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我国海洋卫星应用的过去、现在与未来
    日期:2011年09月07日    字体:【】【】【

  海洋二号卫星成功发射,中国航母平台试航,“蛟龙”号潜艇深潜5000米凯旋……一时间,“海洋”这个词频频地出现在公众的视野之中。
  对此,国家卫星海洋应用中心主任、海洋卫星地面应用系统总师蒋兴伟表示,无论是海洋系列卫星的发展,还是其他海洋综合能力的发展,不仅仅意味着国家海洋意识的觉醒和国民海洋素质的提升,更重要的是在强调一种真正的海洋实力。
  那么,这种实力从何而来?
  无外乎要先了解海洋、认识海洋,才能开发海洋、利用海洋,进而实现保护海洋、推动发展。
  而海洋卫星则真正实现了对海洋的了解、认识、开发、利用和保护为一体的国家海洋综合实力的提升。
  海洋二号卫星总师张庆君如是说,卫星的研制发射只是第一步,而随着后续海洋卫星监测数据传回地面,如何能够更好地实现数据应用,将零散的数据和信号读出来,再“翻译”成公众所能看得懂的信息,指导生产、生活,以发挥更大的经济效益和社会效益,则是卫星应用产业所担负的重任。
  业务化应用稳定运行
  海洋一号A卫星和海洋一号B卫星分别于2002年和2007年发射,并完成了我国海洋水色环境监测的试验与应用任务,使得我国海洋水色卫星的探测能力从无到有,由弱到强,并真正进入到遥感卫星业务化运行状态。
  据蒋兴伟介绍,海洋一号两颗卫星一方面改变了我国海洋遥感卫星数据长期依赖国外进口的局面,另一方面也为我国在海洋水色环境监测与应用方面打下了很好的基础。
  在海洋水色要素监测方面,通过对叶绿素、悬浮泥沙、可溶性有机物等要素的有效探测,我国实现了海洋遥感卫星从无到有的蜕变,并逐步实现了业务化监测能力。
  在卫星数据应用方面,我国实现了对海温、海冰的预报,实现了对赤潮和大洋渔场环境以及海岸带动态变化的监测等,各方面应用能力和水平都有了较大的提升。
  今后,海洋水色卫星将进入业务化监测和运行阶段,随着后续海洋一号C星和D星双星的发射入轨和组网运行,将实现长期的、连续的、不间断的海洋卫星数据产品服务。
  系列化卫星齐头并进
  据蒋兴伟介绍,此次发射的海洋二号卫星跟海洋一号卫星有很大的不同。前者是利用主被动的微波遥感技术,实现对海洋动力环境要素的监测;而后者则是利用可见光和红外探测技术,实现对海洋水色环境要素的探测。
  海洋动力环境要素和海洋水色环境要素,对于人类了解和认识海洋而言,是相辅相成、互为补充的,不能相互替代。
  二者的结合能够更加全方位地实现对海洋环境的监测,有利于加深对海洋的了解和掌握,加深对海洋灾害的认识,提高海洋环境预报的时效性和准确性,为海洋防灾减灾和我国经济建设、国防建设提供服务。
  此次海洋二号卫星成功发射后,也将发展成具有业务化运行能力的卫星系列。在“十二五”乃至后期实现多颗卫星同时在轨,满足业务化运行要求,以保证对海洋动力环境要素业务化应用的需要。
  对于海洋环境的监测,我国还计划发展第三个系列的卫星,也就是海洋三号卫星——海洋监视监测卫星。它主要利用合成孔径雷达遥感器,实现对海面目标和海洋溢油等灾害的监测。
  三个系列的海洋卫星将在太空中遥望海洋,共同构成海洋立体空间监测体系,实现对海洋更大范围、更多要素的同步、连续观测,为我国海洋事业发展和国家经济建设、国防建设发挥更重要的作用。
  30年差距一朝立潮头
  美国1978年发射了世界上第一颗海洋卫星,我国第一颗海洋水色卫星——海洋一号A卫星则一直到2002年才发射升空。
  “可以说,我国海洋卫星事业的发展起步滞后了近30年的时间。”蒋兴伟分析说,“但我们的起点并不低。”
  通过海洋一号系列卫星的试验、验证和完善发展,尤其是通过海洋二号卫星的众多破冰之举,目前,我国海洋卫星在研制、发射、测控技术和地面应用技术等方面都已经达到了国际先进水平,在某些方面甚至达到了国际领先水平。
  蒋兴伟介绍,海洋二号卫星从功能性能上来讲,已经达到了海洋动力环境监测卫星的国际先进水平,其有效载荷也已经与国际同类卫星的水平相当。
  但他也透露说,就整体能力而言,我国的海洋卫星事业与国际发达国家相比,还是存在着一定的差距,尤其是在有效载荷的探测精度和性能指标上,在卫星的长寿命、高可靠上,以及地面应用对于数据的反演、定标和检验等方面,还有待于进一步提高。
  可喜的是,曾经一度依赖进口的行波管放大器,已经实现了国产化,并在此次海洋二号任务中首次进行试验验证。蒋兴伟说,无论是对航天事业的发展还是海洋事业的发展而言,此次仪器设备的国产化都具有深远意义。
  美国第一颗海洋卫星SeaSat-A虽然在轨有效运行时间只有短短的105天,但其获得的全球海面风向风速资料,相当于上一个世纪以来所有船舶观测资料的总和;对全球大洋进行的100多万次海面温度测量,相当于过去50年来常规方法测量的总和。
  而那已经是30多年前的事情了。相信随着技术手段的进一步发展和科技水平的进一步提高,海洋卫星的测量数据也将更加丰富和完备,其应用程度也会更加深入、应用范围更加广泛、应用效益更加凸显。
  
