海洋衛星：倚天觀海 經略深藍

原標題：海洋衛星：倚天觀海 經略深藍

10月25日6時57分，「海洋二號B」衛星在太原衛星發射中心成功發射升空並進入預定軌道。這是繼9月7日「海洋一號C」衛星成功發射入軌後，中國在一個多月內發射的第二顆海洋衛星。

什麼是海洋衛星？這種衛星攜帶哪些有效載荷？「海洋二號B」衛星和「海洋一號C」衛星各有什麼特點？中國在海洋衛星領域發展現狀如何？未來有什麼規劃？這些無疑是人們關注的問題。

九天之上對海洋明察秋毫

海洋衛星是主要用于海洋水色色素的探測，為海洋生物的資源開發利用、海洋污染監測與防治、海岸帶資源開發、海洋科學研究等領域服務而設計發射的一種人造地球衛星。「海洋二號B」衛星總指揮兼總設計師張慶君指出，海洋佔地球表面面積的70%以上，是生命的搖籃，資源的寶庫，全球氣候的重要調節器，也是世界貿易的大通道。人類社會的可持續發展必然越來越多地依賴海洋，海洋也將為人類社會的繁榮和發展做出越來越大的貢獻。而開發、利用、保護海洋，必須增進對海洋的認知，人造地球衛星為人類大面積、高精度、全方位認識海洋，發展海洋經濟，維護海洋開發環境安全等提供了重要技術手段。中國作為海洋國家，在推進人類對海洋認知方面負有重要責任，在保護海洋生態環境、實現海洋資源與環境的可持續利用方面肩負重要使命。因此，中國致力於擴大海洋衛星的應用領域和範圍，建立海洋衛星體系，推動建設海洋強國。

自然資源部國家衛星海洋應用中心主任蔣興偉指出，海洋衛星能夠對全球海洋大範圍、長時期地觀測，為人類深入了解和認識海洋提供了其他觀測方式都無法替代的數據源。海洋衛星通過搭載各類遙感器來探測海洋環境信息。搭載遙感器類型不同，海洋衛星的功能也不同，具體來說可分為3類即海洋水色衛星、海洋動力環境衛星和海洋監視監測衛星。

蔣興偉介紹說，美國是世界上首個發展海洋衛星遙感技術的國家，在1978 年發射了世界上第一顆海洋衛星SEASAT。近40 年來，美國發展了海洋環境衛星、海洋動力環境衛星和海洋水色衛星等不同類型的專用海洋衛星，實現了從空間獲取海洋水色和海洋動力環境信息的能力。1979年2月，蘇聯發射了第一顆海洋衛星「宇宙-1076」，用於衛星試驗和海洋氣象、大氣物理參數的測量。之後，該國4代系列海洋衛星發射升空。俄羅斯繼承了蘇聯技術，發射了包括「Meteor-MN3」在內的用于海洋觀測的衛星。歐空局從1991年開始，接連發射了具有海洋觀測能力的ERS系列衛星和後續衛星Envisat 。2006年10月開始發射MetO系列衛星等。目前，全球共有海洋衛星或具備海洋探測功能的對地觀測衛星近百顆。

構建觀海衛星星座體系

剛剛發射入軌的「海洋二號B」衛星與2011年8月發射「海洋二號A」衛星一樣，都屬於海洋動力環境衛星，主要任務是監測和調查海洋環境，獲得包括海面風場、浪高、海流、海面溫度等多種海洋動力環境參數，直接為災害性海況預警預報提供實測數據，為海洋防災減災、海洋權益維護、海洋資源開發、海洋環境保護、海洋科學研究等提供支撐服務。

「海洋二號B」顯然是後來者居上，在兩個方面比「哥哥」「海洋二號A」高出一籌。一是本領更多。「海洋二號B」除了裝載雷達高度計、微波散射計等載荷之外，新增了船舶識別和數據收集分系統，具備對全球船舶自動識別以及接收、存貯和轉發中國近海及其他海域的浮標測量數據的能力。二是系統融合更好。衛星作為高度集成的航天器，各系統之間融合至關重要。「海洋二號B」研製團隊在整星總裝、分系統、載荷、單機以及電纜包覆等環節做了針對性處理，使各個載荷之間互不影響，對海面高度、風場、溫度等海洋動力環境要素觀測更精確。

