應(yīng)急管理星座總體設(shè)想與體系效能仿真

安萌 翟筱羿 李帥 申志強(qiáng) 李素菊

(1 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京 100094)(2 錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094)(3 應(yīng)急管理部國家減災(zāi)中心，北京 100124)

應(yīng)急管理能力關(guān)乎國家戰(zhàn)略和國計(jì)民生，迫切需要衛(wèi)星和空間技術(shù)加快發(fā)展促進(jìn)應(yīng)急管理能力提升?！笆奈濉逼陂g，我國將充分發(fā)揮衛(wèi)星領(lǐng)域優(yōu)勢，圍繞應(yīng)急救災(zāi)、防災(zāi)減災(zāi)和安全生產(chǎn)三大任務(wù)需求，規(guī)劃論證應(yīng)急管理星座，合理配置軌道衛(wèi)星資源，充分利用可見光、紅外、高光譜、SAR、激光等技術(shù)手段，強(qiáng)化復(fù)雜環(huán)境的綜合觀測能力，在防災(zāi)減災(zāi)、風(fēng)險(xiǎn)檢測、災(zāi)害評(píng)估方面發(fā)揮重要作用。

本文從應(yīng)急管理對(duì)衛(wèi)星服務(wù)需求出發(fā)，對(duì)我國在軌、在研、規(guī)劃的應(yīng)急管理衛(wèi)星的效能、需求滿足度等進(jìn)行了計(jì)算分析，找出存在的問題與差距。結(jié)合中軌高時(shí)空分辨率對(duì)地觀測衛(wèi)星和光學(xué)微波等多種手段的兼顧，實(shí)現(xiàn)甚高空間分辨率、高時(shí)效多要素的兼顧。星座通過不同軌道、不同平臺(tái)衛(wèi)星組網(wǎng)設(shè)計(jì)，通過效能仿真表明，該方案可顯著提高星座應(yīng)急響應(yīng)和協(xié)同應(yīng)用能力。

1 應(yīng)急行業(yè)需求分析與星座建設(shè)思路

根據(jù)應(yīng)急管理行業(yè)未來發(fā)展的要求[1]，“十四五”期間，應(yīng)急管理業(yè)務(wù)對(duì)于衛(wèi)星的任務(wù)需求貫穿于其業(yè)務(wù)的始終，主要體現(xiàn)在對(duì)災(zāi)害和突發(fā)事件的預(yù)警、響應(yīng)以及損失評(píng)估和重建方面的需求。具體應(yīng)用需求及對(duì)衛(wèi)星能力需求如表1所示。需求主要包括災(zāi)害與突發(fā)事件風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測及預(yù)警，災(zāi)害與突發(fā)事件快速響應(yīng)及決策和災(zāi)害與突發(fā)事件損失評(píng)估及重建3個(gè)方面[2-5]。

表1 應(yīng)急管理行業(yè)應(yīng)用需求和對(duì)衛(wèi)星的能力需求Table 1 Application requirement and its correspondent satellite capability for emergent management

通過“十二五”、“十三五”時(shí)期的建設(shè)，我國已經(jīng)形成了包括環(huán)境減災(zāi)星座和高分系列兩類衛(wèi)星在內(nèi)的應(yīng)急管理衛(wèi)星系統(tǒng)。其中，環(huán)境減災(zāi)星座已發(fā)展形成多個(gè)系列的業(yè)務(wù)衛(wèi)星，星座采用光學(xué)和SAR相結(jié)合的觀測手段，具有大范圍、全天候、全天時(shí)、動(dòng)態(tài)災(zāi)害監(jiān)測能力。高分系列衛(wèi)星主要包括高分一號(hào)衛(wèi)星、三號(hào)、四號(hào)和六號(hào)衛(wèi)星。此外，高景一號(hào)衛(wèi)星、長光一號(hào)系列衛(wèi)星作為我國商業(yè)衛(wèi)星的代表，其數(shù)據(jù)產(chǎn)品也已廣泛應(yīng)用于應(yīng)急管理業(yè)務(wù)，為應(yīng)急減災(zāi)業(yè)務(wù)提供亞米級(jí)的數(shù)據(jù)。從目前應(yīng)用情況來看，國內(nèi)應(yīng)急管理衛(wèi)星星座存在的不足主要是以下3個(gè)方面：一是衛(wèi)星集中過境，工作時(shí)長和觀測時(shí)效性受限；二是全天時(shí)全天候觀測能力、組網(wǎng)協(xié)同能力有待提升；三是觀測要素覆蓋性和定量化觀測能力也亟待完善。

