向海而生顯本色 穿云透霧只為民
——訪高分三號衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計師張慶君

作為世界上性能最先進的C頻段多極化合成孔徑雷達衛(wèi)星，高分三號衛(wèi)星發(fā)射升空已兩年有余。衛(wèi)星在軌運行期間，為國家海洋、減災(zāi)、水利及氣象等多個行業(yè)及業(yè)務(wù)部門提供服務(wù)。近日，《衛(wèi)星應(yīng)用》編輯部就高分三號衛(wèi)星應(yīng)用采訪了衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計師張慶君。

高分三號衛(wèi)星干涉測量性能受好評

《衛(wèi)星應(yīng)用》：請您介紹下高分三號衛(wèi)星的技術(shù)特點，及其在高分專項工程中的地位。

張慶君：概括來說，高分三號衛(wèi)星共有十大技術(shù)特點：體制新、模式多、性能優(yōu)、功能強、高功率、長壽命、大體量、創(chuàng)新多、應(yīng)用廣、影響大。

高分三號衛(wèi)星是我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)國家科技重大專項的工程項目之一，既是我國高分專項民用領(lǐng)域中唯一的合成孔徑雷達成像衛(wèi)星；也是我國第一顆全極化合成孔徑雷達衛(wèi)星，代表著衛(wèi)星合成孔徑雷達遙感進入多極化新時代。從應(yīng)用效果來看可以獲得不同角度的地物散射特性，信息量更大、更豐富。

國際知名的極化SAR研究機構(gòu)IETR對高分三號的圖像質(zhì)量給出了很高的評價。同時IETR還開發(fā)了針對高分三號的PolSARpro軟件接口，可實現(xiàn)高分三號圖像數(shù)據(jù)的分析、處理和評價。也從側(cè)面反映了國際上科研人員對高分三號圖像數(shù)據(jù)的關(guān)注和期待。

《衛(wèi)星應(yīng)用》：高分三號衛(wèi)星運行已兩年有余,被稱為“海陸全能”，請您介紹下衛(wèi)星應(yīng)用總體情況；高分三號衛(wèi)星如何與其他高分衛(wèi)星有機配合，保障國家安全。

張慶君：高分三號衛(wèi)星的用戶包括國家海洋局、民政部、水利部、林業(yè)局、中國氣象局、中國地震局、住建部、農(nóng)業(yè)部、國土資源部、環(huán)保部等，其獲取的信息在海洋觀測、水利應(yīng)用、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等方面具有獨特的優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。截至2018年1月底，高分三號衛(wèi)星對全球有效覆蓋19012萬平方千米，對全國有效覆蓋960萬平方千米，共向用戶分發(fā)高分三號衛(wèi)星數(shù)據(jù)482543景。

高分三號衛(wèi)星可以為減災(zāi)備災(zāi)、應(yīng)急救災(zāi)、恢復(fù)重建提供多層次、立體動態(tài)信息，加快災(zāi)害監(jiān)測與評估進程，增強災(zāi)害的快速反應(yīng)能力，對防災(zāi)救災(zāi)工作提供有力保障；可以進行臺風、風暴潮、泥石流、山體滑坡等自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)測，提高抵御自然災(zāi)害的能力。2017年，四川省九寨溝地區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)精河縣發(fā)生地震，臺風“奧鹿”登陸日本鹿兒島，高分三號衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)為災(zāi)區(qū)搶險救災(zāi)工作提供支撐。高分三號還用于雪龍?zhí)柲蠘O考察冰區(qū)作業(yè)中。高分三號衛(wèi)星國際合作成就顯著，在2017年斯里蘭卡水災(zāi)，伊朗、意大利地震之后，高分三號觀測數(shù)據(jù)為當?shù)負岆U救災(zāi)提供數(shù)據(jù)幫助。

運用高分三號衛(wèi)星提供的可靠、穩(wěn)定的高分辨率微波遙感圖像，可以提高我國海洋環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)報能力，增強我國近海海域管理和環(huán)境保護的能力，充分保障我國海洋國土安全。

