剛剛，海洋一號C衛星成功發射！星上五大載荷特別「牛」

科技日報記者 付毅飛 陳瑜

記者從國家國防科技工業局、自然資源部獲悉，9月7日11時15分，我國在太原衛星發射中心，用長征二號丙運載火箭成功發射海洋一號C星。這是我國海洋水色系列衛星的第三顆衛星，也是我國民用空間基礎設施中「十二五」海洋業務衛星的首發星。

鄭逃逃攝

該星將與計劃明年發射的海洋一號D星組成我國首個海洋民用業務衛星星座，進行上、下午組網觀測，大幅提高水色衛星全球覆蓋能力。

五大載荷顯神通

記者從該衛星研製單位中國航天科技集團五院了解到，該衛星共配置有海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀、紫外成像儀、星上定標光譜儀和船舶自動識別系統五大載荷，將大顯神通助力海洋事業發展。

海岸帶成像儀

定標光譜儀

其中，海洋水色水溫掃描儀可用於探測葉綠素濃度、懸浮泥沙濃度、可溶性有機物等海洋水色要素，以及海面溫度場。通過連續獲取長時序的我國近海及全球水色水溫資料，可研究和掌握海洋初級生產力分布、海洋漁業和養殖業資源狀況和環境質量，為海洋生物資源合理開發與利用提供科學依據。該儀器也能為全球變化研究、海洋在全球二氧化碳循環中的作用，以及厄爾尼諾探測提供大洋水色水溫資料。

紫外成像儀主要用於提高海洋水色水溫掃描儀近岸高渾濁水體大氣校正精度。

海岸帶成像儀對近海、海島、海岸帶進行監測，可獲取海陸交互作用區域的實時數據，了解重點河口港灣的懸浮泥沙分布規律，並對海洋環境災害進行實時監測和預警。相比海洋一號A星、B星，海洋一號C星海岸帶成像儀的幅寬提升近2倍，解析度提高了5倍，在軌壽命也從3年延長到5年，同時重量、體積、功耗等指標均得到進一步優化。

星上定標光譜儀堪稱海洋一號C星上的「質檢員」。它能監測到海洋水溫水色掃描儀、紫外成像儀及海岸帶成像儀的數據信息，並為其提供星上同步校準功能。因此該設備下傳的數據，將被科研人員作為基準，判定上述三台載荷在軌期間的性能衰減情況，並通過計算得出它們實時下傳數據信息的精準性。

船舶自動識別監測系統主要用於獲取大洋船舶位置和屬性信息，為海上權益維護、海洋防災減災和大洋漁業生產活動等提供數據服務。

搭建信息通途

為了保證五大載荷獲取的數據能實時傳回地面，五院西安分院承擔研製的數傳分系統，在天地間搭建了信息通途。

對一般遙感衛星而言，數傳分系統是根據需要開機，每次開機時間不會超過半個小時。因為太空中的高能量粒子有可能會撞上衛星，影響數傳分系統，導致數據處理出現偏差和錯誤，縮短開機時間是為了減小數傳分系統受高能量粒子影響的概率。

但是，海洋信息的動態性決定了海洋一號C星的數傳分系統必須全時開機，實時對數據進行處理或傳輸。

記者了解到，海洋一號C星數傳分系統要實現全時開機，最重要的是避免單粒子翻轉。

單粒子翻轉是指宇宙中單個高能粒子射入半導體器件靈敏區，使器件邏輯狀態翻轉的現象。衛星和地面計算機一樣，數據均是採用二進位的「0」、「1」來存儲、傳輸和讀取。單粒子不定期來襲，如果撞擊數傳分系統的某些器件，就會使存儲的「0」變成「1」，或者「1」變為「0」，導致數據嚴重錯誤，或是傳輸中斷。

