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TOPEX/Poseidon

1992年发射的测高卫星

TOPEX/Poseidon（英语：TOPography EXperiment / Positioning, Ocean, Solid Earth, Ice Dynamics, Orbital Navigator），全称地貌实验/海洋动力学综合监视与研究观测项目，亦称托佩克斯/海神卫星[2]、托佩克斯/波塞冬卫星[3]或T/P卫星等，是由美国宇航局和法国空间局联合研制、发射和运营的地球观测与测高卫星。其首要的任务目标是对全球海平面高度进行精密的测量，并对海洋环流及其与大气的相互作用进行研究。[4][5]TOPEX/Poseidon于1992年8月10日从法属圭亚那的圭亚那太空中心发射升空，星上载有两台雷达测高仪、一台微波辐射计，以及由GPS和DORIS组成的轨道确定系统。[6]TOPEX/Poseidon在轨道上正常运作了13年，总共绕地近62000圈，后于2005年因动量轮出现故障、失去机动能力而停止提供科学数据，最终在2006年1月18日终止任务。[7]

TOPEX/Poseidon
艺术家描绘的TOPEX/Poseidon想象图
任务类型地球观测
运营方美国宇航局
法国空间局
国际卫星标识符1992-052A
卫星目录序号22076
网站TOPEX
TOPEX/Poseidon
任务时长13 年
航天器属性
发射质量2402 kg
功率2100 W
任务开始
发射日期1992-08-10 23:08 UTC
运载火箭阿里亚娜 42P
发射场法属圭亚那
任务结束
停用日期2006-01-18
轨道参数
参照系地球
轨域LEO
离心率0.00000
近地点1322.00 km
远地点1341.00 km
倾角66.500°
周期112.00 分
历元1992-08-10[1]
TOPEX/Poseidon
Jason-1 →
TOPEX/Poseidon及其后续的Jason系列任务

TOPEX/Poseidon是迄今定轨精度和测高精度最高的卫星任务之一，亦是首个成功实现动态GPS连续跟踪的测高卫星。[8]:198该卫星以每10天一次的周期提供覆盖了95%的无冰海洋表面的海面高度、风速与海浪高度信息，这些信息被用于气象预报、海洋与气候研究、海上的工业与渔业等人类活动的管理、建立全球性的潮汐模型等，尤其是对海洋学的研究贡献巨大。[7][9]TOPEX/Poseidon及其后续任务表明，全球海平面在1993年至2017年间上升了7厘米。[10]

背景

卫星测高技术最早在1969年的固体地球和海洋物理大会上被提出，该技术的目的在于通过搭载在卫星上的雷达测高仪获取海面地形，从而研究影响海面地形的海洋物理机制。[11]美国航空航天局（NASA）在1970年代间进行了两项卫星测高技术的试验任务，包括GEOS-3（英语：GEOS-3）和Seasat（英语：Seasat），这些任务证明出了卫星测高的可行性，并开始提供实用的测高数据集。到1980年代，法国空间局（CNES）开始设计搭载在SPOT卫星上的Poseidon测高仪，而NASA也计划在Seasat任务后进一步执行地貌实验任务（英语：TOPography EXperiment，缩写：TOPEX）。1983年，NASA和CNES开始探讨将两项任务合并执行的可能性。两个机构后于1987年决定成立这一合作关系，并将其命名为TOPEX/Poseidon。这项合作任务将同时搭载NASA与CNES双方的仪器，并在圭亚那太空中心由阿里亚娜运载火箭发射升空。[12]

设备

TOPEX/Poseidon主要携带有如下设备：[4][13][14]

  • 双频DORIS系统接收机（缩写：DORIS）
  • GPS实验接收机（英语：GPS Demonstration Receiver，缩写：GPSDR）
  • 跟踪与数据中继卫星发射器（英语：Tracking and data relay satellite transmitter）
  • 激光后反射镜阵列（英语：Laser Retroreflector Array，缩写：LRA）
  • 单频固态高度计（英语：Single-frequency Solid-state Altimeter，缩写：SSALT），亦称单频波塞冬高度计（英语：Single-Frequency Poseidon Altimeter）
  • TOPEX微波辐射计（英语：TOPEX Microwave radiometer，缩写：TMR）
  • NASA雷达高度计（英语：NASA Radar Altimeter，缩写：NRA）

