判一项旨在全面加强公约,包含核查机制的议定书。 /p p style=" text-indent: 2em " 然而,近20年来,美国一直独家阻挡重启核查议定书的谈判,美方给出的理由是生物领域不可核查,国际核查“可能威胁美国国家利益和商业机密”,有利于“工业间谍活动”。 /p p style=" text-indent: 2em " 针对美国在全世界不断设立、扩建生化实验室,并引发国际社会质疑的问题,赵立坚表示,美方应该本着公开、透明、负责任的态度,正视国际社会关切,切实履行《禁止生物武器公约》义务,对美国境外生物军事化活动做出全面澄清,并停止独家阻挡核查议定书谈判。 /p p br/ /p
  • 卫星助力碳中和
    2021年9月14日,“吉林一号”卫星拍摄的内蒙古自治区景色卫星遥感正成为国际认可的新一代全球碳盘点方法——碳从哪里排放?减了多少碳?还有多少排放需要中和?相比传统方法,卫星遥感具有客观、连续、稳定、大范围和可重复观测等优点。迄今,日本、美国和中国已相继发射了具备大气二氧化碳浓度观测能力的卫星。2016年12月22日,我国首颗碳卫星、全球二氧化碳监测科学实验卫星在酒泉卫星发射基地发射升空并在轨运行,成为国际上第三颗温室气体监测卫星。随后,2018年5月9日,我国再次成功发射高分五号卫星,搭载的温室气体监测仪GMI的主要功能是定量监测二氧化碳和甲烷的全球浓度分布变化。今年4月,我国使用长征四号丙运载火箭成功发射大气环境监测卫星,以激光监测二氧化碳浓度变化;8月又成功发射“句芒号”卫星… … 仰望星空,这一颗颗卫星,成为助力碳中和的科技力量。“句芒号”上天2022年8月4日11时8分,我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙遥四十运载火箭,成功将陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”送入预定轨道。句芒,是我国古代民间神话中的木神、春神、东方之神,主管树木的发芽生长,象征对自然环境的敬畏与责任。卫星发射前,国家航天局新闻宣传中心与国家林业和草原局宣传中心、中国空间技术研究院等单位联合组织发起了陆地生态系统碳监测卫星征名活动。“句芒”“青绿”“寻木”“烛龙”“神农”… … 每一个网友投稿的名称和其背后的释义都饱含大家对绿色生态环境的渴望和对中华传统文化的喜爱。最终,“句芒”从近5000个投稿中脱颖而出。“句芒号”是世界首颗森林碳汇主被动联合观测的遥感卫星,能够实现对森林植被生物量、气溶胶分布、叶绿素荧光等的高精度定量遥感测量,进而计算出森林碳汇,即“森林植被吸收并存储的二氧化碳量”。过去,林业局要摸底森林碳汇,只能用传统的监测手段:森林调查员深入山林,依次测量每棵树的高度和树木胸径,再算出碳汇。这种测量数据更新不会很及时,通常一个季度更新一次。国家航天局公布的信息显示,“句芒号”卫星在轨运行后,可提高碳汇计量的效率和精度,转变传统的人工碳汇计量手段。“句芒号”卫星运行于高度为506公里、倾角97.4度的太阳同步轨道,通过综合遥感手段实现植被生物量、大气气溶胶、植被叶绿素荧光等要素的探测和测量,将广泛应用于陆地生态系统碳监测、国家重大生态工程监测评价、大气环境监测和气候变化中气溶胶作用研究等工作。2020年9月,我国在第75届联合国大会上正式提出,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。“句芒号”成功上天后,国家航天局表示,该卫星将为我国实现碳达峰、碳中和提供遥感力量,提高我国应对全球气候变化的话语权和主导权。准、全、细、精作为“句芒号”卫星的研制团队,航天科技集团五院表示,研制团队创新性地将天基测绘“激光雷达+光学相机”为代表的主被动联合观测手段应用到森林监测中。植被高度、植被面积、叶绿素荧光和大气PM2.5含量是计算森林碳汇能力的核心数据。为精准监测森林碳汇,“句芒号”卫星配置了多波束激光雷达、多角度多光谱相机、超光谱探测仪和多角度偏振成像仪等4种载荷,以支持获取上述数据,并确保数据“准、全、细、精”。为确保植被测高结果“准”,“句芒号”利用多波束激光雷达进行植被测高。这是一个抽样测量的过程,通过计算激光到树冠以及地面的时间差得出树木的高度,而卫星一次测量发射出激光的光束数量、频次决定着测量精度。为最大程度提升植被测高的数据精度,研制团队通过数据反演、仿真分析、应用测试,最终使植被测高精度大幅提升。为确保获取植被面积“全”,准确还原森林茂密程度,研制团队为卫星设计安装了5个多光谱相机,实现对地5角度立体观测。同时,为了避免植被阴、阳面光线影响,研制团队创新性提出月球定标方法,确保5角度成像光谱响应一致。实现这些能力后,5角度多光谱相机就能帮助“句芒号”绘制一幅“立体”植被分布图。叶绿素荧光制图是“句芒号”卫星实现高精度监测的重要环节。由于叶绿素荧光的能量非常小,仅有约0.5%到2%以荧光的形式发射出来,为提升叶绿素光谱探测精“细”程度,研制团队为“句芒号”卫星设计配置了超光谱探测仪,创新性使用了光栅分光原理,将光谱分辨率较传统探测仪提升了10倍,实现了国际首次0.3纳米精细探测,能够探测到人眼所看不到的太阳光明暗细微变化。