對付單粒子翻轉最簡單的方法是關機重啟，但這違背了數傳分系統的全時開機要求。因此科研人員利用三模冗餘、定時刷新等方法，增強了衛星數傳分系統的抗單粒子翻轉能力。簡單來說，該方法是將重要數據分別存儲3次，相當於給1個數據做了兩個備份。若數據被高能單粒子「篡改」，系統會根據另外兩份沒有被改變的數據進行自我修復。此外，數傳分系統設置了數據定時刷新功能，以保證動態數據存儲和傳輸的正確性。

能力顯著提升

相關人士告訴記者，與A星和B星相比，海洋一號C衛星在衛星載荷配置和性能指標、探測能力等方面有了明顯改進，有了這些性能指標的提升，可以獲取更穩定、精度更高的水色遙感產品，並提供全球業務化水色水溫遙感產品。

該人士舉例說，我國沿海赤潮多發，尤其一些有毒赤潮對海洋生態環境健康和人民群眾生命財產安全帶來惡劣影響。通過衛星提供的監測產品，及時有效地識別和實時監測赤潮爆發的發展進程，可為災害期間的應急管理提供技術支持，產生巨大的經濟效益和社會公益影響。

海洋衛星提供的水色水溫遙感產品還可為漁業生產提供技術服務。通過遙感數據產品和海洋數值模型，可及時預測漁業捕撈區，避開海上風險區，有效提高漁業生產的經濟效益和保證漁業從業人員的生命財產安全。

該衛星還可為海上溢油探測提供有效觀測數據，並進一步提高我國近海高渾濁水體的大氣校正精度，從而提升水色要素反演產品的準確度，在海洋災害應急觀測期間可實現每天重訪觀測，為海洋應急監測管理提供重要的數據源。

記者了解到，海洋一號C星成功發射後，還將為全球大洋水色水溫業務化監測，為我國近海海域與海島、海岸帶資源環境調查、海洋資源可持續利用、海洋生態預警與環境保護等提供數據服務，也可為氣象、農業、水利等行業應用提供支持。

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海洋系列衛星歷史回顧

2002年5月15日，新成立不久的航天科技集團五院東方紅衛星有限公司發射了我國第一顆海洋衛星——海洋一號A衛星（HY-1A），並圓滿完成了海洋水色探測功能及試驗驗證，實現了我國海洋衛星零的突破。HY-1A工程的順利完成，促進了我國海洋遙感技術的發展，水色信息提取與定量化應用水平得到了提高，為我國的海洋衛星系列發展奠定了技術基礎。這顆衛星的成功發射在國內外產生了重大的影響，極大地推動了我國海洋立體監測體系和衛星對地觀測體系的發展。

2007年4月11日，航天東方紅衛星有限公司成功發射了海洋一號B衛星（HY-1B）。基於HY-1A的經驗，HY-1B在研製和在軌應用過程中充分認識到海洋水色定量化應用的高要求及其帶來的海洋光學遙感有效載荷研製的高難度，強化了業務化、定量化、星地一體化設計理念，衛星載荷性能指標和數據獲取能力得到了進一步提升，實現了海洋一號系列衛星由試驗應用型向業務服務型的過渡。同時，在HY-1B研製過程和地面系統應用中積累了豐富的經驗，也為後續星及其它光學遙感衛星的優化設計及發展提供了依據。

為適應「服務近海、開拓大洋、走向全球」的海洋發展新形勢，實現建設海洋強國的目標，國家明確提出在「十二五」期間發射海洋一號C衛星（HY-1C）、海洋一號D衛星（HY-1D）2顆衛星，用於接替HY-1B，進一步增強我國海洋水色遙感連續觀測和業務化應用能力，提升我國海洋遙感技術水平。

2018年9月7日，海洋一號C衛星搭載長征二號丙火箭，於太原衛星發射中心成功發射，標誌著我國海洋遙感探測領域邁出了新的一步。

來源：科技日報 文中圖片除註明外，均由中國航天科技集團五院提供

編輯：左常睿

審核：管晶晶

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