研究领域
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GNSS遥感与应用
GNSS遥感与应用研究室是国内 GNSS 遥感领域最早起步的研究团队之一，经过二十多年的发展，大气、海洋三维立体 GNSS 遥感探测领域，形成了国际上少数几个具备从理论研究→仪器研发→数据反演应用的全过程链的研发队伍。成功构建了具有核心竞争力的从探测数据获取一直到反演应用参数不同阶段全价值链的星地一体化GNSS遥感立体探测技术系统。
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瞬态电磁脉冲探测
雷电探测研究室致力于电磁脉冲、次声信号探测领域的研究，是国内最早开展此研究工作的团队，经过三十年的发展，形成了具备理论研究→仪器研发→数据反演应用全过程链的研发队伍。
研究室开展并完成了多项研制任务，包括：国内首次星载电磁脉冲探测器的演示验证、微纳卫星星座电磁脉冲探测器研制、国内首次平流层次声探测、地基电磁脉冲/次声信号探测等。团队根据多年的数据积累，研发了电磁脉冲、次声事件定位/定量算法和相应业务应用软件；构建了从数据获取到参数反演等不同阶段的探测技术体系。
等离子体探测
等离子体探测研究室是主要针对空间等离子体及其效应开展研究的科研单元。研究室开发有冷等离子体探测载荷、热等离子体探测载荷以及卫星电位探测载荷等。探测要素涵盖空间等离子体的能谱、成分、方向、通量、温度、密度以及卫星表面充电、内部充电参数等。研究室长期目标是建设成为国内空间等离子体及其效应探测及研究领域的核心研究单元。
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能量粒子探测
能量粒子探测研究室的研究领域包括空间粒子辐射环境探测、空间粒子辐射效应探测和空间辐射生物学探测。研究室是我国最早开展空间粒子辐射探测载荷研制的单位。自上世纪60年代起步，已经历了5代粒子探测载荷发展，形成了中能粒子探测、高能粒子探测、辐射效应探测、中性粒子（原子、中子）等空间粒子的综合测量能力，并建设了国内唯一的可用于空间粒子探测载荷定标的中高能电子和中能质子加速器设备，长期以来一直是我国高能粒子探测仪器研制的核心基地和主力军。
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光学探测1
光学探测第一研究室是国内最早发展利用星载紫外-真空紫外波段光学遥感探测技术探测中高层大气、电离层及低层大气的研究团队之一，探测量包括中高层大气主要成分密度、风场、温度、电离层电子密度、臭氧、气溶胶及痕量气体、极光等，具备从理论研究→仪器研发→数据反演应用的全过程链的研发能力。
团队圆满完成了多项国家重大研制任务，并且正在承担包括风云三号气象卫星03批后续4颗星紫外高光谱臭氧探测仪、电离层光度计等重大研制任务。同时，团队研发了相关电离层电子密度、中高层大气密度正演反演方法，构建了具有核心竞争力的从探测数据获取一直到反演应用参数不同阶段全价值链的星地一体化紫外-真空紫外遥感探测技术系统。
光学探测2
光学探测第二研究室的主要研究领域包括大气微量成分探测、全球大气风场探测和太阳探测等。研究室是我国最早开展臭氧和气溶胶全球分布探测载荷研制的单位。自上世纪90年代起步，已经历了3代大气遥感探测载荷发展，形成了大气微量成分探测、吸收性气溶胶探测、中高层大气风场探测和太阳日冕探测的综合探测能力，建设了一套完善的紫外-可见-近红外波段大气遥感载荷地面全要素测试定标系统，实现了载荷地面高精度测试和定标；长期以来一直是我国大气微量成分探测载荷的核心基地和主力军。
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光学探测3
光学探测第三研究室以太阳X射线、极紫外、紫外辐射探测为主要手段，研制具有先进性和创新性的辐射探测仪器和成像观测设备，监测太阳耀斑爆发事件，监测太阳活动区变化情况，监测太阳高能电磁辐射在短期、中期和长期的时间变化，以及日地系统相互作用及其演化过程的物理现象。