为实现大气校正数据“精”,研制团队为“句芒号”卫星配置了偏振成像仪,支持35个角度监测大气PM2.5含量,获取大气横向PM2.5含量信息。此外,研制团队还增配了大气激光雷达,用于获取大气纵向PM2.5含量信息。一横一纵,就将数据结果由二维变成了三维立体信息,更加精准。数据应用是重头2020年,《巴黎气候变化协定》通过五周年之际,联合国秘书长安东尼奥古特雷斯撰文呼吁:“每个国家、城市、金融机构和公司都应采取净零排放计划,从现在做起,走上实现这一目标的正确道路,即到2030年全球温室气体排放量比2010年的水平减少45%。”中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌近日表示,截至2021年底,全球已有136个国家提出了碳中和承诺,这一范围覆盖了全球88%的二氧化碳排放、90%的GDP和85%的人口。不过,确定温室气体减排的情况,以及确定各国承诺的减排指标是否达到并不容易。有几个问题亟待弄清:大气中温室气体的总量是多少?属于人为排放的有多少?各个国家的排放量是多少?将每一项减碳措施的效果、剩余碳排放、如何实现碳中和等明确化,将每一项减排贡献真实透明地测算出来,就是碳盘点的具体任务。“在轨运行只是第一步,如何利用卫星遥感进行准确有效的监测、获取高质量数据、对数据进行科学解析以及数据产品的应用等环节才是重头戏。”中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心副研究员杨东旭撰文称。2021年,中国科学院大气物理研究所基于我国第一颗碳卫星——全球二氧化碳监测科学实验卫星的观测数据,发布全球碳通量数据集,标志着我国已具备全球碳收支的空间定量监测能力,可以助力盘点各地碳收支核算。事实上,早在2017年,我国宣布新一代静止轨道气象卫星“风云四号”和首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星的数据产品对全球用户免费开放,自那时起,我国成为继日本、美国之后,第三个可以提供碳卫星数据的国家。2021年7月16日,全国碳排放权交易在上海环境能源交易所股份有限公司正式开市。此前,我国已陆续启动七个碳交易试点,分别为深圳、上海、北京、广东、天津、湖北和重庆。“双碳”(碳达峰与碳中和的简称)成为全球热点后,碳交易随之升温。中投协咨询委绿创办公室副主任郭海飞称,2021年,全球主要碳市场交易额达到7600亿欧元,相比2020年增长164%。其中,欧盟排放交易体系以6830亿欧元占据全球交易额的约90%。就国内而言,“随着未来石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、航空、建筑等行业纳入到全球统一的碳交易市场,我国碳交易市场规模可能会超过数万亿元人民币。”郭海飞说。但市场不会一蹴而就。碳数据方案提供商行星数据CEO白纯钰公开表示,为了碳交易而购买碳数据的客户,很在意是否可以按照需求监测和分析交易的碳资产,比如最近三个月全国森林碳汇的整体变化情况——这需要卫星配套的数据反演软件快速处理各种需求。“国家队卫星的数据用户往往是国家级的科研单位,其需求主要瞄准更宏观的全球变化研究或国家层面需求,这和市场上的商业化应用很多时候并不完全匹配,这也导致没有发射能力的卫星数据应用公司即使拿到这类数据之后,可以施展的空间尚非常有限。”白纯钰称,伴随市场的成熟,对碳数据的需求必将更大,而卫星也将在实现“双碳”目标的进程中发挥更大作用。
  • 船舶气象仪-一款有条不紊的微型气象传感器
    船舶气象仪-一款有条不紊的微型气象传感器#2022已更新【品牌型号:天合环境TH-Y6】雷雨大风天气对船舶航行安全会带来很大影响,船舶在大风浪区域航行,将出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定,以及由此引起的其他操纵方面的困难,甚至出现难以预料的危险,而且大雨、暴雨会引起能见度下降,影响航行安全。一、产品简介山东天合环境科技有限公司作为专业研发生产销售微型气象仪的企业,一直致力于微型气象仪和气象环境解决方案推广应用。具有完整的生产链、实力雄厚的技术团队和全面的营销团队,我们研发生产的超声波风速风向仪、五要素微气象仪、六要素微气象仪和小型自动气象站等气象产品,已广泛应用到气象监测、城市环境监测、风力发电、航海船舶、航空机场、桥梁隧道等领域,客户遍布全国各地,并取得了良好的社会效益和经济效益。TH-Y6型六要素微气象仪原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向。与传统的超声波风速风向仪相比,我司产品克服了对高精度计时器的需求,避免了因传感器启动延时、解调电路延时、温度变化而造成的测量不准问题。TH-Y6型六要素微气象仪创新性地将气象标准六参数(环境温度、相对湿度、风速、风向、大气压力、压电雨量)通过一个高集成度结构来实现,可实现户外气象参数24小时连续在线监测,通过数字量通讯接口将六项参数一次性输出给用户。