  海洋一号A卫星
  海洋一号A卫星是中国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装载2台遥感器,1台是10波段的海洋水色扫描仪,1台是4波段的CCD成像仪。
  该星于北京时间2002年5月15日9时50分在太原卫星发射中心由长征四号乙火箭发射升空,在完成了7次变轨后,于2002年5月27日到达798公里的预定轨道,并于2002年5月29日按预定时间有效载荷开始进行对地观测。
  海洋一号B卫星
  海洋一号B卫星是中国第一颗海洋卫星即海洋一号A卫星的后续星,星上载有1台10波段的海洋水色扫描仪和1台4波段的海岸带成像仪。该卫星的观测能力和探测精度进一步增强和提高,主要用于探测叶绿素、悬浮泥沙、可溶有机物及海洋表面温度等要素和进行海岸带动态变化监测,为海洋经济发展和国防建设服务。
  海洋二号卫星
  海洋二号卫星是我国首颗海洋动力环境卫星。海洋动力环境是与海水运动密切相关的海洋环境信息,主要包括海面风场、浪场、海冰、重力场、有效波高、波向、波浪功率谱及流场、海温和海水盐度等方面的信息。海洋二号卫星设计寿命3年,配置了雷达高度计、微波散射计、微波辐射计、校正辐射计以及X波段数据传输和激光通信等载荷。
  三个系列卫星差异
  三个系列的海洋卫星差异在于,对海洋环境的不同要素进行监测,采用不同的监测技术和手段。
  海洋一号卫星利用光学手段,即可见光和红外技术,实现对海洋水色环境的监测和预报。
  海洋二号卫星利用微波遥感技术,实现对海洋动力环境要素的监测和预报。
  海洋三号卫星从大的方面来讲也是应用微波探测技术,利用微波遥感技术还有一个优势,就是能够全天时、全天候地实现对海洋动力环境要素的监测和获取。但应用的是合成孔径雷达,既可以成像也可以实现对海洋环境要素提取。
不同系列发展,相互补充、相互配合,形成整体合力。


对比卫星影像(右图为海洋卫星影像)——长江悬沙

渔情预报分析图

海冰预报分析图

海上溢油控测

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