为什么要用卫星看海洋（二） - 海洋观测卫星技术

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海洋卫星除了定性探测，还要尽量提高定量探测精度

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对于一些水平变化尺度大的海洋现象，或许定性探测就能满足，但大部分海洋探测还是尽量要求定量探测，比如我们大范围探测海平面的高度，目前卫星探测相对精度可达1～3cm，这有这样尽可能精细的探测，才能从中研究出尽可能的科学信息。其他海洋信息也是如此。目前海洋卫星探测的精度虽然有限，但还可以进一步提高。

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例如，“海丝二号”卫星是以近海及内陆水体的生态环境为观测目标的微纳光学遥感卫星，主载荷为一台多光谱相机，配置8个水色专用可见/近红外多光谱波段（中心波长

450/490/570/625/680/710/745/865纳米），星下点地面像元分辨率20米，大大优于传统卫星的1千米分辨率，特别是选取的这些波段利于近海及内陆水体观测，尤其是更好的呈现赤潮或溢油斑块。8个波段信噪比都大于270，也大大优于其他多光谱小卫星，有利于生成更高质量的水质定量产品。

相比一般卫星，海洋卫星的轨道定位精度要求较高

海洋卫星对定量探测的探测精度有要求，自然对其卫星轨道径向高度测定精度要求也十分高，这样才能尽可能准确的进行数学解算。海洋卫星与通常测定轨精度相比可能要高出几个量级。目前采取星上GPS定位、地面全球激光测距和无线电全球测距网等多项措施来实现。

海洋风场的实时监测

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正是这些特点以及对应的要求，让海洋卫星与地球上的海洋调查相比有着自己的特别之处。卫星广阔的覆盖能力，不受地理位置、天气和人为条件的限制，可以触及地面难以直接抵达的区域，比如偏远地区或危险地区，或者涉及政治敏感的海区；它“站得高看得远”，能够直接提供大面积的海面图像，有利于大面积绘图和监测；它不断绕地球飞行，能周期性地监视海洋特征的随时间的长期或短期变化，诸如环流、海面温度场、鱼群迁移、污染物扩散等。

“海丝二号”能实现哪些对海洋高精度的监测？

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具体到“海丝二号”卫星，它选择的8个信道，对海洋高精度的监测，到底都能做点什么呢？

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例如，“海丝二号”卫星的观测图片中可以获知水体上层的叶绿素浓度、初级生产力、悬浮泥沙、透明度等水体基础参数，辨识大型藻类及浮游植物的类别；

又如，“海丝二号”卫星能对清澈的浅海进行水深测量和底质分类，实现对特定水域的地形监测；

再者，“海丝二号”卫星能够对近海港湾、河口及内陆湖库、河流等进行细化的水质检测，例如监测赤潮、溢油事件，助力防灾减灾等；

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“海丝二号”号卫星还有一项与时俱进的课题——碳排放和碳中和。“海丝二号”号卫星可以帮助水体-大气之间二氧化碳通量及其他碳循环参量的估算，提升中国近海碳通量的定量准确性。

这些工作如果测量人员乘船去现场考察，花费的力气要大很多，交给卫星是非常有利的。

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研发了“海丝一号”和“海丝二号”的厦门大学与其合作伙伴，未来计划发射多颗轻小型SAR（合成孔径雷达）卫星和多光谱水色小卫星，在太空中构成“海丝星座”，全面组网运行，以高时间分辨率全面覆盖海岸带以及大型湖库和流域，有如在地球上空布下一面“天网”，让人类更好、更快地了解江河湖海每一个角落正在发生的变化。