二、产品特点1、顶盖隐藏式超声波探头,避免雨雪堆积的干扰,避免自然风遮挡2、原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向3、风速、风向、温度、湿度、大气压力、压电雨量六要素一体式4、采用先进的传感技术,实时测量,无启动风速☆5、抗干扰能力强,具有看门狗电路,自动复位功能,保证系统稳定运行6、高集成度,无移动部件,零磨损7、免维护,无需现场校准8、采用ASA工程塑料室外应用常年不变色9、产品设计输出信号标配为RS485通讯接口(MODBUS协议);可选配232、USB、以太网接口,支持数据实时读取☆10、可选配无线传输模块,最小传输间隔1分钟11、探头为卡扣式设计,解决了运输、安装过程松动不准的问题☆三、技术参数1、风速:0~60m/s(±0.1m/s);2、风向:0~360°(±2°);3、空气温度:-40-60℃(±0.3℃);4、空气湿度:0-100%RH(±3%RH);5、大气压力:300-1100hpa(±0.25%);6、压电雨量:0-4mm/min(±4%)7、功率:1.08W8、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证☆9、生产企业具有知识产权管理体系认证证书和计算机软件注册证书☆四、产品尺寸图五、产品结构图六、注意事项1.传感器水平周围1米半径无遮挡,避免水滴飞溅影响2.传感器安装位置应避开强机械振动源3.传感器安装上方应为开阔区域,雨滴应直接滴落至传感器,应免二次滴落和连续水流冲击
  • “慧眼”卫星又出新成果,科学仪器助力天文学研究
    近日,中科院消息显示,中国科学院高能物理研究所“慧眼”卫星团队通过对X射线吸积脉冲星的详细观测,采用直接测量的方法得出其表面磁场强度约为10亿特斯拉。据了解,2017年6月15日,我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭,成功发射首颗X射线空间天文卫星“慧眼”。与国外X射线卫星相比,具有覆盖能段宽、在高能X射线能段的有效面积最大、时间分辨率高、探测死时间很小、观测强源没有光子堆积效应等突出优点,因此具有探测高能量回旋吸收线的独特能力。2018年1月30日,中国首颗X射线天文卫星慧眼正式交付,投入使用。慧眼卫星工程是研究黑洞、中子星等致密天体前沿问题的自主创新重大空间科学项目,该星的投入使用使中国高能天文研究进入空间观测的新阶段,对提高中国在空间科学领域的国际地位和影响力具有重要意义。“慧眼”卫星艺术图(图源 中科院官网)除了本次探测的成果外,“慧眼”卫星在轨运行期间已经产出了多项科技成果。比如,2019年8月,中国科学院高能物理所的科学家利用慧眼卫星上X射线望远镜开展了X射线脉冲星导航实验,定位精度达到10 km之内(3倍标准偏差),进一步验证了航天器利用脉冲星自主导航的可行性,为未来在深空中的实际应用奠定了基础。2020年9月21日,《自然-天文学》在线发表"慧眼"(HXMT)卫星最新观测结果 :在高于200千电子伏特(ke V)的能段发现黑洞双星系统的低频准周期振荡(quasi-periodic oscillation,QPO),这是迄今为止发现的能量最高的低频QPO现象。这些科学成果的产出,离不开科学仪器的帮助,而“慧眼”卫星作为我国自主研发的空间X射线天文望远镜—硬X射线调制望远镜更是装载了高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器,可观测宇宙中的X射线和伽玛射线。X射线望远镜(X-ray telescope)是为了探测地球大气层以外的源所发射的X射线,并把X射线分辨为一个图象而设计的一种仪器。由于大气吸收,所以X射线望远镜必须用气球、火箭或空间运载工具带到高空。气球运载的探测器用于探测穿透能力较强的(硬的)X射线,而火箭和卫星则用于在更高的高度上探测软的X射线。因为天体X射线源都是远而弱的,这些探测器通常都要有大的集光面积和高的效率,以便在宇宙射线引起的背景上探测到X射线。慧眼”卫星(硬X射线调制望远镜,Hard X-ray Modulation Telescope,简称Insight-HXMT)是我国科研工作者利用上世纪90年代由李惕碚和吴枚提出的直接解调方法自主研发的第一台空间X射线天文望远镜。低能X射线望远镜(Low Energy X-ray Telescope,简称LE)是“慧眼”卫星的有效载荷的重要组成之一。其选用半导体探测器CCD236,总有效面积为384cm2,具有较高的时间响应和能量分辨,满足对低能X射线天体的光变和能谱研究的要求。对天体源能谱开展研究,首先需要获得探测器的能量响应,利用探测器的能量响应和实际观测能谱,依靠天文数据处理软件算法来得到天体源的实际发射能谱。硬X射线望远镜卫星(HXMT)应用直接解调成像方法,实现了宽波段X射线(1-250keV)成像巡天,其中20-250keV的巡天具有世界最高的灵敏度和空间分辨率。HXMT实现了高灵敏度的全天巡天,分解宇宙X射线背景。中能X射线望远镜(ME)是硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星有效载荷的分系统,其基本功能是进行5-30keV能区的巡天以及定点观测。