任务

TOPEX/Poseidon的主要任务内容包括：[15]

成果

利用TOPEX/Poseidon提供的数据发表的研究成果至2006年任务结束时就已达2100多项，这类研究的科学应用与成就主要包括：[7]

  • 提供了首个描述洋流的季节变化与年变化的数据集
  • 使科学家对海平面上升状态的估计得到了更好的结果
  • 为潮汐在深层海水混合过程中所起的作用提供了新的认识
  • 为当时最准确的全球海洋潮汐模型提供了数据基础
  • 提供了首个能对海洋环流模型进行检验的全球数据集
  • 证明了GPS能以空前的精度确定航天器的位置，从而实现数据的快速传递


后续任务

Jason-1是TOPEX/Poseidon的后续任务，其在2001年发射升空，并接续TOPEX/Poseidon的海面地形测量工作。[16]TOPEX/Poseidon与Jason-1共同执行了三年的串联飞行任务，对全球海平面进行了完全覆盖的两次测量，这使科学家得以对难以被单颗卫星发现的精细海面结构进行研究。在Jason-1之后，OSTM/Jason-2（英语：OSTM/Jason-2）与Jason-3（英语：Jason-3）分别在2008年6月与2016年1月发射升空，后两者同时也是海面地形任务（英语：Ocean Surface Topography Mission，缩写：OSTM）的一部分。[17][18]

相关条目

参考文献

  1. ^ NASA - NSSDCA - Spacecraft - Telemetry Details. nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03）. 
  2. ^ 张文静. 25年，海平面上升了约8厘米. 中国科学院. 2018-09-14 [2020-04-21]. （原始内容存档于2020-05-03）. 
  3. ^ 龚燃. “贾森”高度计卫星系列增添新成员. 国际太空. 2016, 0 (3): 33–38 [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03）. 
  4. ^ 4.0 4.1 TOPEX/Poseidon. ILRS. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）. 
  5. ^ TOPEX/Poseidon - eoPortal Directory - Satellite Missions. earth.esa.int. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）. 
  6. ^ NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details. nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 yvette. NASA - NASA's Topex/Poseidon Oceanography Mission Ends. www.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）. 
  8. ^ 李征航; 魏二虎; 王正涛; 彭碧波. 空间大地测量学. 武汉大学出版社. ISBN 978-7-30-707574-0. 
  9. ^ Munk.W.: Testimony Before the U.S. Commission on Ocean Policy, April 2002, http://govinfo.library.unt.edu/oceancommission/meetings/apr18_19_02/munk_statement.pdf （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  10. ^ Greicius, Tony. 25 Years of Global Sea Level Data, and Counting. NASA. 2017-08-09 [2020-04-22] （英语）. 
  11. ^ THE TERRESTRIAL ENVIRONMENT: SOLID-EARTH AND OCEAN PHYSICS (PDF). WASHINGTON, D.C.: NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION. 1970-04 [2020-04-30]. （原始内容 (PDF)存档于2020-05-03）. 
  12. ^ Thirteen eventful years: Aviso+. www.aviso.altimetry.fr. [2020-04-30]. （原始内容存档于2020-05-03）. 
  13. ^ NASA - NSSDCA - Experiment - Query Results. nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）. 
  14. ^ Satellite: TOPEX-Poseidon. WMO OSCAR. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-08-11） （英语）. 
  15. ^ TOPEX/Poseidon. sealevel.jpl.nasa.gov. [2020-04-24]. （原始内容存档于2020-04-28） （英语）. 
  16. ^ Ocean Surface Topography from Space. NASA/JPL. （原始内容存档于2001-10-11） （英语）. 
  17. ^ CEOS Ocean Surface Topography (OST) Constellation Strategic Workshop. Eumetsat. （原始内容存档于2008-11-14） （英语）. 
  18. ^ Jason-3. NASA JPL. （原始内容存档于2015-08-24） （英语）. 

拓展阅读

外部链接

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