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高分三号开启微波遥感时代

时间:2016年09月05日 信息来源:《 人民日报海外版 》 点击: 【字体:

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8月25日,高分三号卫星所拍摄的首批高清“大片”向世人展示,包括北京首都机场、福建厦门、天津港、洪泽湖等在内的8张影像图,影像清晰,层次分明,信息丰富。

高分三号是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)成像卫星。它的成功发射以及开机应用将显著提升我国对地遥感观测能力,是高分专项工程实现时空协调、全天候、全天时对地观测目标的重要基础。那么,这位太空“神探”到底是何方神圣?有了它,我们又能做些什么?下面我们就走进它来一探究竟。

① 身怀绝技的“千里眼”

在一张名为《高分三号卫星武汉影像》的聚束图上,我们可以清晰地看到长江上一批船只正从武汉天兴洲两侧的江面上驶过,船尾激起了一条条白色带状的水流。这就是高分三号滑动聚束模式的特点,能刻画出更多细节上的特性。

高分三号卫星于8月10日发射升空,于15日首次开机成像并下传数据,成为继高分一号、二号、四号等卫星在轨工作之后,我国高分辨率对地观测系统的又一位“天眼”神探。这位“天眼”神探上的天线有15米长,两个大“翅膀”展开后,整个卫星的长度达18米,是我国第一颗大尺度、大翼展卫星。如此设计是为了实现卫星功能性能的需要,这个“大家伙”将在太空一展它的看家本领。

和其他“高分兄弟”卫星相比,高分三号是唯一一颗采用合成孔径雷达成像的微波遥感卫星,不同于光学高分卫星,它依靠微波,不受白天黑夜、雷雨雪云的限制,可以全天候实施对地对海的观测。航天科技集团五院高分三号卫星总工程师徐福祥介绍,这个卫星非常适合灾难天气,比如地震、洪涝、台风气象。过去因为国内没有专门C波段的成像雷达,一旦出了问题,都是购买国外图片。现在这颗卫星上去后,就能解决国内自己的遥感图像。

这位太空“神探”的分辨率可以达到1米,在世界上C频段、多极化卫星中,它是分辨率最高的一个。航天科技集团五院高分三号卫星系统总体主任设计师刘杰对1米分辨率做了形象的描述:“1米分辨率主要是指我们描述物体细微的程度,比如我们从太空中看,1米分辨率在陆地上可以看到小汽车,而在海上可以看到小游艇,达到这种程度。”

此外,它还具备12种成像模式,涵盖传统的条带成像模式和扫描成像模式,以及面向海洋应用的波成像模式和全球观测成像模式,是世界上成像模式最多的合成孔径雷达卫星。高分三号还是一颗“长寿星”,其为我国首颗设计寿命为8年的低轨遥感卫星。徐福祥表示,高分三号可以为用户提供更长时间的观测数据,进一步提升整个卫星系统的效能。

②实实在在的“应用星”

根据国防科工局“凯歌要奏在应用上”的要求,太空“神探”的使命是服务领域广,服务质量好。高分三号卫星将广泛服务于我国海洋、减灾、水利及气象等十几个行业,将为中国现代农业、防灾减灾、资源环境、公共安全等重要领域提供信息服务和决策支持。

我国是世界上人口最多的海洋大国,主张管辖海域面积约300万平方公里。国家卫星海洋应用中心主任、高分专项应用系统副总工程师蒋兴伟说,高分三号全天时、全天候、近实时的监视监测,对我国在全球海洋政治、经济、交通、安全、科研上的战略利益就显得至关重要。例如,高分三号卫星可以获取的海岛礁人工设施、海上船舶、海上油气平台监视数据,为海洋权益维护提供信息服务和辅助决策支持。

同时,我国自然灾害频发,高分三号卫星作为我国卫星减灾应用体系至关重要的补充之一,将有效填补载荷类型、空间分辨率、时间分辨率、极化性能等方面的空白,尤其在洪涝、地震、滑坡泥石流、冰凌、海冰、旱灾、雪灾、台风等灾害领域有巨大的应用潜力。未来,高分三号卫星对陆地强降水米级分辨率的监测能够有效提高降水的落区地理精度,针对性协助应对小尺度极端天气的影响。同时它对强降水区域形状和强度的识别,配合地面河道走向等地理信息,将协助评估洪涝等水患影响。

正是由于这位“天眼”神探微波监测、高分辨率、多成像模式、长寿命运行等特点,能满足不同用户的观测需求,使得它具备了广阔的应用前景。为了完成多种任务,“天眼”神探的功率高达万瓦级,连续成像时间达到近小时量级,从而成为我国低地球轨道上开机时间最长的大功率雷达成像卫星,极大提高了卫星获取数据的能力,增强了应用效能,是实实在在造福社会百姓的“应用星”。

③大展宏图的“高分族”

高分三号只是“高分家族”的一员,作为高分三号的兄弟,“大幅宽成像”的高分一号卫星能4天看遍地球;高分二号则将中国遥感卫星空间分辨率带进“亚米时代”,能比高分一号看得更清楚细致。高分二号卫星投入使用后,与在轨运行的高分一号卫星相互配合为土地利用动态监测、矿产资源调查、城乡规划监测评价、交通路网规划等行业应用提供服务支撑。

2015年6月和9月,高分八号和高分九号也顺利发射升空;2016年6月,我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号正式投入使用。据了解,截至2016年7月,高分卫星数据已在18个行业、1800多家单位得到广泛应用,各行业累计使用数据近600万景。高分专项还将走出国门,助力“一带一路”战略实施。

中国航天科技集团五院高分三号卫星总指挥兼总工程师张庆君说:“高分三号卫星的发射和应用,把我国‘高分’系统建设由可见光、热红外、远红外带入到微波辐射区,迎来了卫星微波遥感应用的新时代。”我们有理由期待高分三号携手“高分家族”为我们提供更为快速、精准、有效的监测数据。

未来,我国还将陆续发射首颗民用高光谱卫星高分五号,替换高分一号的高分六号以及首颗亚米级别的光学立体测绘卫星高分七号。“高分家族”将覆盖从全色、多光谱到高光谱,从光学到雷达,从太阳同步轨道到地球同步轨道等多种类型,构成一个具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率能力的对地观测系统。


(作者:文 雅)
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