ME可以有效填补HXMT高能X射线望远镜HE和低能X射线望远镜LE的能量覆盖空缺,可以与HE、LE一起测量天体的全波段X射线能谱和多波段时变特性。星载空间环境监测器为星上科学任务开展提供背景辐射实测资料。该监测器采用固体探测器望远镜系统和扇形阵列全新组合设计,可获取轨道空间高能质子和高能电子能谱、方向综合动态结果,给出更为全面的粒子辐射分布图像。在“慧眼”卫星的成功发射后,2018年3月,中科院启动了增强型X射线时变与偏振天文台背景型号研究项目(enhanced X-ray Timing and Polarimetry mission,简称eXTP)。eXTP空间天文台的实施将使我国空间X射线天文学的研究进入国际领先行列。eXTP空间天文台效果图(图源 中科院高能所)据了解,2007年,中科院高能所提出X射线时变与偏振探测(XTP)卫星概念,作为硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星的后续项目。2009年,XTP关键技术攻关获得中科院空间科学预先研究项目重点支持,2012年,XTP被遴选为中科院空间科学一期先导专项(第一批)背景型号卫星项目。2017年,eXTP获得中科院空间科学二期先导专项背景型号支持。  而eXTP卫星更是装载了能谱测量X射线聚焦望远镜阵列(SFA)、偏振测量X射线聚焦望远镜阵列(PFA)、大面积X射线准直望远镜(LAD)和广角监视器(WFM)四种有效载荷,预计卫星总重约4.5吨,将运行在低倾角近地轨道上,计划在2025年前发射,重点研究黑洞和中子星等极端天体的核心科学问题,成为在2025-2035年间在该领域国际领先的旗舰级X射线空间天文台。后续消息我们将持续关注。
  • 搭上我国首颗二氧化碳监测卫星,这些科学仪器厉害了!
    我国首颗二氧化碳监测科学实验卫星即将发射升空,它将用慧眼一探全球二氧化碳变化的秘密。  “我国还没有这么复杂观测模式的民用卫星,它通过5种观测模式的组合,完成对全球二氧化碳的探测,卫星装载的高光谱二氧化碳探测仪有2000多个通道,光谱解析度极高,卫星研制难度极大。”碳卫星首席应用科学家卢乃锰告诉记者。  利用光谱吸收特性一探究竟  与以往的气象卫星不同,碳卫星是在可见光和近红外谱段,利用分子吸收谱线探测二氧化碳浓度。“大气在太阳光照射下,二氧化碳分子会呈现光谱吸收特性,通过碳卫星对二氧化碳光谱吸收线的精细测量,就可以反演出大气二氧化碳的浓度。”卢乃锰说。  反演验证系统是获取卫星数据后计算出二氧化碳和气溶胶分布状况的关键环节,也是卢乃锰在采访中反复提及的技术关键。通俗来讲,太阳的光谱是确定的,如果已知二氧化碳浓度等大气状况,根据模型,计算出卫星应该观测到的光谱,是正演 而根据卫星获取的数据,由模型反算出二氧化碳浓度,就是反演。  “以往气象卫星所涉及到的反演问题,大多集中在红外和微波谱段,而碳卫星所涉及到的是可见光和近红外谱段的反演问题,机理不同,难度加大。这需要考虑云与气溶胶、气压、温度、反照率等多因素的影响,重新设计全新的反演验证系统。我们集中国内优势单位联合攻关,终于啃下了这块硬骨头,填补了国内技术空白。”卢乃锰说。  国家遥感中心总工程师李加洪介绍,该项目后期还追加了航空遥感实验和地面观测反演。前者就是把二氧化碳探测仪放在飞机上先采集数据,让研究者在碳卫星发射前就能熟悉相关数据处理和反演方法,积累经验,确保碳卫星获取数据后及时开展应用。  会跳华尔兹会翻筋斗,还能斜看竖看盯着看  卢乃锰给记者展示了一段碳卫星工作的模拟视频。“大家看到卫星在天上翩翩起舞,觉得很美,但搞卫星的人通常一听到这种需求就心惊肉跳,万一转过去转不回来了,怎么办呢?”他说,这种敏捷观测对卫星技术要求极高。  这颗卫星为什么需要不停旋转?这就涉及到其复杂的观测模式。碳卫星可以斜着看、竖着看、盯着看。斜着看,就是耀斑观测模式,利用太阳在海面的镜面反射提高信噪比,获取海面上空的二氧化碳数据 竖着看即天底观测模式,利用地面的漫反射特性开展地面二氧化碳的观测 盯着看,就是卫星在飞行过程中,始终瞄准一个特定目标进行观测,完成既定任务。除此之外,碳卫星还要观测太阳和月亮,进行对日、对月定标。  卢乃锰说,这相当于只有一只眼睛的卫星需要不停转换角度来完成对不同方向的观测。所以卫星要不断地调整姿态,就像跳优美的华尔兹。  这种复杂和高难度的“跳舞”观测,让碳卫星能够得到更加有效的全球二氧化碳分布信息。“日本的GOSAT(2009年发射的世界首颗温室气体观测卫星)的有效观测点只有300多个,我们在设计时加大了卫星的扫描宽度,增加了采样点,使得有效观测点比他们多了一个数量级。”卢乃锰说。  搭载二氧化碳和气溶胶两个探测仪  除了模块化卫星平台,高标准的载荷设计也是碳卫星研制的一大难点。碳卫星搭载了两个遥感仪器。一个是高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪,另一个是多频段云与气溶胶探测仪。  “几十纳米的带宽在肉眼看来就一个颜色,要在这上面布置2000多个通道,也就是要再精细分辨出2000多种颜色,这对光学仪器的材料和工艺来说是非常大的挑战。”