海洋观测卫星 -海洋测绘的概念

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6月8日是“世界海洋日暨全国海洋宣传日”，今年的活动主题是“保护海洋生态系统 人与自然和谐共生”。党的二十大报告强调，发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国。大力发展、广泛应用海洋卫星，是推动海洋强国建设不可或缺的技术手段。从2002年实现我国海洋卫星“零”的突破至今，中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的多颗海洋卫星已成功发射、在轨工作，涵盖海洋水色、海洋动力环境和海洋监视监测三个系列，推动海洋卫星性能不断提高、应用日益广泛、效益更加显著、服务遍及全球。

慧眼识海“填空白”

海洋水色系列卫星是以可见光和红外成像观测为手段的海洋遥感卫星，主要用于海洋水色、水温、海岸带观测。海洋一号系列卫星的家族成员有海洋一号A卫星、海洋一号B卫星、海洋一号C卫星和海洋一号D卫星。▲ 海洋一号Ａ卫星示意图海洋一号A卫星于2002年成功发射，填补了我国海洋卫星领域的空白。星上装载海洋水色水温扫描仪和海岸带成像仪，主要用于海洋水色、水温环境要素探测，在轨期间获取了大量水色遥感探测数据，探测范围覆盖了全球海域。2007年发射的海洋一号B卫星是A卫星的接替星，卫星的观测能力和探测精度得到了进一步提高。▲ 海洋一号Ｂ卫星示意图随着海洋一号A、B卫星的退役，2018年发射升空的海洋一号C卫星承担起我国海洋水色观测的使命。星上搭载了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、船舶自动识别系统五大载荷，可实现对全球海洋水色的长期、连续、稳定探测，在海冰、赤潮、溢油、森林火灾、围填海监测等方面作出了突出贡献。▲ 海洋一号C卫星示意图海洋一号D卫星于2020年成功发射，配置与海洋一号C卫星性能相同的五个有效载荷。海洋一号D卫星与C卫星组成中国首个海洋民用业务卫星星座，实现了双星上、下午组网观测，填补了我国海洋水色卫星下午无观测数据的空白，大幅提高了对全球海洋水色、海岸带资源与生态环境的有效观测能力，使我国在海洋水色遥感领域跻身国际前列。▲ 海洋一号C、D卫星星座示意图

观风测浪“显身手”

海洋动力环境系列卫星具备从太空中探测海浪和海风的本领，主要用于全球全天候海面风场、浪高、海面高度、海面温度等多种海洋动力环境参数监测，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、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究等提供支撑服务。海洋动力环境系列卫星包含海洋二号系列卫星和中法海洋卫星。海洋二号系列卫星家族成员包括海洋二号A卫星、海洋二号B卫星、海洋二号C卫星和海洋二号D卫星。▲ 海洋二号A卫星示意图海洋二号A卫星于2011年成功发射，创造了我国遥感卫星领域首次实现厘米级高精度测定轨、首次实现主被动微波遥感器于一体等多个“第一”。▲ 海洋二号Ｂ卫星示意图海洋二号B卫星于2018年成功发射，是我国海洋动力环境监测网的首发星，在A星的基础上新增了船舶自动识别和数据收集系统，可持续对海面风场、海浪、海面温度、海上风暴和潮汐进行监测，形成连续、稳定的海洋环境监测与数据获取能力。海洋二号C卫星于2020年发射升空，具备测量全球海洋表面风矢量和全球海面高度，全球船舶自动识别以及接收、存储和转发全球海上浮标测量信息等一系列能力，其功能可概括为“捕风、勘海、鉴舟、汇志”。▲ 海洋二号Ｃ卫星示意图2021年海洋二号D卫星成功发射，其后与海洋二号B卫星、C卫星在轨组网，建成我国首个海洋动力环境监测网。三星组网运行后，仅需6小时，全球海洋监测的覆盖能力就能达80%以上，海洋监测的效率和精度大幅提升，达到国际领先水平，高效服务于我国海洋防灾减灾、海上交通、发展海洋经济等工作，进一步提升了中国海洋卫星体系的国际地位。▲ 海洋二号Ｂ星、C星、D星在轨组网示意图中法海洋卫星是中法两国合作的科研试验卫星，于2018年发射升空，主要用于海洋动力环境监测，首次实现了对海洋表面风和浪的大面积、高精度同步观测。在轨运行4年多来，中法海洋卫星已向多家用户分发数据，世界多个国家和地区的数十家科研团队使用了卫星共享数据服务科学研究和优化天气预报系统。这些数据已在台风灾害监测、南北极海冰监测、海洋数值天气预报和短期预报中得到应用示范验证。▲ 中法海洋卫星示意图

穿云破雾“织天网

海洋监视监测系列卫星用于对海上目标和对海洋环境进行实时监测，主要包括高分三号系列卫星，即高分三号01星、02星和03星。高分三号01星于2016年成功发射，是我国自主研制的首颗C频段、多极化、高分辨率合成孔径雷达（SAR）卫星，在研制过程中采用了50多项创新技术，具有全天时、全天候监测、高精度测量、多模式成像等突出优势，主要技术指标达到或超过国际同类卫星水平。由于合成孔径雷达（SAR）卫星不受光照、云层和天气的约束与影响，可以全天时、全天候工作，且具有对地下物体的穿透能力，解决了光学遥感观测不到或观测不足的问题，当天气条件恶劣时，对合成孔径雷达（SAR）卫星的需求就格外迫切。▲ 高分三号01星示意图在原有性能提升的基础上，2021年发射的高分三号02星上增设了两个“独家利器”：一是创新增加了AIS船舶定位技术，及时更新海上船舶的位置信息并引导对船舶成像和识别，及时掌握海洋气象、航行信息等数据，有助于保障海上生命安全、提高航行的安全性；二是增加了星上实时处理器，在特定观测模式下可以即时进行数据处理，省去了数据处理的“中间商”，直接与用户“见面”。以前，01星从获取数据到用户拿到影像图需要间隔几个小时的时间，02星在十几分钟内就能处理完成——这对于应急救援来说，无疑是个巨大的飞跃。▲ 高分三号02星在转运中2023年，高分三号03星成功发射，标志着我国海陆监视监测迎来三星组网时代。三星组网运行充分发挥了多星协同观测优势，形成1+1+1＞3的应用效能：重访周期由单星15小时缩短至5小时，对海洋大面积成像能力翻倍提升，实现一次成像就能拍摄全球近1/5的海洋，更精确监测重大灾害和基础设施。▲ 高分三号卫星处在同一轨道示意图经济社会发展需要海洋卫星，监测海上风云变幻离不开海洋卫星。航天科技集团五院抓总研制的这些海洋卫星，各有特色、优势互补，组网观测并实现业务运行，支撑我国生态文明建设，服务于应对全球气候变化。从天瞰海，放眼未来，航天科技集团还将持续推动海洋卫星更好地服务国计民生，推动航天强国建设、海洋强国建设不断取得新成就。 : [; p. h# V# X7 m" d2 o: {) C

来源/航天科技集团五院

文/武文佳

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编辑/刘淮宇 高一鸣

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校对/赵聪

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监制/黄希

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