淺談我國海洋衛(wèi)星的現(xiàn)狀及未來發(fā)展

王敏

(蘇州市測繪院有限責(zé)任公司,江蘇蘇州 215000)

淺談我國海洋衛(wèi)星的現(xiàn)狀及未來發(fā)展

王敏

(蘇州市測繪院有限責(zé)任公司,江蘇蘇州 215000)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展,近年來我國在衛(wèi)星、通訊、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)上取得了杰出的成就。國外海洋衛(wèi)星的發(fā)展較早,技術(shù)相對成熟,精度高,搭載的傳感器設(shè)備先進(jìn),我國的海洋衛(wèi)星發(fā)展較晚,搭載器設(shè)備落后,但是我們室后起之秀,未來的發(fā)展目標(biāo)明確,而且我國的海洋衛(wèi)星必將為我國的海洋事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

海洋探測 海洋水色 海洋動力環(huán)境

衛(wèi)星海洋遙感技術(shù)在海洋資源，環(huán)境，減災(zāi)和科學(xué)研究等方面發(fā)揮了不可替代的重要作用，世界各國的海洋衛(wèi)星和以海洋觀測為主的在軌衛(wèi)星已有30多顆。利用海洋衛(wèi)星可以經(jīng)濟(jì)、方便地對大面積海域?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、同步、連續(xù)的監(jiān)測，它已被公認(rèn)為是海洋環(huán)境監(jiān)測的重要手段。

1 國外海洋衛(wèi)星概況

自美國1978年6月22日發(fā)射世界上第一顆海洋衛(wèi)星Seasat-A以后，蘇聯(lián)、日本、法國和歐洲空間局等相繼發(fā)射了一系列大型海洋衛(wèi)星。

1.1 海洋水色衛(wèi)星

1997年8月1日，美國航天局發(fā)射了世界上第一顆專用海洋水色衛(wèi)星SeaStar。美國計(jì)劃自SeaStar起，進(jìn)行20年時(shí)序全球海洋水色遙感資料的連續(xù)積累。1999年1月27日，中國臺灣省委托美國研制并發(fā)射一顆低軌道(600km)水色衛(wèi)星ROCSAT-1，星上有效載荷為6通道水色遙感器(OCI)。

1.2 海洋動力環(huán)境衛(wèi)星

利用衛(wèi)星遙感器測量海洋動力環(huán)境的構(gòu)想在20世紀(jì)60年代就有人提出，70年代得以實(shí)施。美國的GEOSAT系列衛(wèi)星和TOPEX/ Poseidon系列衛(wèi)星具有代表性。歐洲空局發(fā)射ERS-1衛(wèi)星，星上裝有微波散射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)和微波輻射計(jì)等遙感器，ENVISAT-1衛(wèi)星是ERS衛(wèi)星的后繼星，該星測驗(yàn)數(shù)據(jù)連續(xù)，主要支持地球科學(xué)研究，并且可以對環(huán)境和氣候的變化做出評估，甚至可以為軍事、商業(yè)的應(yīng)用提供便利。

1.3 海洋環(huán)境綜合衛(wèi)星

海洋綜合探測衛(wèi)星方面，1992年美國和法國聯(lián)合發(fā)射TOPEX/ Poseidon衛(wèi)星。星上載有一臺美國NASA的TOPEX雙頻高度計(jì)和一臺法國CNES的Poseidon高度計(jì)，用于探測大洋環(huán)流、海況、極地海冰，研究這些因素對全球氣候變化的影響。JASON-1星是TOPEX/ Poseidon的一顆后繼衛(wèi)星，主要任務(wù)目標(biāo)是精確的測量世界海洋地形圖。

2 我國的海洋衛(wèi)星現(xiàn)狀

2.1 海洋衛(wèi)星現(xiàn)狀

我國于1985年開始了第一顆海洋衛(wèi)星的立項(xiàng)準(zhǔn)備，2002年5月15日，中國第一顆海洋水色衛(wèi)星——海洋一號A，發(fā)射成功，結(jié)束了中國沒有海洋衛(wèi)星的歷史。2007年4月11日，海洋一號B，成功送入太空。2011年8月16日，我國發(fā)射了第一顆海洋動力環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星——海洋二號。海洋一號A是用于海洋水色探測的試驗(yàn)型業(yè)務(wù)衛(wèi)星。星上裝載兩臺遙感器，一臺是十波段的海洋水色掃描儀，另一臺是四波段的CCD成像儀。海洋一號B是的海洋一號A后續(xù)星，星上載有一臺10波段的海洋水色掃描儀和一臺4波段的海岸帶成像儀。其觀測能力和探測精度進(jìn)一步增強(qiáng)和提高。主要用于探測葉綠素、懸浮泥沙、可溶有機(jī)物及海洋表面溫度等要素和進(jìn)行海岸帶動態(tài)變化監(jiān)測，為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)服務(wù)?！昂Ｑ蠖枴本哂腥蛴^測能力和不受天氣影響的微波觀測功能，利用主動被動微波遙感器進(jìn)行微波探測，遙感載荷包括微波散射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)和微波輻射計(jì)等，能獲取中國近海和全球范圍的風(fēng)場、海面高度、海浪與溫度等海洋動力環(huán)境信息。對監(jiān)測厄爾尼諾現(xiàn)象、開展全球氣候變化研究發(fā)揮重要作用。同時(shí)，“海洋二號”衛(wèi)星具備對海嘯波、巨浪等突發(fā)災(zāi)難的監(jiān)測能力，海洋突發(fā)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，如果衛(wèi)星過境即可進(jìn)行遙感監(jiān)測。