卢乃锰说。  碳卫星项目要求大气中二氧化碳的浓度监测精度优于4ppm(百万分比浓度),也即是说,当大气中二氧化碳含量变化超过百万分之四时,碳载荷就必须发现。为此,中科院长春光机所制造出200×200毫米的大面积光栅,填补了这一领域国内技术空白。  将会形成全球碳排放报告  我国的碳卫星大气二氧化碳反演精度可达到1-4ppm,比日本GOSAT监测精度高,与美国OCO-2相当。  在发射成功并经过半年的在轨测试后,碳卫星将正式投入运行,16天完成一个回归周期,每两到三个月,完成一次全球有效覆盖。碳卫星获取的信息经过解析和处理,就会形成不同地区碳排放报告。  “要用好这颗星需做好四件事。”卢乃锰说,第一是卫星数据的预处理,包括卫星定位、光谱定标、辐射定标等工作 第二是此前强调的数据反演 第三是模式同化技术 第四是数据共享。  在这颗碳卫星基础上是否有安排后续业务星的计划?卢乃锰说,虽然这颗星还没有发射,但它的部分成果已经应用到很多碳监测的技术中,诸如风云气象卫星等国家空间对地观测卫星上,也都已经或正在考虑装载二氧化碳观测仪器。只是国家863计划走在了前面。  “科技部特别强调碳卫星数据向国内外共享,目前已经制定了数据管理办法,将适时对外发布。碳卫星数据将加载到国家综合地球观测数据共享平台,除向国内各类用户提供数据共享服务外,还将通过全球生态环境遥感监测年度报告(GEOARC)发布专题报告。在国际合作方面,将向地球观测组织(GEO)共享,作为中国对GEO的实质贡献 通过中欧‘龙计划’合作将与欧空局开展深度研究。”李加洪透露,前段时间,NASA主动提出合作, 随着中国、欧洲碳卫星的跟进,希望以后形成多卫星联合观测,进一步实现对外开放、数据共享。
  • 新星瞰海——我国新一代海洋水色观测卫星的跨越发展之路
    11月16日,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将新一代海洋水色观测卫星科研星发射升空。卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功,标志我国海洋水色系列卫星正式升级到第二代观测体系。海洋水色系列卫星是以可见光和红外成像观测为手段的海洋遥感卫星,主要用于海洋水色、水温、海岸带观测。新一代海洋水色卫星科研星是继我国2002年、2007年陆续发射海洋水色科研试验卫星 (HY-1A/B) 和水色观测业务卫星 (HY-1C/D) 之后,我国第5颗海洋水色卫星是具有全球观测能力的卫星。我国海洋水色遥感卫星从无到有,至今已走过20多年历程,实现了我国卫星海洋遥感的跨越式发展,走出了具有中国特色的倚天瞰海之路。新一代海洋水色观测卫星效果图新一代海洋水色观测卫星发射现场海洋卫星中心党委书记、主任林明森介绍新一代海洋水色观测卫星新起点上新征程2002年5月15日,我国自行研制的HY-1A卫星成功发射,结束了我国没有海洋卫星的历史在国内外产生重大影响,极大地推动了海洋立体监测体系和空间对地观测体系的发展。2007年4月11日,HY-1B卫星发射,实现了由试验型卫星向业务服务型卫星的转化。海洋水色观测卫星数据在水质监测、海域使用动态监视监测、海洋生态区监测、海洋渔业资源调查、浒苔监测、极地科考、海温和海冰预报等应用方面已取得了长足的进步,特别是在近海海洋环境综合调查与评价中,通过充分利用卫星遥感技术实现了对海岸带、海岛的综合调查使海洋卫星遥感的应用成果获得了重要的社会经济效益。我国在2012年、2013年分别提出了《陆海观测卫星业务发展规划》和《国家民用空间基础设施中长期发展规划》,计划发射2颗新一代海洋水色观测卫星,其中一颗作为科研星,另一颗作为业务星。双星上、下午组网运行,要求突破海洋水色水温扫描仪旋转光学系统及扫描成像技术瓶颈,扩展观测谱段,提高海洋水色观测精度,进一步增强我国海洋水色遥感业务化、连续化能力,提升我国海洋遥感发展水平。自然资源部是新一代海洋水色观测卫星的牵头用户部门,主用户部门包括生态环境部、交通运输部、中国气象局等,分别负责各自应用系统建设和运行,国家航天局负责新一代海洋水色观测卫星工程组织管理、重大事项组织协调和发射许可审批,自然资源部国家卫星海洋应用中心(以下简称海洋卫星中心)负责地面系统建设、运行以及海洋应用,中国航天科技集团航天东方红卫星有限公司和中国运载火箭技术研究院分别负责卫星系统和运载火箭系统抓总研制。2014年9月,新一代海洋水色观测卫星作为国家民用空间基础设施中长期发展规划首批启动的科研星项目之一,完成了先期攻关阶段立项评估工作。研制新一代海洋水色观测卫星的背后,面临多项技术难点。为提高新一代海洋水色观测卫星的在轨寿命,需要保证转动机构的高可靠性,但仅载荷就有多套转动机构。以海洋水色水温扫描仪为例,既要保证所有的转动机构在运行时不会相互干扰,还要考虑红外成像的制冷问题。卫星研制团队组织专家针对转动部件和制冷机开展了生产过程专项复查,对相关单机的寿命试验情况进行了专项检查,并对相关加速试验方案的拆解方案进行了多次评审。最终,研制团队对历次审查中专家提出的16大项目共148个问题和意见进行了详细书面答复并完成问题闭环。慧眼识海“填空白”在人们眼中,海洋主要是蓝色的。