在“十四五”期間應(yīng)急衛(wèi)星星座需要重點(diǎn)提升3個(gè)方面的能力，即觀測時(shí)效性，全天時(shí)、全天候協(xié)同觀測能力和觀測要素的定量化觀測能力，同時(shí)提升這3項(xiàng)能力最有效的方法是多星組成星座進(jìn)行聯(lián)合觀測。根據(jù)應(yīng)急觀測事件，建立了如圖1所示的應(yīng)急管理觀測任務(wù)模型。應(yīng)急觀測事件驅(qū)動(dòng)是基于目標(biāo)優(yōu)先級(jí)排序和時(shí)空約束的多星協(xié)同觀測策略，在有限時(shí)間和空間范圍內(nèi)，綜合考慮了觀測類型及等級(jí)、要素時(shí)空分布、用戶需求、空間分辨率、重訪周期、成像模式、過境時(shí)間、軌道覆蓋、衛(wèi)星最長連續(xù)工作時(shí)間、星上存儲(chǔ)容量、時(shí)間窗口和觀測擺角、星地資源狀況、天氣條件、已獲取數(shù)據(jù)狀況等，根據(jù)觀測任務(wù)的重要性和任務(wù)完成期限，合理安排多個(gè)衛(wèi)星資源和時(shí)間窗口，對(duì)一系列待觀測任務(wù)進(jìn)行選取、排序及確定觀測時(shí)間，實(shí)現(xiàn)時(shí)空最大化觀測目標(biāo)。

圖1 多星協(xié)同觀測任務(wù)分析模型Fig.1 Cooperative multiple satellite observation mission analysis model

根據(jù)應(yīng)急觀測業(yè)務(wù)管理的需求[6]，既需要高空間分辨率的數(shù)據(jù)獲取，又需要高時(shí)間分辨率和較長的觀測窗口。綜合不同軌道衛(wèi)星特點(diǎn)，需要采用中、低軌觀測和高軌相結(jié)合的衛(wèi)星協(xié)同觀測手段。建立“高、中、低”軌協(xié)同應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)，需大力發(fā)展中軌、亞米級(jí)高分辨率可見、紅外、SAR及視頻等監(jiān)測手段，實(shí)現(xiàn)全天時(shí)全天候連續(xù)應(yīng)急監(jiān)測。充分發(fā)揮3種軌道各自獨(dú)特的優(yōu)勢，通過“軌道協(xié)同、要素綜合、數(shù)據(jù)融合”逐漸形成“全國凝視、區(qū)域長時(shí)、全球高精”立體、高效、應(yīng)急監(jiān)測能力，按照不同軌道特性，建設(shè)“高軌低分國土凝視，中分區(qū)域連續(xù)；中分全球區(qū)域連續(xù)；低軌高分全球高重訪”的協(xié)同觀測策略，互相配合，數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急區(qū)域的最大效能觀測。應(yīng)急管理行業(yè)在“十四五”重點(diǎn)應(yīng)構(gòu)建多衛(wèi)星協(xié)同，多要素高定量化，高時(shí)間、高空間分辨率的衛(wèi)星體系。主要建議如下。

1)加強(qiáng)衛(wèi)星軌道資源和觀測手段的合理配置

選擇不同的軌道特性協(xié)同工作對(duì)應(yīng)急管理的全方位服務(wù)十分重要,應(yīng)加強(qiáng)不同軌道類型衛(wèi)星的組網(wǎng)建設(shè)，如靜止軌道與低軌相搭配、太陽同步軌道與傾斜軌道相搭配，實(shí)現(xiàn)高時(shí)間、高空間的立體觀測網(wǎng)絡(luò)觀測體系。同時(shí)，請(qǐng)加強(qiáng)不同觀測手段衛(wèi)星星座的協(xié)同建設(shè)，在光譜維、激光、微波測距等方面加強(qiáng)建設(shè)，形成多種要素并舉的觀測能力。

