海洋观测卫星 -海洋观测卫星最新消息

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地球是一颗美丽的蓝色星球，而这蓝色，正是海洋的赋予。浩瀚的大海是地球的生命摇篮，不仅孕育了多彩缤纷的海洋生命，现在陆地上的生命，也是从海洋走上岸的。今天是第十二个世界海洋日。人类对海洋的了解与探知，不仅通过船、艇、潜的方式进行，太空中的卫星也是探测海洋、了解海洋的重要平台和途径。中国的海洋系列卫星都有哪些呢？本文和大家一起去了解。

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海洋卫星星座跟踪

中国自主研制和发射的海海洋环境监测卫星，此系列卫星共分为一号、二号以及中法海洋卫星等。

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海洋一号（HY-1A）

0 Z9 M5 P1 i- ^7 i

海洋一号卫星是中国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装载两台遥感器，一台是十波段的海洋水色扫描仪，另一台是四波段的CCD成像仪。

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HY-1A卫星于北京时间2002年5月15日9时50分在太原卫星发射中心与FY-1D卫星由长征四号乙火箭一箭双星发射升空，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。

1． 卫星总体技术特性

2 S( j+ n5 G, C" b

/ ~+ g3 F0 ~8 |; i! L/ S

2. 观测要素和区域

观测要素：

主要观测要素：海水光学特性，叶绿素浓度、海表温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物、污染物等。

兼顾观测要素：海冰冰情、浅海地形、海流特征、海面上大气汽溶胶

4 M# X' J" F4 `% z. k. T

观测区域：

实时观测区：中国沿海区域（渤海、黄海、东海、南海及海岸带区域等）

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延时观测区：全球（仅限于COCTS）

3． HY-1A卫星有效载荷

+ e. k$ \- K$ G. G

（1）十波段海洋水色扫描仪(COCTS)

①功能 用于探测海洋水色要素（叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度和可溶有机物）及温度场等。

( D& t0 F/ w e& Q1 u4 r/ {8 O; K

②技术指标

星下点地面分辨率：1100米

每行象元数： 1024

量化级数： 10比特

3 P6 W# x6 [4 m w0 g h" J

辐射精度：可见光： 10%

0 Y; }( P/ ?* Y2 [8 L

（2）四波段CCD成像仪

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①功能 CCD成像仪主要用于海岸带动态监测，以获得海陆交互作用区域的较高分辨率图像

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②技术指标

" m% L) l7 I" X# T3 |

星下点地面分辨率：250米

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每行象元数： 2048

8 U5 A2 I7 ~- e) J+ l5 i" a$ I

偏振度： ≤5％

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海洋一号（HY-1B）

HY-1B卫星是中国第一颗海洋卫星（HY-1A）的后续星，星上载有一台10波段的海洋水色扫描仪和一台4波段的海岸带成像仪。

该卫星在HY-1A卫星基础上研制，其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。

9 q1 g7 Z( S" E! Q

2 f# \- V6 p; z$ ?3 i A+ B

1．卫星和轨道参数

% i: z$ M, M% F+ Y6 r# v

2．观测要素和区域

7 ?$ M2 }6 z6 H# ?1 |* g

实时观测区：渤海、黄海、东海、南海及海岸带区域等

+ l X7 W$ \6 P0 f, t2 `8 p

其它观测区：采用星上记录，过我国境内回放接收

( }0 e# q2 s/ I9 X4 C

主要探测要素：叶绿素、悬浮泥沙、可溶有机物及海洋表面温度等

3．海洋水色扫描仪主要参数

4. 海岸带成像仪主要参数

9 f4 X( ~& z @, y& c9 ]7 `0 y3 ]

HY-1C/D卫星

% p7 J) ^/ Q& A t- n1 n7 s

HY-1C/D卫星工程采用上、下午卫星组网，可增加观测次数，提高全球覆盖能力。增加紫外观测波段和星上定标系统，提高近岸浑浊水体的大气校正精度和水色定量化观测水平；加大海岸带成像仪的覆盖宽度并提高空间分辨率，以满足实际应用需要。增加船舶监测系统，获取船舶位置和属性信息。扩建海洋卫星地面应用系统，提高处理服务能力与可靠性。可更好地满足海洋水色水温、海岸带和海洋灾害与环境监测需求，同时可服务于自然资源调查、环境生态、应急减灾、气象、农业和水利等行业。

1 z* I1 @+ X& L {9 R- G

1.观测要素

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主要要素：海水光学特性、叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、可溶有机物、海表温度。