高分三號具有不受光照和氣候限制，全天候、全天時工作的特性，特別是對云層、地表植被、松散沙層和冰雪具有一定的穿透能力，解決了光學遙感觀測不到或觀測不足的問題，高分三號衛(wèi)星全天候、全天時觀測能力，彌補了光學衛(wèi)星探測能力的不足，提供的高質(zhì)量、連續(xù)穩(wěn)定的合成孔徑雷達圖像替代目前大量進口的國外同類衛(wèi)星數(shù)據(jù)，有力保障了國家安全。

《衛(wèi)星應(yīng)用》：有哪些高分三號衛(wèi)星創(chuàng)新性應(yīng)用案例令您印象深刻。

張慶君：高分三號的既定任務(wù)多極化、C頻段、多模式等本身就具有創(chuàng)新性和引領(lǐng)性。此外，我們還大膽創(chuàng)新、開發(fā)和試驗新模式和新算法。其中重要的有：

一是首次實現(xiàn)了合成孔徑雷達干涉測量（InSAR），與國外比對性能相近。我們做出的干涉圖像，能看到厘米級、毫米級的地形變化。利用高分三號干涉圖像，可以對地質(zhì)沉降進行監(jiān)測。如地下水抽取、煤礦作業(yè)、高鐵運行都需要利用InSAR圖像對周圍地形變化進行監(jiān)測?！耙粠б宦贰毖鼐€國家地形復(fù)雜，山體滑坡等災(zāi)害頻發(fā)，高分三號干涉圖像能夠為這些國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供技術(shù)支撐。

二是首次實現(xiàn)了動目標監(jiān)測，即對運動目標實時監(jiān)測，包括汽車、火車、輪船等運動目標的速度、方向。

三是首次實現(xiàn)超分辨率成像。在全球C頻段多極化衛(wèi)星中，高分三號擁有最高的分辨率，超分辨率重建后能做到0.5m。

國產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用推廣需建立溝通協(xié)調(diào)機制

《衛(wèi)星應(yīng)用》：隨著國產(chǎn)衛(wèi)星性能指標提高，國產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用推廣的問題日益凸顯，請結(jié)合高分三號衛(wèi)星以及其他國產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用推廣、市場化面臨的困境談一下您的看法。

張慶君：建立一個衛(wèi)星應(yīng)用協(xié)調(diào)機制是有必要的。目前，國產(chǎn)衛(wèi)星運行管理方、用戶部門之間尚未形成有效良好的溝通機制，是脫節(jié)的，數(shù)據(jù)成像業(yè)務(wù)主要由衛(wèi)星運行管理方主導(dǎo)，形成了衛(wèi)星數(shù)據(jù)成像部門工作缺乏目標管理、用戶得不到想要的數(shù)據(jù)、主用戶單位對提供的數(shù)據(jù)不滿意的局面。衛(wèi)星在軌成像、數(shù)據(jù)分發(fā)和處理工作的無序低效，實際上是對衛(wèi)星資源的極大浪費?，F(xiàn)在InSAR圖像是很值錢的，1m分辨率的圖像，已經(jīng)值四五萬元人民幣。應(yīng)該用好、提高效益。航天建設(shè)背后是國人巨大的支持和付出。我們花費巨資發(fā)射衛(wèi)星，一定要好好用起來。

《衛(wèi)星應(yīng)用》：您對踐行“一帶一路”倡議，國產(chǎn)衛(wèi)星借助政府間合作平臺進行推廣應(yīng)用不斷深化國際交流與合作，有何看法。

張慶君：我們正在航天大國向航天強國行進的道路上。既然是航天大國，就要承擔大國責任。以前我們的遙感圖像質(zhì)量不好、分辨率不高，想送也送不出去?，F(xiàn)在我國國產(chǎn)衛(wèi)星圖像質(zhì)量越來越好，甚至超過了國外，希望能夠在國際上發(fā)揮作用，有償、無償都可以。通過國際交流，我們既可以獲得效益，又可以擴大影響。要擴大交流，交流的好處在哪？互相之間可以借鑒，在溝通中提高能力和水平，把這件事能做得越來越精，實現(xiàn)航天國際合作從無到有、從好到精。

