子午工程

子午工程北京行星际闪烁监测仪天线

子午工程是利用东经120度子午线附近，北起漠河、经北京、武汉，南至海南并延伸到南极中山站，以及东起上海、经武汉、成都、西至拉萨的沿北纬30度纬线附近现有的15个监测台站，建成一个以链为主、链网结合的，运用地磁（电）、无线电、光学和探空火箭等多种手段的监测网络。

子午工程概念图及首枚探空火箭发射点示意图

首枚探空火箭准备发射

这一大型空间环境地基监测系统由中科院牵头，国家发改委、国家地震局以及信息产业部等七个部委都参与了这一项目。2011年5月7日7时整，“子午工程”首枚探空火箭发射成功。2012年10月23日，子午工程通过国家验收，为载人航天等提供空间环境保障。

位于海南的子午工程甚高频相干散射雷达

在地球表面20公里以外的空间，尤其是在太阳和地球之间经常发生磁暴、太阳风等空间灾害性事件。这些事件就像地球上的狂风暴雨一样，不但会造成地球上的通讯中断等问题，还会危及航行其间的航天器和航天员的安全。为了了解空间环境灾害性天气变化规律、我国上空环境的区域性特征，更好地保证卫星的安全，“东半球空间环境地基综合监测子午链”（简称子午工程）的建设列入了国家重大科学工程建设计划。

“子午工程”沙盘

子午工程是一个大型空间环境地基综合监测系统，将为我国建立独立自主的空间环境监测和保障体系奠定重要基础，对于发展我国空间科学、增强综合国力、提高国家安全保障能力具有重要意义，并可为国际空间科学合作做出重大贡献。

子午工程激光雷达

子午工程系统由地磁（电）分系统、无线电分系统、光学分系统和探空火箭综合监测分系统构成，用于监测中国境内东经120°子午链和北纬30°纬度线上空的空间环境。子午工程主要监测的空间范围是从20-30公里以上到几百公里的中高层大气和电离层，以及十几个地球半径以外的行星际空间。

主要监测参数包括：

1、地表：地磁场、电场、宇宙线强度；

2、中高层大气：风、密度、温度、成份、气溶胶、波动、太阳辐射等；

3、电离层：电子和离子的浓度、温度、运动、频高图、不均匀结构等；

4、磁层：密度；

5、行星际：太阳风等离子体速度。

子午工程设在北京市延庆县大榆树镇大泥河村的观测站点（绿光旁还有一束红光，如下图）

北京延庆双频激光雷达

子午工程的工程目标是建设与国际接轨、具有世界先进水平的东经120°附近空间环境地基综合监测子午链。它包括非相干散射雷达、激光雷达、全天空气辉成像仪和探空火箭等大型先进科学装置，以及空间物理学科的科学数据系统和研究与预报系统。在此基础上，通过国际合作与西经60°附近的子午链构成环绕地球一周的、完整的空间环境地基监测子午圈，来监测地球空间环境的全球变化。

南极中山站协助完成我国高空激光雷达研制与建设

子午工程的建成将使中国在空间环境的地基监测方面快速步入有重要国际影响的先进国家之列，在亚洲发挥主导（或中枢）作用几十年。中国卫星的故障40%都与空间环境有关，若故障率下降10%，效益将十分巨大；带给通信、导航、资源、气象、地震、减灾、防灾、GPS应用、电力、生态和人类健康以及国家安全等领域的长期累积效益更是难以计算的。

子午工程空间环境地基综合监测网二期效果图

国际空间天气子午圈计划

在子午工程的基础上，中国还推动了以我为主的重大国际科技合作——国际空间天气子午圈计划。该计划将中国的子午链向北延伸至俄罗斯，向南延伸到澳大利亚，并将分布于西经60度附近的地面观测台站纳入联网观测，形成了唯一一个能绕地球一周的地基空间环境子午圈。该计划已经得到了圈上绝大部分国家的响应。