国家国防科技工业局 - 专题专栏 - 2018年“中国航天日”特别报道 - 科普知识
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追寻海洋卫星强国梦——写在第二个“中国航天日”(图)

     来源: 中国海洋报

  今年4月24日,是第二个“中国航天日”。从去年4月24日开始,每年的这一天成为航天工作者和关注航天事业的人们抚今追昔的节日。

  中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。

  在人们仰望天空,为每一次发射成功而激动万分的时候,你可曾知道,还有无数海洋人在为中国航天事业默默奉献,用自己的智慧和汗水编织着海洋卫星强国梦。

  作为中国航天事业的重要组成部分,海洋卫星在海洋预报、海洋环境监测、海洋防灾减灾、海洋权益维护和海洋调查等方面提供了多方位的信息支撑,实现了中国海洋卫星事业的跨越式发展,跻身世界海洋卫星先进国家之列,为海洋事业发展、海洋强国战略和“一带一路”建设提供有效的技术支撑和服务保障。

  起步:从无到有,20年终于圆梦

  什么是海洋卫星?简单说,就是用于海洋要素的探测而设计发射的一种人造地球卫星,为海洋生物的资源开发利用、海洋污染监测与防治、海岸带资源开发、海洋科学研究等领域提供服务。

  “从上世纪70年代开始,我国就开始将卫星遥感应用于海洋研究和海洋环境预报,也梦想着有一天可以像其他海洋大国一样,拥有属于我们自己的海洋卫星。”国家卫星海洋应用中心有关负责人介绍,“卫星是现代科技水平和国家综合实力的重要标志。由于海洋的广域性、连通性、时变性及复杂性,决定了海洋卫星区别于陆地卫星和气象卫星。同时海洋卫星还具有全天候全天时探测的能力,不受地理位置、天气和人为条件的限制,提供大面积的海面图像,实现多参数同步测量等优点。”

  正是由于海洋卫星在海洋观测中的巨大优势及其不可替代性,促使我国海洋人和航天人从20世纪80年代起就立志于发展中国的海洋卫星事业。功夫不负有心人,经过不懈努力,2002年5月15日9时50分,中国第一颗海洋卫星——“海洋一号A”在太原卫星发射中心由长征火箭发射升空,结束了中国没有海洋卫星的历史。

  在海洋一号A卫星近两年的运行期间,获取的环境数据在海洋资源开发与管理、海洋环境保护与灾害预警、海洋科学研究及国际与地区间海洋合作等多个领域取得了可喜的成果。同时,卫星中心将海洋一号A卫星数据研发做了42种遥感产品,用户最终达到了126个单位,覆盖了国内的海洋管理和生产作业、科研院所、大专院校、军事应用等部门。

  “中国第一颗海洋卫星的成功发射和业务化试运行,是我国海洋事业发展史上一个新的里程碑,它为我国的海洋卫星事业的发展奠定了坚实的技术基础,并为后续海洋专业系列卫星的研制、发射、运行、测控、数据应用打下了基础,积累了宝贵的经验,极大地推动了我国海洋立体监测体系和空间对地观测体系的建设。标志着我国海洋卫星遥感与应用技术迈入了一个崭新的阶段。”国家海洋局海洋科学技术司相关负责人介绍。



  迅跑:从有到强,填补国内空白

  “十五”以来,我国海洋卫星工程取得了长足发展,已成功发射两大系列共3颗海洋卫星。其中,2002年发射第一颗海洋卫星,实现了我国海洋卫星零的突破,完成了海洋水色水温探测试验验证与试验应用任务。2007年4月11日发射了我国第二颗海洋水色卫星(海洋一号B),实现了海洋水色卫星由试验应用型向业务服务型的过渡。2011年8月16日发射了我国第一颗海洋动力环境卫星(海洋二号A,HY2A),卫星主要性能指标达到国际先进水平,填补了我国实时获取海洋动力环境要素的空白。

  2016年8月10日,以海洋应用为主的高分三号卫星在太原卫星发射中心成功发射。随着长征四号丙运载火箭划过清晨的星空,在天穹之上,又增添了一颗光彩夺目的“中国星”。包括海洋水色、海洋动力环境与海洋监视监测3个系列卫星的我国海洋卫星体系已初步形成。

  “对中国海洋事业而言,从2002年发射我国第一颗海洋水色卫星,到高分三号卫星成功发射,每一个新高度都是一个新起点。当今时代,蓬勃发展的海洋事业,对海洋卫星的应用需求越来越强烈,海洋卫星事业正面临着难得的发展机遇。”卫星中心有关负责人介绍,“而作为一颗以海洋应用为主的SAR卫星,高分三号卫星的成功发射必将对海洋事业发展产生极大的促进和激励作用。”

  高分三号卫星具有全天时、全天候、多极化、多模式、定量化、长寿命等特点,其卫星载荷为C频段多极化合成孔径雷达,是目前国际同类卫星中工作模式最多的。高分三号卫星与我国已经发射的海洋一号和海洋二号卫星对海洋的监测与应用有所不同,具有很好的互补性。它获取的高空间分辨率数据,能应用于海岛海岸带精细监测和海上目标监视,为我国海域使用管理和海洋权益维护提供支撑。高分三号卫星还能获取高分辨率的海洋动力环境监测数据,以及海冰、绿潮、海面溢油等SAR图像数据,为我国海洋环境监测和海洋防灾减灾提供有力支持。同时,高分三号卫星8年的设计寿命,能够为海洋遥感监测业务应用提供长时间稳定的高分辨率数据源。

