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Jason-3卫星情况调研

2017-04-17 16:26阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1140082427

Jason-3卫星是Jason-2卫星（于2008年6月20日发射）的继任微波高度计任务，该项目由以下机构合作开发：NOAA（美国国家海洋和大气管理局）、EUMETSAT（欧洲气象卫星开发组织）和CNES（法国宇航局）。Jason-3卫星的任务目标是继TOPEX/Poseidon、 Jason-1 和 OSTM/Jason-2卫星之后提供连续的具有统一的精度和覆盖性的数据。支持对极端天气情况、海洋学和气候变迁的预测。
2010年2月早些时候，EUMETSAT组织成员国批准了Jason-3任务成为跨大西洋的项目（意味着将美国纳入该项目），这保证了Jason-2及其前任卫星所做的支持海洋学研究、气象预报等方面的工作得以延续下去。2010年6月时，EUMETSAT组织成员国就此事签署了谅解备忘录。
Jason-3任务的目标是：
1
pan >）继续提供高精度海洋地形学数据，在数据精度上超过TOPEX/Poseidon、JASON-1和 JASON-2。
2）为海洋地形学已经持续了数十年的研究测量提供继任者。
3）根据科学需求，每10天对全球海平面实现精度优于4cm的测量，以便可以对海洋循环、气候变迁和海平面上升实现监测。
2012年8月30日，EUMETSAT与中国的国家卫星海洋应用中心签署了协议，EUMETSAT将用Jason-2、Jason-3两颗卫星测量获得的数据与中国的“海洋1号”“海洋2号”卫星测量到的微波散射计和高度计数据及海洋水色数据进行共享交换。 Jason-3卫星情况调研
图1：Jason高度计卫星系列
卫星情况：
根据现有的方法，Jason-3卫星将与Jason-2 / OSTM卫星保持相同的任务架构，另外对一些小部分进行升级，这些小的升级是基于之前一些陈旧的技术和不可用的状态的改善。
Jason-3卫星继续使用了Jason-2 / OSTM卫星之前使用过的Proteus卫星平台。该平台由CNES/TAS (Thales Alenia Space)提供，Thales Alenia Space作为该卫星的主承包商。在2010年2月的时候，就与法国宇航局签订了合同建造该卫星。
Jason-3卫星采用三轴稳定控制模式，载荷主测量轴指向星下点，卫星的姿态保持采用动量轮和磁力矩器控制。NOAA要负责为Jason-3提供载荷并提供发射服务。卫星载荷主要是与Jason-2相同的核心载荷：一台Poseidon级Ku/C波段雷达高度计以提供基本的海平面距离测量，一台指向星下点的三频点（18.7, 23.8、和 34.0 GHz）的微波辐射计，联合一套精轨测量包，包括GPS接收机、DORIS接收机和激光反射镜。这些构成了任务的核心载荷。同时作为Jason系列任务的继承者，还增加了两台设备用以评估环境中的辐射剂量。
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图2：Jason-3卫星在轨飞行想象图

Jason-3卫星平台的总装于2010年晚些时候就完成了，从2010年12月起开始进入储存的状态中，跟Jason-2一样，Jason-3使用了CNES/Thales Alenia Sapce制造的Proteus平台，卫星平均功耗为580W，整星能源由太电池阵提供，采用肼推进装置进行轨道维持，Jason-3卫星发射重量550kg，设计寿命5年。
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图3：Jason-3卫星平台照片
卫星通信能力：下传码速率838 kbit/s（S波段，QPSK调制模式），上传码速率4 kbit/s（S波段），采用了CCSDS通信协议标准。
卫星性能参数见下表：
卫星平台干重
 277kg
有效载荷重量
 255kg
推进剂重量
 28kg肼燃料
卫星发射重量
 553kg
电源功耗
 550W（寿命末期）
卫星姿态指向控制精度
 0.15º（半锥角）
星上数据存储容量
 2 Gbit
卫星设计寿命
 5年
卫星发射情况：
Jason-3卫星于2016年1月17日，由SpaceX公司研制的Falcon 9 v1.1运载火箭从范登堡空军基地发射升空。
Jason-3卫星轨道为非太阳同步圆轨道，轨道高度1336km（轨道周期2小时），轨道倾角66.038º，轨道回归周期9.9天（127圈回归）。
有效载荷情况：
Poseidon-3B高度计
Poseidon-3B高度计是由EUMETSAT投资，由Thales Alenia Space制造的，继承自Poseidon-2的载荷设备，Poseidon-3B为双频（5.3和13.6 GHz），星下点指向的雷达高度计，是Jason-3卫星任务的关键载荷，该载荷的目标是绘制海洋表面地形图，计算海洋表面环流速度，测量浪高和风速，Poseidon-3与其前任Poseidon-2具有相同的测量精度。
该载荷性能参数见下表：
发射频率
 5.3 GHz (C波段), 13.575 GHz (Ku波段)
发射脉宽
 105.6 µs
带宽
 320 MHz (Ku波段和C波段)
脉冲重复频率
 2060 Hz交错进行 (3 Ku-1C- 3 Ku波段)
峰值输出功率
 8 W 在 Ku波段, 25 W在C波段
通信最大输出功率
 38.4 dBm Ku波段, 42 dBm 在C波段
天线直径
 120 cm
天线波束宽度
 1.28º (Ku波段), 3.4º (C波段)
噪声特性
 3.2 dB (Ku波段), 0.9 dB (C波段)
数据率
 22.5 kbit/s包括载荷数据和星务数据
备份
 有
特殊性能
 固态功放
双频用于电离层校正
C波段具有高分辨率
扫描技术
 只探测星下点，沿轨间隔30km采样
载荷重量
 70kg
载荷功率
 78W

另外，Poseidon-3B还增加了一个试验性的模式，支持测量靠近海岸线的海面地形，该功能还可以用于测量内陆湖泊和江河。
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图4：Poseidon-3B载荷设备照片
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图5：Poseidon-3B雷达高度计天线
AMR-2 (Advanced Microwave Radiometer-2)
高级微波辐射计-2由NOAA出资，并由NASA/JPL提供。载荷的目标是测量高度计信号由对流层水蒸气导致的路径延迟。
AMR-2是一台被动式微波辐射计，可以测量星下点附近在18.7、 23.8和34 GHz频点处的温度亮度。其中23.8 GHz频道主要测量的是水蒸气，34 GHz频道提供了非雨云的校正。18.7 GHz频道提供了海面风和海洋背景散射场的校正。
AMR-2包含两个部分：电子结构组合（Electronics Structure Assembly简称ESA）和反射结构组合（Reflector Structure Assembly简称RSA），其中ESA由JPL开发研制，RSA由位于圣迭戈的ATK Space Systems公司开发。
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图6：电子结构组合照片
Jason-3卫星情况调研
图7：反射结构组合照片

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