然而,真正的水色可能包含了从可见到近红外甚至短波红外等更微妙的波长混合。海洋水色卫星可以捕捉到人眼无法分辨的水色差异,科学家可根据海洋水色卫星从太空中监测到的由海洋表面反射的阳光波长,作进一步的科学研究,这对于了解海洋、保护海洋有着重要意义。新一代海洋水色观测卫星科研星是我国空间基础设施规划首批启动的科研卫星,同时也是一颗具有宽覆盖能力、多谱段探测能力、高光谱分辨率的新型海洋水色光学卫星。该卫星从提升天地一体化水平入手,瞄准国际海洋观测领域前沿,确定了整星工程目标、载荷配置和主要技术指标。卫星配置了新一代望远系统整体旋转式水色水温扫描仪,具备在轨谱段可编程能力的中分可编程成像光谱仪以及分辨率更高的新型海岸带成像仪,是一颗指标全新定义、设计升级换代、功能全面提升的海洋水色专用遥感卫星。作为新一代陆海界“观测手”,新一代海洋水色观测卫星科研星搭载的海岸带成像仪,能够提高陆海边界区域各种观测要素的观测精度。其中,海岸带成像仪拥有9个谱段,用1个全色谱段和8个多光谱谱段同时守望蓝色海域,能够将海岸带区域的陆地和浅海目标“看”得一清二楚。此外,它对杂散光的抑制能力好,观测的景物亮暗动态范围大,因此,海洋水色、陆地生态、极地冰川等各种目标都可以“看”得明明白白,可谓“独具慧眼”。该卫星还搭载了可360度旋转扫描的水色水温扫描仪,首次采用了望远镜整体旋转的扫描成像技术,实现对地球、太阳、深空的360度全景“看"进而用这些观测数据来更好地标定对地成像的精准度,确保8年在轨寿命期内数据稳定。此外,水色水温扫描仪5秒即能“看”遍大半个中国,其采用的大像元探测技术能适应不同明暗光线,强光、弱光下均可拍摄高清图像,还能同时探测18个谱段,观察海水的不同颜色和热辐射,赤潮、绿潮、悬浮泥沙、海表温度等都可“尽收眼底"。新一代海洋水色水温扫描仪的空间分辨率较上一代提升了1倍,谱段数量、偏振灵敏度抑制水平提高了近1倍,杂光抑制水平则提高近3倍,综合性能位居世界前列。穿云破雾“织天网”新一代海洋水色观测卫星科研星将与在轨运行的HY-1C/D卫星相互配合。C星采用上午降轨成像,D星则采用下午升轨成像,两星组成了我国首个海洋民用业务卫星星座,具备全球水色水温探测覆盖能力。新一代卫星的加入,则进一步提高了重访能力。新一代海洋水色观测卫星科研星为我国第40次南极考察保驾护航。公开资料显示,海洋卫星中心对“雪龙”号船载系统进行了软硬件设备升级改造。改造后的“雪龙”号具备接收处理新一代海洋水色观测卫星等卫星数据的能力,这将极大提升“雪龙”号在极地冰区航行的保障水平。海洋水色卫星可为我国主要航道、海上热点地区、重要港口等提供及时的遥感信息服务,并为海洋环境监测与保护、渔业资源合理开发与利用、河口海湾与航道监测和治理、海洋污染监测和防治、海岸带资源调查和开发以及海洋科技研究、全球变化研究等领域提供重要的数据信息。新一代海洋水色观测卫星科研星水色遥感产品种类更加全面、丰富。卫星可输出40 余个不同水色遥感波段,全面覆盖了从紫外到中长波红外所有水色遥感相关波段,并增加了荧光高度、分裂窗及多种大气校正波段,具备在轨谱段编程能力,可获取全球海洋水体连续光谱信息,同时还可获得大气、植被、污染物等数据产品:探测领域可覆盖全球各类水体目标,服务用户从单一海洋用户拓展到自然资源、环保、大气、交通等多用户,产品应用广度和深度跨越式提升。水色遥感产品的质量和数据获取能力成倍提升。新一代海洋水色观测卫星科研星采用了多项全新的载荷设计技术,卫星的信噪比、偏振灵敏度、杂光抑制、动态范围等海洋探测的关键指标大幅提升,同时首次具备了在轨全光路太阳定标功能,使产品质量达到了国际先进水平。同时,探测能力大幅提升,载荷数据下传量是HY- 1B卫星的100倍,HY-1C/D卫星的8倍,使我国水色遥感信息获取能力跨越式提升。综合技术指标同步国际水平。新一代海洋水色观测卫星科研星在谱段配置、光谱范围与光谱分辨率、在轨定标精度等方面与美国国家极轨业务环境卫星系统、哨兵-3等卫星指标相当,卫星综合应用能力优于国际同类卫星。当前,HY-1C/D卫星的水平已经达到了国外第二代卫星的水平,而新一代海洋水色观测卫星科研星则与国际第三代水色卫星水平相当。虽然起步晚,但我国在海洋观测卫星领域已经实现了“并跑”,有些领域已经达到了领先水平。新一代海洋水色观测卫星科研星只是更高的起点。下一步,海洋卫星中心将紧紧围绕自然资源调查监测、国十空间规划、海洋防灾减灾、海洋经济发展、海洋督察等业务需求,进一步构建完善技术支撑体系,进一步强化遥感监测产品服务,基于国产自主海洋卫星数据,用好其他卫星数据资料,持续深化海洋卫星遥感业务化应用,切实发挥好海洋卫星对自然资源业务的支撑作用。
  • “超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”专项取得重要成果