兼顾要素：海冰冰情、绿潮、赤潮、海洋初级生产力、海岸带要素、植被指数、海上大气气溶胶、大洋船舶信息。

& t( k, J( K2 U" G0 H' t

2.观测范围

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（1）观测区域

( F/ s& m. h" Y: i7 Y% Z

实时观测区：西北太平洋区域，即渤海、黄海、东海、南海和日本海及海岸带区域等。

非实时观测区：西北太平洋区域之外的全球其他观测区域。

. r1 ^! Z6 F0 Y

（2）覆盖特性

7 B! u6 w, d0 A% {$ g6 f

卫星海洋水色水温扫描仪覆盖周期：1天（单颗卫星）/0.5天（双星组网）；

卫星海岸带成像仪覆盖周期：3天（单颗卫星）；

( a1 Z& j& A- W0 l4 Q

卫星紫外成像仪覆盖周期：1天（单颗卫星）。

3.分辨率及幅宽

1) 星下点地面像元分辨率（GSD）：

海洋水色水温扫描仪：≤1100m；

% \, |% l- q: ` X0 C9 k4 C

海岸带成像仪：≤50m；

# y6 I$ F9 E/ v' ]

紫外成像仪：≤550m；

2 w; |+ ]% o9 W& a0 K; y2 l. a

定标光谱仪：

1 r" p: k- W h7 W5 [- M. r

紫外定标谱段：≤550m；

. Z. a# k7 z8 Z3 M/ D6 l

可见近红外谱段：≤1100m；

/ L7 x$ ]6 h+ l: _) b

2) 幅宽：

. b+ i0 |, w: F1 E3 \$ Y( e5 w

海洋水色水温扫描仪：≥2900km；

海岸带成像仪：≥950km；

' m, t( E5 J. U

紫外成像仪：≥2900km；

星上定标光谱仪：≥11km。

J! n$ M5 }; {, l- ?4 R3 ~+ c) N ^

4.标称轨道参数

* Y1 y# D; b3 U6 D

轨道类型：太阳同步回归轨道；

轨道高度：782km（标称值）；

地方时：

( K+ O2 k( t( s- R* Y0 c2 ?

C星：降交点地方时10:30AM±30min

D星：降交点地方时1:30AM±30min。

卫星有效载荷配置海洋水色水温扫描仪、海岸带成像仪、紫外成像仪、星上定标光谱仪和一套船舶监测系统（AIS）。各载荷具体用途如下：

1）海洋水色水温扫描仪主要用于探测海洋水色要素（叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度和可溶性有机物等）和海面温度场等。通过连续获取长时序的我国近海及全球水色水温资料，研究和掌握海洋初级生产力分布、海洋渔业和养殖业资源状况和环境质量等，为海洋生物资源合理开发与利用提供科学依据；为全球变化研究、海洋在全球CO2循环中的作用及El-Nino探测提供大洋水色水温资料。

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2）海岸带成像仪主要用于获取海陆交互作用区域的实时图像资料进行海岸带监测；了解重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律；并对包括冰、赤潮、绿潮、污染物等海洋环境灾害进行实时监测和预警。

9 v# t/ ^* Z! V" h

3）紫外成像仪主要用于提高海洋水色水温扫描仪近岸高浑浊水体大气校正精度。

4）星上定标光谱仪为海洋水色水温扫描仪8个可见近红外波段和紫外成像仪2个紫外谱段提供星上同步校准功能，监测水色水温扫描仪可见近红外谱段和紫外成像仪在轨辐射稳定性。可见、近红外谱段具备400-900nm范围内5nm带宽连续光谱数据下传的能力；具有在轨太阳定标的能力，覆盖2个紫外波段及水色水温扫描仪8个可见近红外波段。

5）船舶监测系统主要用于获取大洋船舶位置和属性信息，为海上权益维护、海洋防灾减灾和大洋渔业生产活动等提供数据服务。

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1) 功能：在轨全球侦收、存储和转发AIS报文；

' N" @# e1 f |* ?& r

2) 侦收信号频点：具备四个频点同时侦收的能力；

信道1：161.975MHz；

信道2：162.025MHz；

信道３：156.775MHz；

" v: f2 ~3 k! N7 X* B0 d

信道４：156.825MHz；

3) 接收灵敏度：-112dBm；

4) 可监测幅宽：≥950km。

HY-2卫星

' `5 Q: D+ Q) m0 q/ ~: o4 g6 U4 ~

海洋二号卫星（HY-2）是我国第一颗海洋动力环境卫星，该卫星集主、被动微波遥感器于一体，具有高精度测轨、定轨能力与全天候、全天时、全球探测能力。其 主要使命是监测和调查海洋环境，获得包括海面风场、浪高、海流、海面温度等多种海洋动力环境参数，直接为灾害性海况预警预报提供实测数据，为海洋防灾减 灾、海洋权益维护、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究以及国防建设等提供支撑服务。

