成大解开福卫二号科学酬载影像高度误差之谜

国立成功大学太空与电浆科学研究所研究团队从太空电浆物理基础理论出发，透过卫星影像的几何关系，重建大气晖光影像应有的原始样貌，成功解开卫星侧拍影像长期以来存在的高度误差之谜，更为未来卫星任务规划提供预先修正的解决方案。 研究成果 2021 年 10 月发表在美国地球物理科学期刊（Journal of Geophysical Research： Space Physics）。

主导这项研究的成大太空与电浆科学研究所教授谈永颐表示，各项太空科学研究都必须建立在数据的正确性上，因为不正确造成错误的分析解读，很可能影响接续任务的规划方向。 从事卫星酬载设计开发的共同作者、成大太空与电浆科学研究所助理教授张滋芳也表示，酬载所回传的数据资料在每一个环节都必须小心以对，若无法被正确判读，可能失去卫星仪器开发的意义和价值。

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福卫二号已于2016年正式退役，长期累积的科学数据随之停止搜集，连带的数据被使用率也大幅下降。 透过成大电浆所研究团队提供的分析公式，不但能让研究者自己轻易且快速的获得局部空间图像，更能重新点燃科学家对ISUAL数据的兴趣，相信这个研究能让台湾卫星为太空科学界作出更多贡献。

福卫二号从2004年升空后，所搭载的科学酬载（ISUAL）亦从2006年开始进行长期的夜间大气晖光观测，成大电浆所指出，ISUAL观测属于侧拍模式，研究人员很快地发现，影像所定义出的晖光发光层高度与过去认知的高度存在将近20公里的误差，晖光发光层高度分布范围也不过约50公里， 这样的误差足以将晖光暗区误判为晖光亮区。 经过研究人员反复验证卫星数据与计算公式，仍毫无头绪。

成功大学太空与电浆科学研究所教授谈永颐、助理教授张滋芳、博士后研究员江致宇以及研究生黄垎祯花了两年的时间，利用太空物理中电浆化学反应机制，建置全球的晖光强度资料网格点，接着进行基础光学的几何影像重建，最终将卫星拍摄区域的辐射光通量完整反演而获得模拟影像。

成大研究团队表示，经过进一步比对研究后发现，卫星进行影像侧拍时，低于晖光发光层边界高度的区域，会有更强的光叠加效应，使得整体发光层呈现高度降低的积分结果。 该研究所提供的模拟影像修正方法，不单只应用在ISUAL影像上，凡是所有侧拍的卫星数据皆可透过此方式重建资料，甚至可以提供未来相关的卫星任务预先修正模式。 （编辑/吴典谚）

数据源：国立成功大学

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