没错!就是你开 google 地图会协助导航的 GPS。我们常接触的是美国 GPS 系统,目前有 31 颗卫星在两万公里高空轨道上绕行地球,当地面讯号站能同时接触到四颗以上卫星讯号时,便能以三角测量原理协助定位。
而福七正是靠著 GPS 来达成掩星观测,得到气象资料的喔!福三计画主持人、福七计画副主持人方振洲博士表示,常见的气象观测,都是垂直观测大气状况。探空气球是搭载仪器升空测量,地球同步气象卫星则靠著感应地表、陆地与海洋所反射的电磁波能量,计算处理后得到卫星云图。
但是福七的掩星观测技术不同,它并不是直接量测大气层资料,而是靠著它的主要酬载仪器「全球卫星导航系统无线电讯号接收仪」(TGRS),横向接收 GPS 卫星穿入和穿出大气层所产生的电磁波讯号。电磁波在穿越不同湿度、温度、压力的大气环境时,会产生偏折,藉由观测讯号转向、减弱或变慢,便能反推大气层中湿度、压力与温度对讯号的影响,得到气象数值预报所需的资料。
福三利用 GPS 无线电波掩星量测原理,利用福三所接收的 GPS 讯号折射角度变化,推演相对应的大气温度、气压和水气以及电离层电子密度的垂直分佈。图/太空中心提供
福七最后所接收到的,是经过无数偏折后的讯号,因此若要回推影响某一点的温度,则必须像剥洋葱般,由电离层一层层剖析到大气层,运用大气密度随高度上升变小、电磁波讯号折射角变小的原理,根据每一层温度和折射角变化,慢慢推算出那点的资料。
全世界的定位系统有四种,包括:美国 GPS、俄罗斯 GLONASS、欧洲 Galileo 和中国北斗。福七 TGRS 能同时接收美国 GPS 和俄罗斯 GLONASS 两系统共 55 颗定位卫星的讯号,比福三仅能接收单一系统的资料量多,每天可提供 4000 笔掩星观测资料。再加上福七是在南北纬 50 度间轨道绕行,以台湾、赤道与低纬度颱风盛行区的观测为主,不像福三以高纬度轨道全球绕行。因此福七观测资料密集度更高、资料量更大,必能提升气象预报的准确度。