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世界海洋日|一文帶你了解五院抓總研制的海洋衛星

時間:2023年06月08日 信息來源:本站原創 點擊:2546 字體:

6月8日是“世界海洋日暨全國海洋宣傳日”,今年的活動主題是“保護海洋生態系統 人與自然和諧共生”。黨的二十大報告強調,發展海洋經濟,保護海洋生態環境,加快建設海洋強國。大力發展、廣泛應用海洋衛星,是推動海洋強國建設不可或缺的技術手段。從2002年實現我國海洋衛星“零”的突破,五院已抓總研制并成功發射了多顆海洋衛星,涵蓋海洋水色、海洋動力環境和海洋監視監測三個系列,推動海洋衛星性能不斷提高、應用日益廣泛、效益更加顯著、服務遍及全球。

 

慧眼識海“填空白”


海洋水色系列衛星是以可見光和紅外成像觀測為手段的海洋遙感衛星,主要用于海洋水色、水溫、海岸帶觀測。海洋一號系列衛星的家族成員有海洋一號A衛星、海洋一號B衛星、海洋一號C衛星和海洋一號D衛星。

 

海洋一號A衛星于2002年成功發射,填補了我國海洋衛星領域的空白。星上裝載海洋水色水溫掃描儀和海岸帶成像儀,主要用于海洋水色、水溫環境要素探測,在軌期間獲取了大量水色遙感探測數據,探測范圍覆蓋了全球海域。2007年發射的海洋一號B衛星是A衛星的接替星,衛星的觀測能力和探測精度得到了進一步提高。

 

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▲ 海洋一號A衛星示意圖

 

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▲ 海洋一號B衛星示意圖

 

隨著海洋一號A、B衛星的退役,2018年發射升空的海洋一號C衛星承擔起我國海洋水色觀測的使命。星上搭載了海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀、紫外成像儀、星上定標光譜儀、船舶自動識別系統五大載荷,可實現對全球海洋水色的長期、連續、穩定探測,在海冰、赤潮、溢油、森林火災、圍填海監測等方面作出了突出貢獻。

 

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▲ 海洋一號C衛星示意圖

 

海洋一號D衛星于2020年成功發射,配置與海洋一號C衛星性能相同的五個有效載荷。海洋一號D衛星與C衛星組成中國首個海洋民用業務衛星星座,實現了雙星上、下午組網觀測,填補了我國海洋水色衛星下午無觀測數據的空白,大幅提高了對全球海洋水色、海岸帶資源與生態環境的有效觀測能力,使我國在海洋水色遙感領域躋身國際前列。

 

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▲ 海洋一號C、D衛星星座示意圖

 


觀風測浪“顯身手”


海洋動力環境系列衛星具備從太空中探測海浪和海風的本領,主要用于全球全天候海面風場、浪高、海面高度、海面溫度等多種海洋動力環境參數監測,直接為災害性海況預警預報提供實測數據,為海洋防災減災、海洋資源開發、海洋環境保護、海洋科學研究等提供支撐服務。海洋動力環境系列衛星包含海洋二號系列衛星和中法海洋衛星。

 

海洋二號系列衛星家族成員包括海洋二號A衛星、海洋二號B衛星、海洋二號C衛星和海洋二號D衛星。

 

海洋二號A衛星于2011年成功發射,創造了我國遙感衛星領域首次實現厘米級高精度測定軌、首次實現主被動微波遙感器于一體等多個“第一”。

 

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▲ 海洋二號A衛星示意圖

 

海洋二號B衛星于2018年成功發射,是我國海洋動力環境監測網的首發星,在A星的基礎上新增了船舶自動識別和數據收集系統,可持續對海面風場、海浪、海面溫度、海上風暴和潮汐進行監測,形成連續、穩定的海洋環境監測與數據獲取能力。海洋二號C衛星于2020年發射升空,具備測量全球海洋表面風矢量和全球海面高度,全球船舶自動識別以及接收、存儲和轉發全球海上浮標測量信息等一系列能力,其功能可概括為“捕風、勘海、鑒舟、匯志”。

 

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▲ 海洋二號B衛星示意圖

 

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▲ 海洋二號C衛星示意圖


2021年海洋二號D衛星成功發射,其后與海洋二號B衛星、C衛星在軌組網,建成我國首個海洋動力環境監測網。三星組網運行后,僅需6小時,全球海洋監測的覆蓋能力就能達80%以上,海洋監測的效率和精度大幅提升,達到國際領先水平,高效服務于我國海洋防災減災、海上交通、發展海洋經濟等工作,進一步提升了中國海洋衛星體系的國際地位。

 

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▲ 海洋二號B星、C星、D星在軌組網示意圖

 

中法海洋衛星是中法兩國合作的科研試驗衛星,于2018年發射升空,主要用于海洋動力環境監測,首次實現了對海洋表面風和浪的大面積、高精度同步觀測。在軌運行4年多來,中法海洋衛星已向多家用戶分發數據,世界多個國家和地區的數十家科研團隊使用了衛星共享數據服務科學研究和優化天氣預報系統。這些數據已在臺風災害監測、南北極海冰監測、海洋數值天氣預報和短期預報中得到應用示范驗證。

 

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▲ 中法海洋衛星示意圖

 

 

穿云破霧“織天網”


海洋監視監測系列衛星用于對海上目標和對海洋環境進行實時監測,主要包括高分三號系列衛星,即高分三號01星、02星和03星。

 

高分三號01星于2016年成功發射,是我國自主研制的首顆C頻段、多極化、高分辨率合成孔徑雷達(SAR)衛星,在研制過程中采用了50多項創新技術,具有全天時、全天候監測、高精度測量、多模式成像等突出優勢,主要技術指標達到或超過國際同類衛星水平。由于合成孔徑雷達(SAR)衛星不受光照、云層和天氣的約束與影響,可以全天時、全天候工作,且具有對地下物體的穿透能力,解決了光學遙感觀測不到或觀測不足的問題,當天氣條件惡劣時,對合成孔徑雷達(SAR)衛星的需求就格外迫切。

 

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▲ 高分三號01星示意圖

 

在原有性能提升的基礎上,2021年發射的高分三號02星上增設了兩個“獨家利器”:一是創新增加了AIS船舶定位技術,及時更新海上船舶的位置信息并引導對船舶成像和識別,及時掌握海洋氣象、航行信息等數據,有助于保障海上生命安全、提高航行的安全性;二是增加了星上實時處理器,在特定觀測模式下可以即時進行數據處理,省去了數據處理的“中間商”,直接與用戶“見面”。以前,01星從獲取數據到用戶拿到影像圖需要間隔幾個小時的時間,02星在十幾分鐘內就能處理完成——這對于應急救援來說,無疑是個巨大的飛躍。

 

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▲ 高分三號02星在轉運中

 

2022年,高分三號03星成功發射,標志著我國海陸監視監測迎來三星組網時代。三星組網運行充分發揮了多星協同觀測優勢,形成1+1+1>3的應用效能:重訪周期由單星15小時縮短至5小時,對海洋大面積成像能力翻倍提升,實現一次成像就能拍攝全球近1/5的海洋,更精確監測重大災害和基礎設施。

 

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▲ 高分三號衛星處在同一軌道示意圖

 

經濟社會發展需要海洋衛星,監測海上風云變幻離不開海洋衛星。五院抓總研制的這些海洋衛星,各有特色、優勢互補,組網觀測并實現業務運行,支撐我國生態文明建設,服務于應對全球氣候變化。從天瞰海,放眼未來,五院還將持續推動海洋衛星更好地服務國計民生,推動航天強國建設、海洋強國建設不斷取得新成就。



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