在“一帶一路”沿線基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，可以充分發(fā)揮SAR圖像優(yōu)勢。高分三號衛(wèi)星不受天氣的影響，無論是航路航向制定、交通運輸建設(shè)、港口碼頭管理都可以充分發(fā)揮高分三號衛(wèi)星的優(yōu)勢，尤其山區(qū)多霧的地區(qū)。微波圖像不能完全代替光學圖像，但是在關(guān)鍵的時候可以發(fā)揮其特殊優(yōu)勢，比方說在水壩、橋梁被沖毀，山體滑坡致使道路中斷，出現(xiàn)堰塞湖的時候。往往越是天氣不好的時候，雷達衛(wèi)星恰恰越能很清楚地看出道路有沒有變形。

中國海洋衛(wèi)星遙感領(lǐng)域?qū)⒊蔀楹教鞆妵闹匾獦酥?/h2>

《衛(wèi)星應(yīng)用》：《海洋衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》已發(fā)布，請談一下對海洋衛(wèi)星未來發(fā)展趨勢和規(guī)劃、保障我國海洋權(quán)益的看法。

張慶君：我國海洋衛(wèi)星遙感規(guī)劃做得很好，瞄準了國家急需和國際前沿，系列全、性能好，改變了我國遠海、深海數(shù)據(jù)匱乏的局面。海洋二號A星發(fā)射后從時效性、數(shù)據(jù)精度、覆蓋性上都有所提高。

今后會建立海洋二號衛(wèi)星動力觀測網(wǎng)、高分三號新一代海洋水色衛(wèi)星觀測網(wǎng)、海洋監(jiān)視監(jiān)測網(wǎng)3個系列的海洋衛(wèi)星體系，建成功能完備的海洋觀測系統(tǒng)，海洋衛(wèi)星技術(shù)能力、運行規(guī)模、應(yīng)用水平達到國際先進水平，可為海洋強國和國家安全提供可靠的信息保障。相信到2025年，海洋衛(wèi)星遙感領(lǐng)域在整個中國航天領(lǐng)域中是最有可能達到國際領(lǐng)先水平的，將成為航天強國的一個重要標志。

《衛(wèi)星應(yīng)用》：黨的十九大報告提出建設(shè)航天強國的宏偉目標，您認為航天人應(yīng)如何提高創(chuàng)新發(fā)展能力；如何看待軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略；中國空間技術(shù)研究院已走過五十年發(fā)展歷程，您認為未來將如何充分發(fā)揮航天對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的牽引帶動作用。

張慶君：提高創(chuàng)新發(fā)展能力，一是靠需求牽引，二是靠技術(shù)推動。但現(xiàn)階段我們首先要圍繞需求做創(chuàng)新，使創(chuàng)新的目標性更強，創(chuàng)新成果能很快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。在這個過程當中我們按照航天研制一代、預(yù)研一代的傳統(tǒng)，為后面新一代航天技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

推動軍民融合發(fā)展涉及到國家安全，軍民融合過程中要有抓有放，明確厘清軍民各自發(fā)展的界限。

航天必須能夠提供更好的服務(wù)，才能推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。發(fā)展航天，首先要掌握核心技術(shù)。中國空間技術(shù)研究院提出要做強總體、做優(yōu)專業(yè)、做精產(chǎn)品，面對越來越激烈的市場環(huán)境，我們必須做好服務(wù)，這首先是個生存問題。衛(wèi)星打上天后，要看應(yīng)用效果，否則老百姓不買單，國家就不會支持。航天技術(shù)的價值體現(xiàn)在能夠提供相應(yīng)的產(chǎn)品，而且得到市場的認可。