「海洋一號C」衛星是「海洋一號」系列的第三顆衛星，在類型上屬於海洋水色衛星，用於觀測海水光學特徵、葉綠素濃度、海表溫度和海洋污染物質，併兼顧觀測海水、淺海地形、海流特徵等要素等。「海洋一號C」成功發射後，將為全球大洋水色水溫業務化監測，為中國近海海域與海島、海岸帶資源環境調查、海洋防災減災、海洋資源可持續利用、海洋生態預警與環境保護提供數據服務，也可為氣象、農業、水利等行業應用提供支持。「海洋一號C」裝載了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等5個有效載荷。與「海洋一號A」和「海洋一號B」相比，該星觀測精度、觀測範圍、使用壽命均有大幅提升。比如，其攜帶的海洋水色水溫掃描儀幅寬更大，幾乎是A星搭載的兩倍，一天即可掃描全球的陸地和海洋。「海洋一號C」入軌以來，所有載荷運行狀態良好並已經回傳了大批高質量數據。

2016年8月成功發射的「高分三號」是中國首顆兼顧海陸觀測的雷達成像衛星。它能全天候、全天時實現全球海洋和陸地信息的監視監測，並通過左右姿態機動擴大對地觀測範圍、提升快速響應能力。張慶君指出，在該衛星研製過程中，中國科學家攻克了整星機電熱一體化設計、多極化相控陣天線、脈衝大功率供電等多項關鍵技術，綜合性能達到國際先進水平。「高分三號」不但可以監測中國臨近海域的風暴潮、熱帶氣旋、海冰、海面溢油、綠潮等，而且可以監視海岸帶、海面船舶、島礁人工設施、海上石油平台等，為災害監測和評估、應對重大環境事件提供地理空間信息支持。「高分三號」的業務化應用，極大改善了中國民用天基高解析度合成孔徑雷達圖像全部依靠進口的狀態，為國內各行業用戶提供了高質量、高精度對地觀測數據，已成為中國實施海洋開發、陸地環境資源監測和防災減災的重要技術支撐。

寶貴數據資源服務全球

中國目前已經初步形成了「海洋一號」「海洋二號」「高分三號」系列衛星為代表的海洋水色、海洋動力環境及海洋監視監測系列衛星，建立起了優勢互補的海洋遙感衛星觀測體系並已發揮了顯著的社會和經濟效益。

張慶君指出，根據建設海洋強國戰略，適應海洋資源開發、海洋環境保護、海域使用管理、極地大洋管理和海洋權益維護等方面的需求，中國應大力發展海洋系列衛星，為海洋災害的監測和防災減災建設提供全方位的信息服務，統籌建設三類海洋衛星體系，構建中國海洋衛星星座。

蔣興偉表示，根據中國民用空間基礎設施中長期發展規劃和《海洋衛星業務發展「十三五」規劃》，到2020年，我國將研製和發射上述3大類系列海洋衛星共十餘顆。具體來說，在海洋水色衛星方面，「海洋一號C」將於2019年迎來小弟弟「海洋一號D」，與其組成中國首個海洋民用業務衛星星座，進行組網觀測，大幅提高水色衛星全球覆蓋能力。在海洋動力衛星方面，「海洋二號B」將陸續迎來後續星即「海洋二號C」和「海洋二號D」，實現3星組網，探測海面高度、海面風場和海面溫度信息。此外，還將發射中法海洋衛星、海洋鹽度探測衛星，它們作為新型海洋動力衛星將獲得海面波浪譜和海洋鹽度信息的探測數據。在海洋監視監測方面，「高分三號」將聯手未來發射的兩顆合成孔徑雷達業務衛星，組建監視觀測網路

三大類系列衛星同時在軌運行，可為海洋環境資源、海洋防災減災、海洋經濟、海洋生態、海洋安全等領域提供不同解析度、不同時效、不同種類的豐富的多源海洋環境信息，同時還可服務於氣象、環境、交通、農業和水利等行業的部分業務需求。

值得一提的是，中國正在努力搭建的海洋衛星星座系統是國際空間基礎設施，獲得的相關數據不僅服務自身，而且向世界各國和地區開放，廣泛造福於國際社會並且已經使包括美國在內的很多國家從中受益。

自然資源部國家衛星海洋應用中心研究員、「海洋二號」衛星地面應用系統副總設計師張有廣介紹說，2012年10月，「海洋二號A」在美國應對「桑迪」颶風中立下汗馬功勞。該衛星提前1天成功觀測到「桑迪」並準確預測其移動方向，為有效防範贏得寶貴預警時間。美國國家海洋和大氣管理局研究人員分析後指出，「海洋二號A」是全球唯一在軌獲取到颶風期間海面高度信息的衛星，為「桑迪」颶風的觀測提供了寶貴的數據源。

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