2)加強(qiáng)多尺度觀測互補(bǔ)，支撐應(yīng)急減災(zāi)業(yè)務(wù)的政令暢通、指揮有效

自然災(zāi)害和突發(fā)事件成因復(fù)雜、過程多變、要素多樣，需要對(duì)災(zāi)前、災(zāi)中和災(zāi)后全方位的觀測，在衛(wèi)星和載荷成像能力一定的條件下，衛(wèi)星數(shù)據(jù)空間分辨率、時(shí)間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率指標(biāo)參數(shù)間往往不能兼顧[7]。災(zāi)害監(jiān)測衛(wèi)星星座的建設(shè)應(yīng)綜合考慮災(zāi)害目標(biāo)多層次觀測需求，實(shí)現(xiàn)高中低分辨率數(shù)據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)，提升星座系統(tǒng)化全方位觀測和多星共用能力。努力構(gòu)建構(gòu)成“天-地-現(xiàn)場”一體化的國家應(yīng)急管理體系中的重要一環(huán)。

3)積極響應(yīng)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)“兩個(gè)堅(jiān)持、三個(gè)轉(zhuǎn)變，不同衛(wèi)星系列融合入網(wǎng)，提升跨領(lǐng)域綜合化應(yīng)用

綜合國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施所有衛(wèi)星資源，通過氣象、海洋和陸地跨系列衛(wèi)星的融合應(yīng)用，組成災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)急觀測虛擬衛(wèi)星星座，既能提高自然災(zāi)害監(jiān)測評(píng)估業(yè)務(wù)應(yīng)用水平，又能滿足其他行業(yè)領(lǐng)域綜合應(yīng)用需求。根據(jù)應(yīng)急管理星座建設(shè)的總體設(shè)想，建議在已有環(huán)境減災(zāi)星座和高分衛(wèi)星系列的基礎(chǔ)上，在“十四五”期間按照用戶應(yīng)用領(lǐng)域需求及基礎(chǔ)能力劃分為低軌星座、中軌星座和高軌衛(wèi)星等3部分發(fā)展，并將不同功能衛(wèi)星合并入網(wǎng)，構(gòu)成星群，提升跨領(lǐng)域綜合化應(yīng)用水平。

按照2020、2025和2030年3個(gè)階段進(jìn)行建設(shè)，通過3個(gè)階段的建設(shè)，應(yīng)急衛(wèi)星的能力發(fā)展路線圖如圖2所示。

圖2 應(yīng)急觀測衛(wèi)星能力發(fā)展路線圖Fig.2 Satellite capabilities development milestone for emergency management

2 應(yīng)急衛(wèi)星星座效能評(píng)估體系和方法

2.1 指標(biāo)體系

根據(jù)應(yīng)急管理建立了主要參數(shù)指標(biāo)體系，涉及覆蓋率、總重訪次數(shù)等6項(xiàng)體系要素，本文將它們分解到衛(wèi)星的空間分辨率、幅寬、軌道參數(shù)和主要約束因素等7項(xiàng)指標(biāo)上。指標(biāo)體系如圖3所示。

圖3 效能分析指標(biāo)體系Fig.3 Index system for efficiency analysis

1)覆蓋率

覆蓋率指衛(wèi)星星座從仿真起始時(shí)間開始，不同時(shí)間所覆蓋的目標(biāo)區(qū)域面積與目標(biāo)區(qū)域總面積的比值，其計(jì)算方法為[8]

(1)

式中：η為覆蓋率；SF為已覆蓋的目標(biāo)區(qū)域面積；ST為目標(biāo)區(qū)域總面積。

2)全覆蓋所需時(shí)間

全覆蓋所需時(shí)間指衛(wèi)星星座從仿真起始時(shí)間開始，將目標(biāo)區(qū)域全部覆蓋時(shí)所需的時(shí)間，其計(jì)算方法為

T=t-ts

(2)

式中：T為全覆蓋所需時(shí)間；t為目標(biāo)區(qū)域總面積全覆蓋時(shí)的時(shí)刻；ts為第一次觀測到目標(biāo)區(qū)域時(shí)的起始時(shí)刻。

3)總重訪次數(shù)

總重訪次數(shù)指一段時(shí)間內(nèi)(一般為1個(gè)月時(shí)間)所有可用衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)能夠觀測的次數(shù)總和[9]

(3)

