三分钟看懂Argos系统卫星——为环境保护而生|163

ARGOS卫星——为环境保护而生

1、ARGOS系统

Argos系统(曾译为“百眼巨人”系统)是法国国家空间研究中心与美国航宇局和海洋大气局合作的第一个全球定位和数据采集系统。是一款全球性的非盈利的卫星定位和数据采集系统，致力于研究和保护地球环境。主要面向科研、环境保护、动物追踪等方向，以期为分布在地球周围,包括海洋、陆地和空中的数千个活动及固定平台进行定位并完成数据采集的工作。

目前Argos系统由6颗极轨卫星组成，轨道高度850km，轨道周期约为100分钟，单颗卫星的横扫直径为5000km。6颗卫星每天坚持围绕地球运转，接收海洋、地面和空中的发射器的信号，并将信号传回到地面。地面的信号发射器的功率需求仅为0.1W~2W。

目前有6颗卫星中，4颗是ARGOS2代卫星，2颗为ARGOS3代卫星。ARGOS3代卫星比2代具有更高的带宽，并可实现双向通信。从2018年起将陆续会有多颗ARGOS4代卫星以及更多的Nano卫星发送上天，从而形成更大的卫星网络，为全球的海洋数据发送、海洋环境保护和动物追踪等方向提供越来越便利的服务和支持。

2、 ARGOS多普勒定位

ARGOS卫星是世界上第一套采用多普勒定位技术的卫星，即可用单颗卫星进行定位。

大家所熟知的GPS定位，是通过多颗卫星对同一位置进行多点定位。而ARGOS则采用多普勒频移及卡尔曼滤波的技术，单颗卫星即可对目标进行定位，无需GPS，定位精度可达250m。从而也实现了世界上第一套集数据传输与定位于一体的卫星网络。

同时用户也可以将GPS接收模块整合到终端内，将GPS定位数据通过ARGOS卫星进行传输，连同ARGOS定位信息一同发送给用户。

3 ARGOS应用

ARGOS系统每天都面向各大科研机构的多种应用提供各种定位及数据传输分发服务，比如：ARGO浮标、滑翔机、漂流浮标、大气/海洋/水文浮标、冰浮标、科考船、动物追踪等各种应用。

下面给大家简单介绍几种应用

Argo计划

提到ARGOS应用，首先想到的肯定是Argo计划。

Argo计划是由美国等国家大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测试验项目，旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温、盐度剖面资料，以提高气候预报的精度，有效防御全球日益严重的气候灾害(如飓风、龙卷风、台风、冰暴、洪水和干旱等)给人类造成的威胁。

Argo计划构想用3年至4年时间(2000年-2003年)在全球大洋中每隔300公里布放一个卫星跟踪浮标，总计为3000个，组成一个庞大的Argo全球海洋观测网。一种称为自律式的拉格朗日环流剖面观测浮标将担当此重任。它的设计寿命为4年至5年，最大测量深度为2000米，会每隔10天至14天自动发送一组剖面实时观测数据，每年可提供多达10万个剖面的海水温度和盐度资料。目前Argo计划已经有超过40个国家参与。

Argo全球海洋观测网建设受到了世界各沿海国家、大气科学家的青睐，被誉为"海洋观测手段的一场革命"，实现了长期、自动、实时和连续获取大范围、深层海洋资料的能力，可从根本上弥补天气预报中对海洋内部信息缺少了解的局面，从而会在很大程度上提高天气预报的精确度。

而Argo计划主要采用的就是ARGOS卫星定位和数据传输系统。该计划目前一直在延续并持续观测中，目前每天有超过3800个浮标工作在海上并进行着数据共享。

水下滑翔机定位追踪回收

水下滑翔机是一种新型的观测平台。由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大等特点，可按照预定航线轨迹进行航行，并搭载各种传感器，实时获取海洋剖面数据，在科研及军事领域上的应用具有极其重大的意义。

目前在国外使用的水下滑翔机中普遍都安装有ARGOS发射器，用以回收的时候进行定位，配合船上使用的手持接收端（测角仪），可在海上准确找寻到滑翔机的具体方位。

动物追踪主要是研究动物的长途迁徙、季节性行为、地理活动、采食策略、生存条件和死亡率等，通过研究这些可以进一步分析动物的环境的适应性、气候变化，从而对动物进行保护，对生态进行维护，以及研究渔业发展影响，定义和评估海洋陆地保护区。同时也可以在一些海洋动物的追踪信标上加载传感器，从而长期获取海洋数据。

而ARGOS系统的发射器功耗小，信标重量最小可以做到5g，且非盈利性，通信费低廉，目前被广泛应用于动物追踪领域。

上图为背着追踪器的燕隼

2008年至2010年德国燕隼迁徙图

企鹅追踪

普京在为老虎佩戴ARGOS追踪器

4、ARGOS后续服务发展 自2018年起，多颗ARGOS4代卫星以及Nano卫星将陆续发送至太空，形成新的密集化全球网络，将会在越来越多的领域发挥至关重要的作用，为地球环境保护提供全面实时地技术支持和服务。