本研究室研制的太阳X射线探测器先后搭载于“东方红二号”、“实践二号”、“风云二号”系列卫星，探测技术国际领先，积累了跨越数个太阳活动周的耀斑监测数据；研制的170-400nm高分辨率太阳紫外光谱仪搭载于“鸿鹄”专项高空气球，在国际上首次实现临近空间太阳紫外辐射水平的探测数据。
中性大气就位探测
中性大气就位探测研究室是我国最早开展天基中性大气原位探测载荷研究的团队，经过近三十年的发展，攻克了星载微小型电离计、质谱计、微量天平等技术，形成了大气密度、大气成分、大气风场、大气温度、微质量等多要素探测能力，具备从物理设计→传感器制备 →仪器研制→数据反演应用的全过程链的研发团队。
团队圆满完成了多项国家重大研制任务，包括神舟飞船、天宫试验室、微纳卫星以及多颗应用卫星大气探测载荷研制任务，并且正在承担空间站、深空探测、子午工程等多项重大任务。同时，团队成功研发了具有核心竞争力的基于纳米涂覆技术的阴极传感器，实现了从传感器研制到在轨数据产出的全链条自主可控。
总体技术
总体技术室作为空间环境探测有效载荷的总体技术部门，承担载荷系统架构的论证、目标符合性分析、可靠性设计、集成测试等任务，牵头完成我国新一代地球静止轨道空间环境监测分系统的研制工作，目前正在组织L1、L5点深空探测任务中环境探测载荷的研制任务，在载人航天空间站、风云气象卫星、探月工程、二代导航系列卫星、火星探测等国家重大任务中，实验室均承担了科研任务。
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GNSS遥感与应用
瞬态电磁脉冲探测
等离子体探测
能量粒子探测
光学探测1
光学探测2
光学探测3
中性大气就位探测
总体技术
1971
我国空间环境探测发端 第一次获得我国上空700~1000km高能粒子环境; 第一批太阳X射线探测实验数据
1981
我国第一台紫外光度计获得了我国上空第一批30~70km臭氧数据；
1990
我国第一轨南大西洋异常区数据; 风云一号B星
1994
我国首次高能电子暴监测，外辐射带分层结构结果比RBSP早19年;我国第一条等离子体能谱; 实践4号
1997
我国首次质子事件预警尝试; 我国首张GEO质子、电子演化图; 风云二号A星
2001
我国载人轨道首张大气密度分布图；我国首张轨道大气成分质谱图 神舟二号
2007
国首张MEO高能电子全球分布图；我国首张月球轨道高能电子事件分布图；我国首张月球附近太阳风粒子双流分布图
2008
风云三号A星，我国第一台臭氧总量探测仪，获得我国第一幅全球臭氧总量分布图、南极臭氧空洞图，数据产品被纳入世界气象组织/世界臭氧和紫外辐射数据中心(WOUDC)；
2010
我国第一张IGSO高能电子分布图; 我国第一张IGSO质子事件分布图
2011
我国第一张高能电子投掷角分布图； 我国第一张L2点质子事件、太阳风离子加速图
2012
我国第一个辐射环境标准数据库
2013
我国第一幅大气、电离层廓线图； 我国第一幅等离子体参数垂直分布图
2014
我国第一个基于自主数据的典型轨道辐射环境动态模型；
2015
我国第一个微纳星大气密度探测图
2016
我国第一张在轨返回重离子径迹照片
2017
GNOS数据进入WMO掩星载荷矩阵，数据业务应用于ECMWF、德国数值预报系统； 我国第一张电离层氧氮比演化图
2018
我国第一幅全球原位电离层分布图（张衡一号）
2020
天问一号，我国首次获取其他行星等离子体与中性成分环境；
2021
风云三号E星，首个掩星/海反一体探测仪成功获取全球海反风场，监测到台风“烟花”； 高分五号B星，我国首台高分辨率污染性气溶胶探测仪，获得全球污染性气溶胶高分辨率动态分布图； 天和核心舱，首次自主粒子辐射数据保障航天员出舱； 风云四号B星，我国首次自主获取能量范围30keV-300MeV跨4个量级的质子宽能谱数据；
2022
风云三号E星，全球导航卫星掩星探测仪Ⅱ型(GNOS-II)，首次实现多导航系统海面风速产品定量业务化发布； 空间站问天舱，我国首次引入一种新型闪烁体材料的在轨中子测量，实现中高能粒子和效应综合测量；
2023
空间站问天舱，首次监测空间站充电，首次实现电离层等离子体原位成像，首次获得400km电离层分布图； 空间站梦天舱，我国首个舱外辐射生物学试验装置在轨开展生物实验。