  “高分三号卫星的发射成功,填补了我国自主高分辨率多极化合成孔径雷达海洋遥感数据的空白,是我国卫星海洋应用事业发展的一个新的里程碑。”国家海洋局海洋科学技术司相关负责人介绍。

  跃升:面向业务化、国际化、全面化

  如今,我国海洋卫星事业经过多年的发展,初步实现了从试验应用型向业务服务型的跨越。“四站一中心”的海洋卫星地面系统格局,包括海洋水色、海洋动力环境与海洋监视监测3个系列卫星的我国海洋卫星体系已初步形成。

  “多年来,卫星数据产品覆盖多种要素,为海洋预报、海洋环境监测、海洋防灾减灾、海洋权益维护和海洋调查等提供了多方位的信息支撑,成为建立全球海洋观测系统不可或缺的组成部分。”卫星中心相关负责人说。

  海冰是我国冬季北方海区的主要海洋灾害之一,自卫星中心成立以来,依托我国自主海洋卫星结合国内外其他遥感卫星数据,开发完成了“卫星遥感海冰灾害监测平台”。

  2008年青岛近海的绿潮(浒苔)灾害,直接危及到青岛奥帆赛的举行。卫星中心从2008年起,针对中国近海可能产生灾害的绿潮暴发情况连续监视监测,目前,已在北海分局建立起联合监测会商机制,监测结果实时提供给预报和沿海相关部门,为我国近海海洋生态防治等提供了有效信息。

  结合国产海洋遥感卫星的技术特点和远洋渔业发展、海洋强国战略和海洋国防等重大战略需求,形成了完整的卫星遥感海洋环境参数提取、渔场信息预报、渔场信息服务等关键技术,研发出具有自主知识产权的海洋渔业生产应用服务示范系统(具体包括海洋环境信息综合生产加工平台、渔情预报信息生产加工平台、海洋渔业综合信息服务平台等三个平台)等“三平台一系统”,打通了卫星遥感海洋渔业生产信息服务一体化的产业服务链,培养了一支产学研用结合的队伍,产生了良好的经济、社会和环境效益。

  作为海洋卫星的重要组成部分,地面应用系统是实现卫星社会效益和经济效益的关键,其主要任务包括卫星任务计划调度、地面接收、资料处理、辐射定标与真实性检验、运控管理、通信、存档分发、应用服务等。卫星中心于2002年建成了海洋一号A卫星地面应用系统,随着海洋卫星的发展,在原有地面应用系统的基础上进行改扩建,建成了同时满足海洋一号B和海洋二号A卫星任务需求的具有多星运行调度功能的海洋卫星地面应用系统。

  经过多年发展与建设,海洋卫星地面应用系统在地域上形成了数据处理中心和北京、海南、牡丹江、杭州以及“雪龙”船卫星地面站“多站一中心”的布局。从系统功能角度上,按照功能、性能优化组合和实际业务的需要,将地面应用系统设计为7个分系统,分别是接收预处理分系统、精密定轨分系统、资料处理分系统、产品存档与分发分系统、辐射校正与真实性检验分系统、运控通信分系统和业务应用分系统。随着业务化卫星体系发展,海洋卫星地面应用系统将进一步得到大力提升,促进海洋卫星事业跨越式发展。

  一个“海洋卫星强国梦”正在海洋人的手中一步步地变成现实。

  未来:夯实基础,全面发展

  目前,我国海洋卫星正向业务化、国际化、全面化方向发展。业务化方面,“十三五”期间,将发射海洋水色系列卫星与海洋动力环境卫星的后续业务卫星共4颗,同时将启动立项论证的业务卫星还包括HY3A/B、HY-2D/E/F、海风海浪探测卫星等,海洋卫星将实现由科研星向业务星的过渡。国际化方面,中国与法国合作研制的中法海洋卫星计划于2018年发射,与国外的数据交换、技术交流不断加强。全面化方面,新一代海洋水色卫星与海洋动力环境卫星、盐度探测等新型海洋卫星正在论证立项,将不断拓展应用领域与效能。

  “十三五”时期海洋卫星将从单颗卫星发展为星座式组网运行,海洋水色卫星星座实现上下午星组网观测,海洋动力卫星星座将逐步实现极轨加倾斜轨道的三星组网观测;卫星型谱将在海洋水色、海洋动力两个系列的基础上,新增三星组网观测的海洋监视监测卫星,既能实现大范围海洋环境监测,又能满足高分辨率海上目标监视需求。

  “2020年底,海洋卫星将实现6颗~7颗卫星同时在轨运行,具备全天时、全天候、业务化获取我国近海和全球海域海洋环境遥感数据的能力,为我国海洋强国战略和“一带一路”建设提供有力的支撑保障。”卫星中心相关负责人说。

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