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海洋二号卫星工程研制于2007年1月获得了国防科工委、财政部的联合批复。该卫星由航天科技集团公司中国空间技术研究院研制，于2011年8月16日6时57分在太原卫星发射中心采用CZ-4B运载火箭发射成功。

HY-2卫星任务目标主要是监测海洋动力环境，获得包括海面风场、海面高度场、有效波高、海洋重力场、大洋环流和海表温度场等重要海况参数；实现国产行波管放大器在轨寿命飞行验证；完成星地激光通信链路新技术试验验证。

8 O8 | v2 e+ B# U0 @

7 ?( z9 e3 K0 U; y4 v3 ^: _

HY-2卫星技术指标：

8 J9 \4 n& p% o/ `* R

HY-2卫星装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计以及DORIS、双频GPS和激光测距仪。

卫星轨道为太阳同步轨道，倾角99.34度，降交点地方时为 6:00 am，卫星在寿命前期采用重复周期为14天的回归冻结轨道，高度971km，周期104.46分钟，每天运行13+11/14圈；在寿命后期采用重复周期 为168天的回归轨道，卫星高度973km，周期104.50分钟，每天运行13+131/168圈。

r) y1 G1 u/ j; b" A: I

卫星设计寿命为3年。

# ~1 Y5 k( F9 u) d

卫星尺寸8.56m×4.55m×3.185m，质量≤1575kg。

三轴指向精度小于0.1度，姿态稳定度每秒小于0.003度，测量精度小 于0.03度。

# v1 d- G2 |3 P Y! \

卫星输出功率：1550W。

8 A E; C1 A A& H5 M1 g

数传系统下行为X频段，下行码速率20Mbps，星上存储记录器容量120Gbits。雷达高度计用于测量海面高度、有效波高及风速等海洋基本要素

微波散射计主要用于全球海面风场观测：

4 X! [1 z, X( H7 _! h

扫描微波辐射计主要用于获取全球海面温度、海面风场、大气水蒸气含量、云中水含量、海冰和降雨量等。

3 V7 g& |$ L% J6 |! B

校正微波辐射计主要用于为高度计提供大气水汽校正服务。

$ v. N9 n6 k; ^4 P! W+ w; Y

+ s4 U3 S( F% }) l. z. a

海洋二号卫星噪声试验

海洋二号B卫星

0 F. X4 }2 O- B# e

（HY-2B）卫星是我国第二颗海洋动力环境卫星，该卫星集主、被动微波遥感器于一体，属于我国海洋系列遥感卫星，具有高精度测轨、定轨能力与全天候、全天时、全球探测能力。卫星的主要使命是监测和调查海洋环境，获得包括海面风场、浪高、海面高度、海面温度等多种海洋动力环境参数，直接为灾害性海况预警预报提供实测数据，为海洋防灾减灾、海洋权益维护、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究以及国防建设等提供支撑服务。

1、观测要素及精度要求

主要观测要素包括：海面风场、海面高度、有效波高、重力场、大洋环流和海面温度；兼顾观测要素包括：海冰、大地水准面和水汽含量。相应探测要素和用途如下表所示：

. N% n1 c: g! q* T+ ~* }5 t6 Q7 O. P

2、观测范围

- }- u+ S, r; t* z: e

（1）观测区域

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具有全球连续观测能力，实时观测区域（南纬5o~北纬50o，东经100o ～150o）。