式中：N為總重訪次數(shù)；n為所有可用衛(wèi)星數(shù)量；Ni為第i顆衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)能夠觀測的次數(shù)。

4)平均重訪間隔

平均重訪間隔指上一次衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)觀測后，平均過多久能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行下一次觀測，該指標(biāo)表征了應(yīng)急衛(wèi)星星座在災(zāi)害發(fā)生時(shí)平均多久能夠獲得第一幅圖像，對(duì)應(yīng)急減災(zāi)應(yīng)用有非常重要的意義。該指標(biāo)的分析方法是：對(duì)一段時(shí)間內(nèi)(一般為1個(gè)月時(shí)間)所有可用衛(wèi)星的重訪數(shù)據(jù)按照時(shí)間進(jìn)行排序，前一次衛(wèi)星觀測結(jié)束后時(shí)間到下一次衛(wèi)星觀測開始時(shí)的時(shí)間為一次重訪間隔。將所有的重訪間隔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)排序，剔除1 h以內(nèi)的重訪間隔數(shù)據(jù)(1 h以內(nèi)的重訪說明了衛(wèi)星的數(shù)據(jù)扎堆，很多次的觀測都集中在1 h以內(nèi)，對(duì)于應(yīng)急減災(zāi)意義不大)，再對(duì)剩下的重訪間隔數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)求期望，得到平均重訪間隔的數(shù)據(jù)。

(4)

式中：ΔT為平均重訪間隔，Mi為72 h內(nèi)的時(shí)間間隔統(tǒng)計(jì)。

5)最大重訪間隔

最大重訪間隔指上一次衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)觀測后，最大要過多久能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行下一次觀測，該指標(biāo)表征了應(yīng)急衛(wèi)星星座在災(zāi)害發(fā)生時(shí)最差情況下多久能夠獲得第一幅圖像，反映了應(yīng)急衛(wèi)星星座能力的下限，對(duì)應(yīng)急減災(zāi)應(yīng)用有非常重要的意義。計(jì)算分析方法是對(duì)上文中計(jì)算的兩次觀測的間隔時(shí)間ΔTj求最大值得到[8]

ΔTmax=max(ΔTj)

(5)

6)平均觀測時(shí)間

平均觀測時(shí)間指各衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)觀測起始到終止的平均持續(xù)時(shí)間，該指標(biāo)表征了應(yīng)急衛(wèi)星星座在對(duì)目標(biāo)的一次觀測中，有多長的觀測窗口可以使用，能夠反映衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)連續(xù)觀測及跟蹤的能力。其計(jì)算方法是假設(shè)第i顆衛(wèi)星在一段時(shí)間內(nèi)第k次觀測的起始時(shí)間為TSi,k，結(jié)束時(shí)間為Tpi,k，其觀測時(shí)間Δti,k為

Δti,k=Tpi,k-Tsi,k

(6)

則平均觀測時(shí)間Δtave為

(7)

2.2 分析方法

在開展效能分析前，對(duì)效能分析的定義進(jìn)行了約束[10], 包括數(shù)據(jù)接收(接收弧段)、天氣影響(云雨影響)和姿態(tài)機(jī)動(dòng)(姿態(tài)機(jī)動(dòng)角度和時(shí)間)3個(gè)方面。重點(diǎn)針對(duì)應(yīng)急管理天級(jí)、小時(shí)級(jí)觀測需求開展星座的效能仿真。同時(shí)針對(duì)星座優(yōu)化調(diào)整不同狀態(tài)下的效能進(jìn)行了仿真比較，作為星座配置建議的支撐。主要針對(duì)3個(gè)階段衛(wèi)星開展效能仿真：第一階段，2025年原國家空間基礎(chǔ)設(shè)施[2]規(guī)劃的7顆衛(wèi)星；第二階段，2025年，7星優(yōu)化后及其他外圍資源；第三階段，2030年，新增衛(wèi)星及外圍資源。每一階段主要針對(duì)星座間協(xié)同的綜合能力進(jìn)行仿真。仿真區(qū)域范圍主要針對(duì)全球、全國和重點(diǎn)城市進(jìn)行了效能仿真。

