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高分三号02星入列 我国卫星海陆观测能力进一步提升

来源:科技日报2021-11-24 09:36

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  记者从国家航天局获悉,2021年11月23日7时45分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙遥三十七运载火箭成功发射高分三号02星。该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力,服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议。

  高分三号02星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》中的一颗业务星,运行于755公里高度太阳同步回归轨道,主要载荷为C波段合成孔径雷达。该星充分继承了高分辨率对地观测系统重大科技专项高分三号卫星技术方案,发射入轨后将与在轨运行的高分三号卫星进行组网,形成海陆雷达卫星星座,具备1米分辨率、1天重访的能力,此外还增加了船舶自动身份识别信号接收系统和星上实时处理功能,提高对海上船舶观测和海上突发事件与海陆自然环境的监测能力,可满足海洋权益维护、海洋防灾减灾、海洋动力环境监测以及减灾、国土、环保、水利、农业和气象等领域应用需求。

  国家航天局负责高分三号02星工程组织管理,国家航天局对地观测与数据中心负责做好任务规划和数据管理,中国航天科技集团五院、八院负责卫星系统、运载火箭系统抓总研制。

  记者从航天科技集团五院了解到,高分三号01星于2016年8月10日成功发射,在轨工作5年以来,支持应急响应600余次,提供1300多景应急减灾图像,业务化产品达20余种,为国家节省经费约440亿元。正是高分三号01星在轨的优秀表现和应用实效,全面升级海洋治理、防灾减灾、应急响应的在轨支持能力,加快后续卫星的研制成为团队的首要任务。

  高分三号02星并不是01星的简单“复制”。在研制团队的优化设计和充分验证下,02星实现了三大性能提升、装载了两大“独家利器”,极大提高在轨应用效能。

  延长成像时间,看得更久

  作为服务领域广泛、能够看地探海的应用卫星,高分三号系列卫星工作压力并不小。以海洋应用为例,高分三号01星已经成为当前监测海洋内波的重要载体。

  海洋内波是一种发生在海洋内部的波动,具有非常大的破坏力,对海洋工程、石油钻井平台和海底石油管道造成严重威胁。一般卫星遥感仅能获取海洋表面或近海表面信号,但01星能够直接获取海洋内部变化数据,是海洋监测的一把好手。

  不过全球海洋面积大,单次开机工作获取的信息量有限。为了满足应用需求,研制团队延长了02星在海洋观测模式下单次开机工作时长。同样工作一次,高分三号02星监测范围、获取信息量均为01星的两倍,特别是对海洋内波监测,在成像时间内可获取充足的海洋内波变化数据,为预警、防范做出及时响应。

  优化成像机制,看得更清

  雷达星全天时、全天候成像的独特优势,令高分三号01星成为应急救援中的重要“帮手”。

  2020年7月,鄱阳湖区发生洪涝灾害,高分三号01星对重点地区开展了持续监测。相关单位在接收到最新数据后,迅速将原始数据分发至防汛抗洪一线单位,支持一线快速获取重点地区灾害监测图、溃堤口监测图。值得一提的是,01星对问桂道圩堤溃决口的封堵全过程进行了监测,卫星影像清晰展示出封堵长度和封堵后堤坝情况。

  在01星良好表现的鼓舞下,研制团队坚持精益求精,要让高分三号02星为应用部门提供画质更好的卫星影像。团队大胆创新,以极大程度减小“扇贝效应”为突破口,提出了02星的优化思路,做到均匀辐射观测目标,实现探测影像的地势起伏更加立体、细节呈现更加清晰,成像范围也进一步扩大。

  缩短重访时间,看得更快

  入列后,高分三号02星将与01星组网探测,大大缩短重访时间,意味着同等条件下获取数据更多、速度更快。

  以科考为例,2019年12月,中国第36次南极考察队员乘坐“雪龙”号驶离中山站,前往澳大利亚霍巴特港,高分三号卫星提供了高分辨率的船舶周边海冰密度、厚度,以及中山站周边海域冰情数据,为“雪龙”号安全航行提供路线规划。

  不过,当时01星对“雪龙”号航行情况的监测仅能做到一天1至2次成像。今后在相同条件下,高分三号01、02星配合可实现单日成像3次以上,有助于提升监测的精准性和安全性。

  装备两大“利器”,本领更强

  在原有性能提升的基础上,研制团队还在高分三号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。

  高分三号卫星的应用让我国实现了高分辨率多极化数据的自主可控。如今,高分三号02星的成功发射,将促进我国微波雷达卫星实现从“有得用”到“用得好”的飞跃提升,极大提高微波遥感数据的连续性,为应用提供更为丰富的信息源,进一步巩固我国在该领域的优势地位。

  付毅飞

[ 责编:涂子怡 ]
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