卫星可以揭示海况而且远非肉眼所见

悉尼新南威尔士大学的工程师正在开发新的卫星技术，该技术可用于确定海况以及许多其他有用的应用程序。

得益于UNSW Sydney工程师开发的无源雷达技术，有关野生海洋和不利海洋条件的实时信息可用于使运输更加安全和高效。

这项技术还引起了澳大利亚国防军的兴趣，因为它能够在保持无线电静默的同时“看透”云层和树木。

新南威尔士大学电气工程与电信学院的安德鲁·登普斯特(Andrew Dempster)教授一直在开发和试用一种新型的接收器，该接收器通过反射法寻找从地球表面反射的卫星导航信号。

弹回

正如他所解释的那样，反射法会观察直接来自卫星的GPS信号，以及信号从地球表面弹回的位置和角度。他和他的同事已经建造了四代接收器，这些接收器旨在从头顶的卫星中寻找这些反弹的GPS信号。

Dempster教授说：“我们将CubeSats装进了我们最新一代的GPS接收器中，”他也是澳大利亚空间工程研究中心主任。

CubeSats是用于太空研究的小型卫星，由于比例很小，因此发射和维护成本只是其一小部分-UNSW-EC0卫星的高度为10cm x 10cm x 20cm，约2kg。装有“ Namuru”或“ Kea”(到目前为止已测试的两个接收器)的CubeSat能够通过记录从海面反射的GPS信号来提供海洋状况或“海况”的实时分析。

这个怎么运作

登普斯特教授说：“我们要做的是测量从卫星到地面再回到卫星上接收机的延迟。”“由于海浪可以反射多个面，这意味着我们在从反射信号的不同角度的延迟中得到了更宽的响应。海浪越崎,，响应越宽。我们还测量了这些反射信号的多普勒频移。”

根据此信息，查看接收器记录的信息的人可能能够推断出波高，波的方向，波长(波之间的距离)，风速和风向。

谁可以受益

“这些数据有很多有趣的应用，”登普斯特教授说。“我们正在与(海运和航运管理公司)劳埃德船级社(Lloyd's Register)洽谈此事，而其他感兴趣的团体将是大型海运公司，海洋学家和从事波浪发电的人员。

“作为一个有用的例子，天然气公司经常在海上给大型油轮加油，这意味着天气状况可能会损害安全性。因此，如果您可以为船舶加油半小时，因为您有更好的知识的海洋状况变化，那么您就可以开始为节省时间对您的公司意味着什么了。”

防御角

除海况外，该设备还可以在该地区接船，因为GPS信号以不同的方式从船上弹回，Dempster教授说。“这是ADF对此感兴趣的原因之一。

“五年前，我们将其中一个接收器带上飞机，飞越森林，记录原始信号，并通过我们的新仪器播放。当我们飞越森林时，我们能够挑选出一种动力塔。否则将被隐藏。这表明即使在卫星图像中也可以隐藏的基础结构现在可以被检测到。

“而且它是接收器这一事实意味着它在无线电静默状态下工作-换句话说，它不会放弃您的位置，这是国防部对此感兴趣的另一个原因。”

天空是极限

通过将接收器与RPAS(遥控飞机系统)集成在一起，可以很好地利用接收器，在该接收器中可以潜在地用于绘制洪水地图。再有就是高空持续系统-HAPS，它可以以常规飞机两倍的高度自主飞行，并由太阳能供电，可以持续飞行数月。

登普斯特教授说：“空中客车就是其中之一，而且由于处于如此高的高度，因此不受天气条件的影响，在恶劣的天气条件下以常规高度飞行很危险。”

“通过便宜的CubeSat卫星群在轨道上空飞行，您可以在这些卫星上安装无源雷达接收器，这些接收器可以穿透云层并可以看到烟雾，这对于了解洪水或丛林大火的程度非常有用。 “

邓普斯特教授表示，在未来的几个月中，他和他的团队将继续简化最新一代的Kea接收器。

“我们的新仪器使用两个Keas，一个向上看，以提供与普通接收器相同的位置，另一个向下看，以查看反射的信号。

“目前，我们正在寻求保留仪器的两种接收器架构，但从中期来看，我们希望开发一种单板解决方案，该解决方案能够完成所有GNSS(全球导航卫星系统)的工作，并整合控制计算机，数据存储和通讯功能。”

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