根據(jù)效能評(píng)估體系，并充分借鑒以往各行業(yè)用戶需求滿足度評(píng)估方法。分析的主要輸入如下：

(1)時(shí)間段選擇為2025年、2025年和2030年；

(2)仿真區(qū)域?yàn)楣枮I、北京、武漢、廣州、唐山等代表性城市；

(3)地面站為北京、喀什、三亞、北極等。

針對(duì)應(yīng)急觀測任務(wù)，分析滿足要求的衛(wèi)星，評(píng)估遙感應(yīng)急觀測能力。整體的評(píng)估流程如圖4所示。

圖4 星座整體的評(píng)估流程Fig.4 Index system for efficiency analysis

2.3 分析過程和結(jié)果

1)2025年底原國家空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃效能結(jié)果

優(yōu)化調(diào)整后規(guī)劃立項(xiàng)7顆衛(wèi)星[2]綜合效能為：①6顆低軌星對(duì)全國重點(diǎn)城市平均重訪時(shí)間間隔2.88～6.60 h、平均重訪次數(shù)4～8次/天；②6顆低軌星對(duì)全球平均重訪時(shí)間間隔約7 h、平均重訪次數(shù)3次/天；③高軌20 m光學(xué)衛(wèi)星在每天1:30—22:30(21 h)內(nèi)可響應(yīng)成像需求(考慮中長波紅外)。6顆低軌衛(wèi)星的重訪結(jié)果見表2和表3。

表2 一個(gè)月內(nèi)6顆低軌衛(wèi)星對(duì)全國地區(qū)的重訪Table 2 Six low orbit satellites revisit time for China territory during one month

表3 一個(gè)月內(nèi)6顆低軌衛(wèi)星對(duì)全球的重訪Table 3 Six low orbit satellites revisit time for globalization during one month

對(duì)北京地區(qū)2020年9月8日—9月9日內(nèi)7顆衛(wèi)星成像時(shí)段進(jìn)行仿真，6顆低軌衛(wèi)星可觀測北京地區(qū)10次，1顆高軌衛(wèi)星可連續(xù)觀測北京地區(qū)。

2)2025年底星座優(yōu)化后結(jié)合其他資源配置效能結(jié)果

空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃17星的總體仿真情況如下，包括7顆待立項(xiàng)衛(wèi)星(2顆環(huán)境二號(hào)C、D星(HJ-2 C/D)、2顆環(huán)境二號(hào)E、F星(HJ-2 E/F)、2顆X頻段敏捷SAR、1顆高軌20 m光學(xué)衛(wèi)星)、6顆應(yīng)急管理部牽頭的在研和在軌衛(wèi)星(2顆環(huán)境二號(hào)C、D星、2顆環(huán)境二號(hào)E、F星、1顆高軌20 mSAR、1顆高分四號(hào))、4顆高分專項(xiàng)在軌衛(wèi)星(高分一號(hào)、高分二號(hào)、高分三號(hào)、高分六號(hào))。寬幅光學(xué)衛(wèi)星(HJ-2 A/B/C/D、高分一號(hào)及高分六號(hào))對(duì)我國可實(shí)現(xiàn)1天對(duì)全國范圍進(jìn)行覆蓋(考慮光照因素)。寬幅SAR衛(wèi)星(HJ-2 E/F/G/H、高分三號(hào))對(duì)我國可實(shí)現(xiàn)4天對(duì)全國99%范圍進(jìn)行覆蓋(不考慮衛(wèi)星供電能力限制)。14顆低軌衛(wèi)星對(duì)全國重點(diǎn)城市平均重訪時(shí)間2～3.51 h。14顆低軌衛(wèi)星對(duì)全球平均重訪時(shí)間約7 h。綜合效能分析結(jié)果如表4和表5所示。

表4 一個(gè)月內(nèi)14顆低軌衛(wèi)星對(duì)全國地區(qū)的重訪Table 4 14 low orbit satellites revisit time for China territory during one month

北京地區(qū)2020年9月8日—9月9日內(nèi)7顆衛(wèi)星成像時(shí)段仿真情況，6顆低軌衛(wèi)星可觀測北京地區(qū)10次，1顆高軌衛(wèi)星可連續(xù)觀測北京地區(qū)：①高軌光學(xué)星、高軌SAR星，其中2顆高軌光學(xué)星在1:30—22:30(21 h)內(nèi)可響應(yīng)對(duì)北京地區(qū)的成像需求(考慮中長波紅外)，1顆高軌SAR星在20:00—7:00(9 h)內(nèi)可響應(yīng)對(duì)北京地區(qū)的成像需求；②低軌SAR衛(wèi)星，6星可觀測8次北京地區(qū)；③低軌衛(wèi)星可見相機(jī)，2星可觀測2次北京地區(qū)；④低軌衛(wèi)星紅外及微光相機(jī)，1星可觀測2次北京地區(qū)。