推動衛(wèi)星應(yīng)用“天地一體化”

《衛(wèi)星應(yīng)用》：您如何看待人工智能、大數(shù)據(jù)對衛(wèi)星技術(shù)及其應(yīng)用的影響以及發(fā)展建議。

張慶君：人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)處在一個剛剛起步的階段，是一種手段，而不是目標。一方面，航天事業(yè)本身具有創(chuàng)新性，要加快人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用；另一方面，發(fā)展航天事業(yè)首先要滿足國民經(jīng)濟建設(shè)的需求，穩(wěn)中求進，不能把人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)當成我們的目標。對于用戶來說，剛好就是最好、就是恰到好處，否則會帶來額外代價，額外代價就是讓用戶去買單。

但應(yīng)該認識到，人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)對于衛(wèi)星遙感領(lǐng)域的發(fā)展是很有必要的，這里涉及到廣種薄收的概念：我們從海量數(shù)據(jù)里獲得需要的數(shù)據(jù)，要抓緊研究如何及時獲取數(shù)據(jù)、精準獲取數(shù)據(jù)、有效獲取數(shù)據(jù)，否則數(shù)據(jù)泛濫就會變成垃圾。發(fā)射的衛(wèi)星越來越多，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，有條理地存儲這些數(shù)據(jù)是一個需要趕緊解決的問題，應(yīng)當盡快對大數(shù)據(jù)的獲取、處理、存儲形成規(guī)范。

《衛(wèi)星應(yīng)用》：請談一下對商業(yè)航天的看法。

張慶君：商業(yè)航天的發(fā)展是件好事，能夠更好地利用空間資源服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)和人民生活，這也是我們追求的目標，引入更多的資金和運行模式，有利于行業(yè)的發(fā)展；但商業(yè)航天要和技術(shù)創(chuàng)新區(qū)分開來，不能只是炒概念、造影響，而無應(yīng)用模式和盈利模式，那樣不會長久。

《衛(wèi)星應(yīng)用》：請談一下對于“天地一體化”的期待和建議。

張慶君：所謂一體化現(xiàn)在應(yīng)該理解成如何能夠給用戶提供無時不在、無處不在的服務(wù)。從衛(wèi)星遙感來看，縱向來講，從衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收處理到應(yīng)用的整個過程可以稱為天地一體化。在研制高分三號衛(wèi)星的時候，我就提出在研制過程中把載荷、衛(wèi)星平臺和地面處理和應(yīng)用一同考慮，把相關(guān)技術(shù)指標分解到位、處理方法明確到位，有問題早點發(fā)現(xiàn)，這也是高分三號衛(wèi)星在軌性能好、圖像處理效果好的原因。

從橫向來說，天地一體化就是建立一個信息可以及時獲取、及時處理、及時分發(fā)、滿足及時應(yīng)用需求的體系，這也是李德仁院士一直在推動的事情。不把衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用到老百姓身上，遙感產(chǎn)業(yè)很難做大。

《衛(wèi)星應(yīng)用》：您當初毫不猶豫地選擇航天的初衷是什么；您在走上工作崗位還不到一個月的時間，就承擔飛船系統(tǒng)13項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目之一的“神舟飛船圖像處理話音傳輸系統(tǒng)”總體方案設(shè)計任務(wù)，壓力不小，對于正在起步階段同時面臨壓力的青年科研人員有什么樣的話想說。

張慶君：我投身航天事業(yè)一是出于對航天的好奇和對行業(yè)純粹的熱愛；二是一種使命感、責任感，那時候飛船剛剛立項，投身這樣的大工程很榮幸和自豪。人總是要做點事情的，青年科研人員要抓住時機好好干。

在采訪最后，張慶君總師數(shù)次提到要大力氣對高分三號衛(wèi)星應(yīng)用進行宣傳推廣，開放數(shù)據(jù)、鼓勵大眾應(yīng)用，實現(xiàn)“高分專項的凱歌奏在應(yīng)用上”。