構建空間探測計量保障體系
——“數據質量”推動航天強國建設

李得天，張虎忠

（蘭州空間技術物理研究所 真空技術與物理國防科技重點實驗室，蘭州 730000）

宇宙空間資源已成為世界航天大國暗自蓄力的全新戰略陣地。中國航天已從快速“進入太空”發展到全面“認識太空”的全新階段，構建空間探測計量保障體系，建立空間基準、參考標準、比對標準、標準物質、標準源和空間載荷的完整量傳溯源陣列，提升載荷品質，提高數據質量，拓展空間資源認知能力，以“數據質量”強航天，提升我國空間資源利用的國際主導力和話語權成為新的歷史使命。

中國航天正在從近地軌道走向更遠的深空，即將開展一系列的空間科學探測活動，包括空間天文、日球層物理、月球探測、行星科學和空間地球科學等。空間氣體分子、揮發分、等離子體、光譜、塵埃、星際有機物、微波輻射、溫度、重力場、電磁場等探測對象如何測量？探測數據的“質量”如何量化？成為空間探測過程中的重要命題。離開地球環境和地球時空坐標系，空間計量活動將回答這一問題，確保空間探測“精確、穩定、可靠”。

空間探測載荷的測量特性直接代表了儀器的先進性和任務可達性。基于空間計量保障體系，可使測試計量活動貫穿于探測載荷的整個生命周期，甚至于更長期的數據分析及應用。空間探測載荷全周期測試計量活動典型過程為，分析現有載荷的計量需求與測量特性，在要求的置信度范圍內，客觀評價空間探測載荷測量數據的精度、不確定度、穩定性等指標，并將計量指標賦予空間載荷，指導載荷系統和單機迭代優化設計，如圖1所示。

圖1 空間探測載荷全周期測試計量活動

空間計量保障體系是確保空間計量活動可靠實施的基本框架，全面涵蓋專業技術、計量理論、標準規范、溯源體系等要素，其技術內涵可從以下幾個方面進行研究：（1）建立以基準衛星、參考標準衛星、天基標準樣品（源）和探測衛星為核心要素的量傳溯源鏈，建成空間在軌原位溯源體系；（2）建立科學探測載荷、空間參考標準、地面基準之間的溯源關系，研究時空效應和空間環境等效模擬技術，貫通地基溯源能力與空間標準量傳鏈；（3）分析載荷設計、數據修正、參數標定等應用情況，建立理論計算與空間測量之間的誤差評定辦法；（4）研究地面標準比對、空間標準量傳鏈比對、天地等效修正等方法和標準，進一步構建統一的國際標準比對體系。最終，形成可確保空間探測活動可靠準確、地外空間物理單位統一的完整空間量傳溯源陣列。

構建空間計量保障體系，從計量科學的角度，將拓展計量專業發展方向，夯實計量技術基礎，完善計量科學體系；從空間探測工程的角度，將全面提升空間領域計量保障能力和裝備質量，補齊空間探測專業領域計量測試能力短板，增強空間探測效能和經濟性。從人才隊伍建設的角度，將推動空間計量人才培養，為航天強國建設提升核心競爭力。