2 ^! T2 q1 E W/ \7 k1 H

（2）覆盖特性

/ e! R; j/ |6 g9 i9 ~: L6 q

散射计作为海洋动力环境的主要载荷1~2天在全球海域的覆盖率不小于90%；

! I2 L0 ]% G8 ]" d: H

卫星前期采用回归周期为14天的轨道，后期变轨至回归周期为168天的轨道。

3、卫星轨道

$ k! Y) j5 m$ H. |. B# \; `. I

（1）重复周期为14天的太阳同步、冻结轨道，其主要参数为：

+ I4 Z+ h# m' z# Z' X% H

半长轴 7341.732 km

倾角 9.34015°

4 h8 i, {/ N$ |2 X0 a9 O* }

相邻轨迹间距 207.64km

星下点漂移 ±1km

降交点地方时 6:00 am

1 @- n# B; c+ q

（2）重复周期为168天的太阳同步、冻结轨道，其主要参数为：

$ g$ J$ D5 ?; h: ~2 E

半长轴 7343.851km

, s+ c$ ]) g' p$ O. s+ Z; v+ Y

倾角 99.34015°

相邻轨迹间距 17.31km

4 }* H: u5 |6 U- E/ `8 d) M

星下点漂移 ±1km

降交点地方时 6:00 am

4、有效载荷

5 O/ G, g, m& z

（1）雷达高度计

4 {- ?( {& c1 F

主要功能：测量海面高度、有效波高和重力场参数，具有外定标工作模式。

4 o; v' E, C* M- T$ X

技术指标：

H% `- i" M: \) j8 ?

工作频率 13.58GHz，5.25GHz

脉冲有限足迹 优于2km

4 K0 e0 o! g& Z5 \6 y0 `

测距精度： 优于2cm（海洋星下点）

具有海陆观测功能

' v0 L( I$ W0 `+ X& T2 ]& {

外定标模式工作方式：输出高度计脉冲I/Q原始数据，外定标过程能够覆盖完整的定标区域。

（2）微波散射计

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主要功能：测量海面风矢量场，具有外定标工作模式。

3 n/ t+ L* ?# I. @. W

技术指标：

2 k, ?+ X- j" A4 P% _) O6 g6 [4 M3 W

工作频率： 13.256GHz

工作带宽（1dB）： 1MHz

极化方式： HH, VV

% h# K( Q: b4 J0 G! C- N

处理后地面分辨率 25km

（3）扫描微波辐射计

主要功能：测量海面温度、海面水汽含量、液态水和降雨强度等参数。

- ` V9 k- Y( u, z5 Q X

技术指标：

8 C" d. {8 Y& y6 Y' \9 n" G/ `+ t9 ]

0 N5 N- }0 g# T/ \- w5 {5 ]% ?

（4）校正辐射计

主要功能：为高度计提供大气湿对流层路径延迟校正服务。

技术指标：

（5）船舶识别系统

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主要功能：侦收、解调并转发AIS报文。

8 q" U' }3 ]( |& T: o' Z

技术指标

工作频率：161.975MHz，162.025 MHz，156.775 MHz，156.825 MHz；

4 S* i! J1 S" [1 f1 y4 Y

可监测幅宽：≥1000km。

% g |/ r/ Z+ e$ _5 w. u

（6）数据收集系统

主要功能：接收我国近海及其他海域的浮标测量数据，存贮后通过卫星对地数传通道进行星地转发。

技术指标：

5 l# ^: E9 }# c

工作频段：401.65MHz±55kHz；

# F' t/ J: {$ }* @

调制方式：BPSK。

CFOSAT中法海洋卫星

中法海洋卫星主要任务是获取全球海面波浪谱、海面风场、南北极海冰信息，进一步加强对海洋动力环境变化规律的科学认知；提高对巨浪、海洋热带风暴、风暴潮等灾害性海况预报的精度与时效；同时获取极地冰盖相关数据，为全球气候变化研究提供基础信息。

中法海洋卫星（CFOSAT）是由中国和法国联合研制的海洋卫星，中国提供卫星运载、发射、测控、卫星平台和扇形波束旋转扫描散射计（SCAT)及北京、三亚、牡丹江地面站和数据处理中心；法国提供海浪波谱仪（SWIM）、数传射频组件及北极地面站和数据处理中心。双方约定，散射计载荷和生成的数据归中国国家航天局（CNSA)所有。波谱仪载荷和生成的数据归法国国家空间研究中心(CNES)所有。CFOSAT科学数据管理计划中规定，1级和2级数据产品可免费用于非商业用途。

CFOSAT在500多公里的轨道上监测全球海面，获取全球海面波浪谱、海面风场、南北极海冰信息，进一步提高两个国家和国际科学界在观测研究和预报海洋气象以及理解海气相互作用，预测洋面风浪，监测海洋状况，同时还能在大气-海洋界面建模、海浪在大气-海洋界面作用分析以及研究浮冰与极地冰性质研究等方面发挥作用，并可以对陆地表面参数进行观测，帮助人们更好地了解海洋动力以及气候变化。CFOSAT将增强中国和法国的海洋遥感观测能力，为双方应用研究合作和全球气候变化研究奠定了基础，意义重大，影响深远。

