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星载紫外临边探测仪切点几何定位与切高订正OA

Geolocation of the tangent point and tangent height correction for spaceborne ultraviolet limb sounder

中文摘要英文摘要

准确评估和订正临边大气探测仪器的在轨指向及观测切点高度偏差对全球痕量气体的垂直反演精度至关重要.针对我国风云三号F星全新仪器-紫外临边探测仪(Ozone Monitoring Suite-Limb,OMS-L),基于仪器精测坐标系推导了扫描镜观测几何指向模型,构建了等距离虚拟椭球切高解算模型,首次研发了8种配置参数模式分析计算地球椭球/圆球模型、卫星轨道姿态、仪器安装参数以及叠加因素对理论设计观测切高的影响.针对采用knee点法评估出的OMS-L在轨测试期间存在的切高系统偏差,在轨订正仪器安装俯仰参数并统计12个月的仪器指向稳定性.结果表明切高订正精度优于0.4 km,仪器垂向(沿轨)指向季节性变化小于0.01°.针对OMS-L跨轨指向精度,采用同平台同波段的对地观测仪器图像作为基准进行图像匹配,结果表明OMS-L跨轨方向定位偏差对应仪器指向偏差为0.1°.OMS-L沿轨跨轨在轨指向精度满足临边探测痕量气体反演需求.

Accurate assessment and correction of on-orbit pointing errors and tangent height deviations of limb sounders are essential for achieving high vertical accuracy in global trace retrievals.For the newly launched Ozone Monitoring Suite-Limb(OMS-L)onboard Fengyun-3F,the geometric pointing model of the scanning mirror was established based on the precisely measured instrument coordinate system.The tangent height calculation model was constructed using an equidistant virtual ellipsoid.Eight configuration parameter modes were designed to analyze the influence of the earth model,orbital and attitude informa-tion,installation parameters,and their combined effects on the theoretically designed tangent heights.During on-orbit testing,the systematic tangent height deviation was identified by knee-point method.To correct this deviation,the pitch installation parameters were adjusted,and the pointing stability of the in-strument was statistically analyzed over a period of 12 months.The results show that the tangent height correction accuracy is better than 0.4 km,and the annual inter-annual variation of the instrument vertical(along-track)pointing is less than 0.01°.For cross-track pointing accuracy,image matching was per-formed using reference images acquired from the same platform and spectral band of the earth observation instrument.The results show that the cross-track pointing deviation of OMS-L reach 0.1°.The on-orbit pointing accuracy of OMS-L met the requirements for trace gas inversion and retrieval.

王嘉琛;徐娜;江若楠;商建;杨磊;王静;刘崧;李清扬;李元;林冠宇;李占峰

国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),北京 100081||许健民气象卫星创新中心,北京 100081||中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),北京 100081||许健民气象卫星创新中心,北京 100081||中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081北京华云星地通科技有限公司,北京 100081国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),北京 100081||许健民气象卫星创新中心,北京 100081||中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),北京 100081||许健民气象卫星创新中心,北京 100081||中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081北京遥测技术研究所,北京 100076国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),北京 100081||许健民气象卫星创新中心,北京 100081||中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),北京 100081||许健民气象卫星创新中心,北京 100081||中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),北京 100081||许健民气象卫星创新中心,北京 100081||中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033

信息技术与安全科学

大气临边探测紫外风云三号F星观测几何切点高度望远镜指向指向精度图像匹配

atmospheric tangent detectionultravioletFengYun-3Fobservation geometrypointing accuracyimage matching

《光学精密工程》 2026 (2)

179-190,12

国家自然科学基金资助项目(No.U2242212)

10.37188/OPE.20263402.0179

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