TOPEX/Poseidon

TOPEX/Poseidon（英語：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、托佩克斯/波塞冬卫星或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。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。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。 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。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。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。 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。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（英語：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，并在圭亞那太空中心由阿里亚娜运载火箭发射升空。 TOPEX/Poseidon主要携带有如下设备： 双频DORIS系统接收机（缩写：DORIS） GPS实验接收机（英語：GPS Demonstration Receiver，缩写：GPSDR） 跟踪与数据中继卫星发射器（英語：Tracking and data relay satellite transmitter） 激光后反射镜阵列（英語：Laser Retroreflector Array，缩写：LRA） 单频固态高度计（英語：Single-frequency Solid-state Altimeter，缩写：SSALT），亦称单频波塞冬高度计（英語：Single-Frequency Poseidon Altimeter） TOPEX微波辐射计（英語：TOPEX Microwave radiometer，缩写：TMR） NASA雷达高度计（英語：NASA Radar Altimeter，缩写：NRA） TOPEX/Poseidon的主要任务内容包括： 以优于5厘米的精度测量海面高度 对全球海面地形进行持续观测 监测大洋环流对全球气候变化的影响，对洋流的季节性变化进行观测 监测大尺度的海洋特征，例如罗斯贝波与开尔文波，并对厄尔尼诺、拉尼娜及太平洋十年涛动等现象进行研究 绘制海盆尺度的环流变化，提供用以验证海洋环流模型的全球数据 绘制海洋表层储热的年际变化 绘制当时最准确的全球潮汐分布图 增进人类对地球重力场的认识 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： 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 TOPEX/Poseidon在1997年探测到由厄尔尼诺现象引起的海面高度变化 TOPEX/Poseidon及其后续任务Jason-1对海平面上升的监测结果 根据TOPEX/Poseidon建立的潮汐模型分析出的M2半日潮分量 根据TOPEX/Poseidon的测高数据绘制的海洋动力地形图 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。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（英語：Ocean Surface Topography Mission，缩写：OSTM）的一部分。 卫星测高 Geosat 欧洲遥感卫星 厄尔尼诺 海平面上升 NASA - NSSDCA - Spacecraft - Telemetry Details. nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03）.  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）.  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）.  TOPEX/Poseidon. ILRS. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.  TOPEX/Poseidon - eoPortal Directory - Satellite Missions. earth.esa.int. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.  NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details. nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.  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）.  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.  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） Greicius, Tony. 25 Years of Global Sea Level Data, and Counting. NASA. 2017-08-09 [2020-04-22] （英语）.  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）.  Thirteen eventful years: Aviso+. www.aviso.altimetry.fr. [2020-04-30]. （原始内容存档于2020-05-03）.  NASA - NSSDCA - Experiment - Query Results. nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.  Satellite: TOPEX-Poseidon. WMO OSCAR. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-08-11） （英语）.  TOPEX/Poseidon. sealevel.jpl.nasa.gov. [2020-04-24]. （原始内容存档于2020-04-28） （英语）.  Ocean Surface Topography from Space. NASA/JPL. （原始内容存档于2001-10-11） （英语）.  CEOS Ocean Surface Topography (OST) Constellation Strategic Workshop. Eumetsat. （原始内容存档于2008-11-14） （英语）.  Jason-3. NASA JPL. （原始内容存档于2015-08-24） （英语）.  TOPEX/Poseidon的空间海洋学：海洋与气候（页面存档备份，存于互联网档案馆）（英語） CNES的TOPEX/Poseidon主页（英語） NASA的TOPEX/Poseidon主页（页面存档备份，存于互联网档案馆）（英語） 科罗拉多大学海平面研究组（页面存档备份，存于互联网档案馆）（英語）