2.2 我國海洋衛(wèi)星的差距

與發(fā)達(dá)國家相比，我國的海洋衛(wèi)星還有較大的差距，從總體來說基本上尚處于應(yīng)用國外衛(wèi)星和國內(nèi)其它衛(wèi)星資源的水平上。我國海洋衛(wèi)星的發(fā)展比美國滯后了約25年，而且衛(wèi)星壽命短，只有兩年，境外觀測時(shí)間只有18分鐘，星上只有可見光和紅外遙感器，沒有微波遙感器，還沒有監(jiān)測監(jiān)視綜合衛(wèi)星，與美國等發(fā)達(dá)國家相比，其技術(shù)水平差距約10～15年。我國的海洋衛(wèi)星在覆蓋周期、遙感器的可靠性、遙感器的精度、設(shè)計(jì)和使用壽命等方面都還有許多不足。水色掃描儀可靠性差，精度低，高精度分析和定量化測量水平低。我國尚不具備以業(yè)務(wù)應(yīng)用為目的的微波遙感批處理能力，更談不上高精度的定量分析，與美國相比要落后約10多年，再就是多平臺海洋觀測數(shù)據(jù)的同化和技術(shù)集成能力低。

3 我國海洋衛(wèi)星發(fā)展未來展望

我國海洋衛(wèi)星的未來發(fā)展將從幾個(gè)方面入手，首先是建立由海洋水色衛(wèi)星、海洋動力環(huán)境衛(wèi)星、海洋監(jiān)視監(jiān)測衛(wèi)星組成的穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星星座，2020年前我國將發(fā)射8顆海洋系列衛(wèi)星，包括4顆海洋水色衛(wèi)星、2顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星，形成對國家全部管轄海域乃至全球海洋水色環(huán)境和動力環(huán)境遙感監(jiān)測的能力。

其次，做好海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)量大，各種資料應(yīng)用研究，需要我們開發(fā)地面應(yīng)用系統(tǒng)的功能，最大程度的挖掘衛(wèi)星實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)資源，這就需要繼續(xù)開發(fā)已有海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)新建海洋衛(wèi)星地面站，擴(kuò)建已有海洋衛(wèi)星地面站，甚至建設(shè)南、北極國家級衛(wèi)星回放數(shù)據(jù)接收站，建設(shè)海上遙感衛(wèi)星輻射校正與真實(shí)性檢驗(yàn)場，支持系列海洋衛(wèi)星的發(fā)射和應(yīng)用。

再次，努力提升衛(wèi)星遙感海洋應(yīng)用水平，我們要充分利用現(xiàn)有的國內(nèi)外衛(wèi)星資源，包括海洋衛(wèi)星和非專業(yè)海洋衛(wèi)星，特別是微波遙感數(shù)據(jù)資源，深入開展衛(wèi)星海洋應(yīng)用研究，努力提升衛(wèi)星海洋應(yīng)用水平，并為后續(xù)海洋系列衛(wèi)星的發(fā)射作技術(shù)準(zhǔn)備。要在努力提高遙感器本身的測量精度基礎(chǔ)上，加強(qiáng)遙感器的海上輻射定標(biāo)和真實(shí)性檢驗(yàn)技術(shù)與裝備的研究，努力提高遙感器的定標(biāo)精度和衛(wèi)星資料處理精度，同時(shí)要加強(qiáng)海洋環(huán)境反演算法等應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

最后，加速衛(wèi)星數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)產(chǎn)品的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，我們要努力提升海洋遙感應(yīng)用基礎(chǔ)和技術(shù)能力，要建立和健全長期、連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行的海洋衛(wèi)星遙感應(yīng)用體系，達(dá)到產(chǎn)品多樣化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用定量化、運(yùn)行業(yè)務(wù)化的要求，積極推進(jìn)國家海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)海洋監(jiān)視監(jiān)測現(xiàn)代化、科學(xué)化、信息化、全球化的目標(biāo)。

[1]潘德爐,龔芳.我國衛(wèi)星海洋遙感應(yīng)用技術(shù)新進(jìn)展[J].杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011(1).

[2]白照廣,李一凡,楊文濤.中國海洋衛(wèi)星技術(shù)成就與展望[J].航天器工程,2008(4).

王敏(1981—),男,安徽東至人,工程師,本科,工程師,研究方向,測繪工程。