作为中法两国合作研制的首颗卫星，CFOSAT将在国际上首次实现海洋表面风浪的大面积、高精度同步联合观测。SCAT是国际上首次采用扇形波束扫描方式测量海洋风场的微波散射计，该载荷天线和转动部件的重量和转动惯量较小，在运行中对平台造成的扰动较小，适合于小卫星的应用。SWIM将在国际上首次采用六波束真实孔径雷达方式连续测量全球海面波浪谱。SCAT选用扇形波束天线，可以与SWIM实现观测角的互补，对研究海洋动力环境作用过程和表面散射特性具有重要意义。

中法海洋卫星列入了中法合作中长期规划中，与海洋系列卫星一起，是空间气候观测平台的主要贡献者，数据资源将供全球气候变化研究使用，助力第21届联合国全球气候变化大会签订的《巴黎协定》的落实。这是两国合作研制的首颗卫星，中方负责提供卫星平台、海风观测载荷以及发射测控，法方负责提供海浪观测载荷，卫星数据双方共享。2018年10月29日8时43分，中法海洋卫星在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功发射。 2018年10月29日，国家主席习近平同法国总统马克龙互致贺电，祝贺中法海洋卫星发射成功。2019年11月30日，被评为第二届优秀海洋工程。

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海洋卫星地面应用系统

海洋卫星地面应用系统是海洋卫星的重要组成部分，是卫星与用户之间的桥梁，是卫星应用价值的直接体现，也是卫星能否发挥作用的关键。我国建设海洋卫星地面应用系统的定位是，建成天地协调、布局合理、功能完善、产品丰富、信息共享、服务高效的国家级海洋卫星地面应用系统。

地面应用系统主要任务是负责接收海洋卫星下传的实时和延时遥感数据，经地面处理后制作成各级产品,向全国的海洋用户进行分发和服务，其中境外遥感数据是延时数据。

4 S6 E$ s8 D b" m) R; p

地面应用系统构成：海洋卫星地面系统由接收预处理系统、精密定轨系统、数据处理系统、存档与分发系统、运控通信系统、辐射定标与真实性检验系统、质量检验分析系统、仿真测试系统、共享服务平台共九个业务系统组成。

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（1）接收预处理系统：负责接收并记录HY-1C/D、HY-2B/C和CFOSAT卫星实时数据和回放数据，完成卫星数据分离、轨道拼接、数据分幅、地理定位、辐射定标、消条带、人机交互和地标导航等任务。并能完成多个地面站、多套接收系统的综合调度管理，合理安排多颗业务卫星的接收任务，对接收系统状态进行监控。

（2）精密定轨系统：负责轨道数据收集与管理，通过DORIS、GPS结合激光测距完成卫星精密定轨计算，制作精密定轨业务化产品，并能实现评估。

（3）数据处理系统：HY-1C/D、HY-2B/C和CFOSAT卫星数据的处理，生成各卫星载荷的2~3级产品。

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（4）存档与分发系统：负责海洋卫星数据以及相关辅助信息产品的在线近线存档、永久存档管理与数据产品的查询与检索服务，支持对各类数据信息产品的整编、转存、管理和分发，实现卫星数据的统一注册、存储、检索、提取、分发、维护、分析与安全控制等功能。

（5）运控通信系统：负责制定业务运行时间表，传输原始遥感数据，组织地面系统的业务运行并进行业务调度，监控地面系统运行情况，记录并统计分析业务运行结果。同时负责获取与分析卫星遥测数据（包含实时遥测和延时遥测数据），掌握卫星及载荷的工作状态，并根据应用需求与卫星测控中心共同进行业务测控。

（6）辐射定标与真实性检验系统：实现HY-1C/D、HY-2B/C、CFOSAT卫星各有效载荷的在轨测量性能跟踪、辐射定标及其产品的真实性检验。

（7）质量检验分析系统：实现自动化卫星遥感数据产品的验证、检验，完成质量分析。

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（8）仿真测试系统：依据五星地面应用系统在卫星运行期间的业务任务需求，开发并建设地面应用系统联调联试所需的业务运行仿真环境和数据模拟或仿真环境。在近似实际应用的条件下，进行地面应用系统的各种仿真、检验和测试等工作。

（9）共享服务平台：建设与国内各行业用户和国际机构之间的数据共享系统，实现数据的共享和交换；扩展现有的政务外网带宽和新建共享网络专线，并扩展现有教育科研网接入带宽，用于与国外有关数据中心之间的数据共享。

文字：郭浩然

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