3)2030年底37星配置效能結(jié)果

優(yōu)化調(diào)整后待立項(xiàng)7顆衛(wèi)星與空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃可用天基資源(共37顆)的綜合效能為可見光優(yōu)于2 m、SAR優(yōu)于5 m、紅外優(yōu)于30 m的成像衛(wèi)星協(xié)同觀測。如圖5所示(橫坐標(biāo)為每顆衛(wèi)星的地方時(shí)，縱坐標(biāo)為各衛(wèi)星的空間分辨率)。按照目前星座的配置方式，從9：00—24:00的時(shí)間段中，均有當(dāng)班高軌和低軌的衛(wèi)星監(jiān)測，做到了應(yīng)急管理業(yè)務(wù)連續(xù)性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了不同尺度觀測的協(xié)同工作。在6：00—18：00間，同一時(shí)間段均有多顆衛(wèi)星過境，滿足了觀測時(shí)間分辨率的要求，災(zāi)害發(fā)生后，最快響應(yīng)時(shí)間為高軌1 h以內(nèi)、低軌在2 h(白天)、3 h(夜晚)以內(nèi)獲取首圖。平均觀測間隔不超過4 h。衛(wèi)星配置了可見光/近紅外、紅外SAR、高光譜、激光雷達(dá)等多種載荷進(jìn)行配合，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理觀測需求觀測要素的全覆蓋。

4)2030年底應(yīng)急管理星座配置情況及效能分析結(jié)果

根據(jù)目前規(guī)劃方案，到2030年前后，應(yīng)急管理部為主要用戶的衛(wèi)星將達(dá)到13顆，其中低軌衛(wèi)星10顆，高軌衛(wèi)星3顆，這些衛(wèi)星將成為應(yīng)急管理部主要的骨干衛(wèi)星，與空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的其它衛(wèi)星協(xié)同工作后衛(wèi)星總數(shù)將達(dá)到37顆。其效能將在“十三五”、“十四五”的基礎(chǔ)上得到大大提升。

各階段星座最大仿真時(shí)間比較如圖6所示(橫坐標(biāo)為各空間分辨率下的衛(wèi)星產(chǎn)品，縱坐標(biāo)為最大重訪間隔)。通過分析仿真，高分辨率數(shù)據(jù)獲取最大重訪間隔明顯降低，從2020年的1～3天降低到10 h級(jí)；可見光、紅外、微光、SAR等多種手段結(jié)合后最大重訪間隔從原來的1天降低到2 h以內(nèi)。

圖6 各階段星座最大重訪間隔比較Fig.6 Maximum revisit time for constellation in different stages

3 結(jié)束語

本文針對(duì)應(yīng)急管理行業(yè)“十四五”規(guī)劃對(duì)于衛(wèi)星星座發(fā)展的應(yīng)用需求，根據(jù)目前應(yīng)急管理衛(wèi)星在過境實(shí)時(shí)間短[8]，觀測要素覆蓋性不足和全天時(shí)、全天候觀測方面發(fā)展的不足，按照不同階段，給出了“十四五”期間應(yīng)急衛(wèi)星星座發(fā)展建議。基于所提出的效能觀測指標(biāo)體系和效能仿真方法，論述了未來應(yīng)急管理衛(wèi)星星座的發(fā)展重點(diǎn)，形成高中低軌結(jié)合的衛(wèi)星星座，提高觀測時(shí)效性和對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的連續(xù)觀測時(shí)間，對(duì)于全天時(shí)、全天候觀測的需求，應(yīng)加速發(fā)展與目前光學(xué)手段相匹配的SAR觀測能力，同時(shí)在軌道上與光學(xué)星形成較好的協(xié)同搭配。在提升觀測要素全面性方面，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展大氣定量觀測手段和內(nèi)陸水體徑流水質(zhì)方面的觀測手段，提升應(yīng)急管理綜合觀測的完備性。