    p   在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制专项“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”(项目编号:31327901)的支持下,北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、动态成像中心、生命科学学院、工学院联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队,历经三年多的协同奋战,成功研制新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜,并获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。相关研究成果以“Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice”(高速高分辨微型化双光子显微镜在小鼠自由行为中获取大脑图像)为题于5月29日在线发表在Nature Method上。相关技术文档同步发表在Protocol Exchange上,并已申请多项专利。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/9523a7f7-b0b6-4b67-981d-b74805580c21.jpg" title=" 2017-06-14_094040.jpg" / /p p style=" text-align: center " 2.2g可佩戴式微型双光子显微镜 /p p   目前,各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。其中,如何打破尺度壁垒,整合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的活动和个体行为信息,是领域内亟待解决的一个关键挑战。 /p p   新一代微型化双光子荧光显微镜体积小,重仅2.2克,适于佩戴在小动物头部颅窗上,实时记录数十个神经元、上千个神经突触的动态信号。在大型动物上,还可望实现多探头佩戴、多颅窗不同脑区的长时程观测。相比单光子激发,双光子激发具有良好的光学断层、更深的生物组织穿透等优势,其横向分辨率达到0.65μm,成像质量与商品化大型台式双光子荧光显微镜可相媲美,远优于目前领域内主导的、美国脑科学计划核心团队所研发的微型化宽场显微镜。采用双轴对称高速微机电系统转镜扫描技术,成像帧频已达40Hz(256*256像素),同时具备多区域随机扫描和每秒1万线的线扫描能力。 /p p   此外,采用自主设计可传导920nm飞秒激光的光子晶体光纤,该系统首次实现了微型双光子显微镜对脑科学领域最广泛应用的指示神经元活动的荧光探针(如GCaMP6)的有效利用。 同时采用柔性光纤束进行荧光信号的接收,解决了动物的活动和行为由于荧光传输光缆拖拽而受到干扰的难题。未来,与光遗传学技术的结合,可望在结构与功能成像的同时,精准地操控神经元和神经回路的活动。 /p p   微型化双光子荧光显微成像改变了在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式,可用于在动物觅食、哺乳、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下,或者在学习前、学习中和学习后,长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。 /p p   该成果在2016年底美国神经科学年会、2017年5月冷泉港亚洲脑科学专题会议上报告后,得到包括多位诺贝尔奖获得者在内的国内外神经科学家的高度赞誉。冷泉港亚洲脑科学专题会议主席、美国著名神经科学家加州大学洛杉矶分校的Alcino J Silva教授在评述中写道,“从任何一个标准来看,这款显微镜都代表了一项重大技术发明,必将改变我们在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式。它所开启的大门,甚至超越了神经元和树突成像。系统神经生物学正在进入一个新的时代,即通过对细胞群体中可辨识的细胞和亚细胞结构的复杂生物学事件进行成像观测,从而更加深刻地理解进化所造就的大脑环路实现复杂行为的核心工程学原理。毫无疑问,这项非凡的发明让我们向着这一目标迈进了一步。” /p p   可以期待,微型化双光子荧光显微成像系统将为实现“分析脑、理解脑、模仿脑”的战略目标发挥不可或缺的重要作用。 /p
  • 磁性微型机器人三维精准定位!振动样品磁强计提供关键数据支撑
    磁性微型机器人广泛应用于生物医学工程领域,其特殊的结构和特性有助于实现精准药物传递、无创诊断和基于细胞的治疗等医疗工作。然而,目前控制此类微型机器人运动的技术依赖于同质磁场的驱动,容易受到微型机器人特性和周围环境的影响。当周围环境或微观机器人本身的特性发生改变时,这些驱动方式缺乏通用性和适应性,并且由于电磁驱动系统和微型机器人位置的独立控制,微型机器人的移动容易出现短暂的延迟。针对上述问题,大邱庆北科学技术院的Sarmad Ahmad Abbasi 团队提出了一种通过电磁线圈产生的梯度场对磁性微型机器人进行基于机器学习的位置控制的方法。该方法通过直接驱动线圈电流模拟一个微型机器人运动的环境,从而控制微型机器人在规定工作区域内的三维位置。在模拟训练结束后,上述机器学习过程转移到反映现实世界复杂性的物理电磁致动系统中使用,相比于传统数学模型计算,该方法更精确、更高效。该成果以《Autonomous 3D positional control of a magnetic microrobot using reinforcement learning》为题发表在Nature Machine Intelligence上[1]。图1 磁性微型机器人通过驱动磁场模拟控制三维位置示意图 本文中,作者使用了美国知名低温设备制造商Lake Shore Cryotronics, Ltd.新推出的振动样品磁强计,对该微型机器人的磁化强度进行了表征,用以计算模拟环境中所使用的驱动磁场大小。该设备基于7400系列VSM成熟的产品设计基础上,推出了全新8600系列VSM系统。8600系列以提高产品性能和用户体验为目标,对其各部分的测量元件和操作部件都进行了全新优化升级,在提升灵敏度和磁场分辨率的情况下,还增强了设备的操作性。一、主机部分Lakeshore 8600系列VSM✔ 更优异的性能8600系列VSM采用创新设计,在降低测量噪声的同时还提高了采样速度。系统具有15 nemu的超高灵敏度、1 mOe的磁场分辨率、自带10000 Oe/s的超快磁场变化率和高达10ms/pt的数据采集速度,绘制一个完整的磁滞回线只需30秒。100ms/point 时无样品背景噪声测试,噪声峰值119.5 nemu - 800 nemu(左);10s/point 时无样品背景噪声测试,噪声峰值13 nemu - 50 nemu(右)✔ 更人性化的操作8600系列产品升级的另一个核心是设备的可操作性。Lake Shore公司将自研的QuickLIGN&trade 安装组件内置于该系列产品中,极大地简化了样品安装和更换的流程,单手即可完成操作。同样,QuickLIGN&trade 安装组件与8600系列VSM的所有变温选件兼容,使得安装和配置温度选件5分钟内即可完成。此外,8600系列的VSM磁体内置了ExactGAP&trade 功能,设置了6个可重复的固定间隙,无需进行重新校准。QuickLIGN&trade 安装组件ExactGAP&trade 可重复磁极间隙调整功能✔ 更强大的操作软件8600系列VSM 配备了全新的测量软件,界面简单,只需几步操作即可实现设置、执行程序、实验测量和数据处理等功能。软件包含一个完整的脚本引擎,用户可以使用提供的标准协议脚本或自行创建脚本,设定自定义实验条件进行测量。当与变温选件(86-OVEN, 86-CRYO, 或86-SSVT)联用时,该软件可以自动检测接入系统的变温选件,并与集成的705气体控制器配合使用,从而在4.2 K~1273 K的整个温区中提供自动化的VSM测量。系统软件还具备处理扩展和补偿数据、校准退磁和斜率因子、规范样品质量和体积、从测量数据中修正及扣除衬底数据以及计算及显示导数曲线等功能,进一步提升了实验的准确性和效率。 8600系列VSM操作软件界面✔ 一阶反转曲线功能FORC一阶反转曲线(FORC)是一种新型磁学测量方法,主要适用于测量含有诸多磁性矿物的自然样品,确定磁性矿物矫顽力的分布以及磁性矿物颗粒之间磁相互作用的强弱,帮助区分磁性矿物的种类和磁畴转换。FORC测量需要较高的磁场变化率和数据采集速率,8600系列VSM的标配系统自带FORC测量功能,可以满足测量参数的需求。FORC的测量结果还可以通过2D图像实时显示,测量结果更直观。一阶反转曲线(FORC)测量数据二、 变温选件Lakeshore的8600系列VSM配备了三种不同的变温选件:SSVT一体化变温选件、CRYO低温恒温器选件和Oven高温选件,以满足不同的温度需求。变温选件采用GlideLOCKTM设计,软件可以自动检测变温选件的安装,操作十分简便。GlideLOCKTM变温选件和温度控制器Lakeshore VSM变温选件温度范围SSVT一体化变温选件:100 - 950K(左);低温恒温器变温选件 4.2-450K(中)Oven高温炉选件:303-1273K(右)三、矢量线圈组件Lakeshore 8600系列VSM同样提供了矢量线圈组件,配合振动头的旋转功能,可以进行磁性材料各向异性测量表征,从而确定其矢量磁化分量和电感张量。矢量线圈组件可以进行室温测量,也可以与变温选件联用进行变温测量。室温矢量测量(左);与SSVT选件联用的变温矢量测量(右)关于 Lake Shore Cryotronics, Ltd.: 美国Lake Shore公司(www.lakeshore.com)是知名的极端温度和磁场条件下高精度测量和控制解决方案的创新者。主要产品包括低温探针台、振动样品磁强计、霍尔效应测量系统、M81同步源测量系统、Janis系列低温恒温器、低温控温仪、低温温度传感器、高斯计及霍尔传感器等。Lake Shore公司一直致力于推动科学发展,其产品解决方案不断创新,应用领域从物理实验室到深太空科学探索不断发展。相关产品1、Lake Shore 8600系列振动样品磁强计
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