文章來源：中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2018-09-14
9月7日11時(shí)15分，海洋一號(hào)C衛(wèi)星搭載長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭于太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。衛(wèi)星在軌運(yùn)行穩(wěn)定，狀態(tài)良好。
這是我國(guó)自主研制的第三顆海洋水色水溫衛(wèi)星，也是我國(guó)民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中海洋業(yè)務(wù)衛(wèi)星的首發(fā)星。該星主要用于獲取全球海洋的海表溫度，葉綠素濃度、懸浮泥沙等海洋水色水溫要素，以及赤潮、極地海冰變化等信息，由航天科技集團(tuán)五院航天東方紅衛(wèi)星有限公司抓總研制。
海洋一號(hào)C衛(wèi)星成功發(fā)射后，將為全球大洋水色水溫業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)，中國(guó)近海海域及海島、海岸帶資源環(huán)境調(diào)查，海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋資源可持續(xù)利用提供數(shù)據(jù)服務(wù)，也可為氣象、農(nóng)業(yè)、水利等行業(yè)應(yīng)用提供支持，避免和減少沿海地區(qū)的生命和財(cái)產(chǎn)損失，提升海洋防災(zāi)減災(zāi)能力。
作為海洋一號(hào)B衛(wèi)星的后續(xù)業(yè)務(wù)化海洋水色監(jiān)測(cè)衛(wèi)星，海洋一號(hào)C衛(wèi)星在技術(shù)上取得了重大突破，它搭載了5個(gè)有效載荷，觀測(cè)精度、范圍、使用壽命均有大幅提升。
五種載荷各顯其能
海洋一號(hào)C衛(wèi)星總指揮、總設(shè)計(jì)師王麗麗介紹，該衛(wèi)星共配置有海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀、紫外線成像儀、星上定標(biāo)光譜儀和船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)五大載荷，將很大程度上助力海洋事業(yè)發(fā)展。
“海洋水色水溫掃描儀依然是主載荷。”王麗麗介紹，這個(gè)儀器主要用于探測(cè)葉綠素濃度、懸浮泥沙濃度和可溶性有機(jī)物等海洋水色要素，以及海面溫度場(chǎng)。通過連續(xù)獲取長(zhǎng)時(shí)序的我國(guó)近海及全球水色水溫資料，可研究和掌握海洋初級(jí)生產(chǎn)力分布、海洋漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)資源狀況和環(huán)境質(zhì)量，為海洋生物資源合理開發(fā)與利用提供科學(xué)依據(jù)。該儀器也能為全球變化研究、海洋在全球二氧化碳循環(huán)中的作用，以及厄爾尼諾探測(cè)提供大洋水色水溫資料。
有了該儀器的幫助，海洋一號(hào)C衛(wèi)星可快速獲取大洋漁場(chǎng)環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洋捕撈指導(dǎo)，顯著提高我國(guó)大洋漁業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。海洋衛(wèi)星遙感可提取海溫、葉綠素等海洋初級(jí)生產(chǎn)力信息，制作金槍魚、竹莢魚等大洋漁場(chǎng)環(huán)境信息預(yù)報(bào)產(chǎn)品，縮短偵魚時(shí)間，節(jié)約能源，降低成本。
該儀器幅寬更廣，幾乎是海洋一號(hào)A星搭載的海洋水色水溫掃描儀的2倍。大幅寬使得掃描儀1天覆蓋全球，并得到全球陸地和海洋的整個(gè)圖像。
王麗麗解釋了其中的緣由：按照太陽(yáng)同步軌道，一般情況下衛(wèi)星每天運(yùn)行約14.5圈。如果一顆陸地衛(wèi)星幅寬為60公里，它運(yùn)行14.5圈后，中間會(huì)有掃描縫隙，需經(jīng)過十幾天的運(yùn)行時(shí)間才能將縫隙補(bǔ)全，得到一張完整的全球圖像。
海岸帶成像儀作為海洋水色衛(wèi)星家族的一員，是海洋一號(hào)C星上另外一臺(tái)遙感載荷，對(duì)近海、海島、海岸帶進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以獲取海陸交互作用區(qū)域的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，了解重點(diǎn)河口港灣的懸浮泥沙分布規(guī)律，并對(duì)海洋環(huán)境災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。相比海洋一號(hào)A星、B星，海洋一號(hào)C海岸帶成像儀幅寬和分辨率大幅提高，同時(shí)重量、體積、功耗等指標(biāo)都得到了進(jìn)一步優(yōu)化。
海岸帶成像儀成像要兼顧海洋水色、陸地生態(tài)和極地冰川。海水的反射率低，而冰川的反射率非常高，因此，海岸帶成像儀也需要很大的動(dòng)態(tài)范圍和很高的信噪比，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的分辨更加精確、清晰。比如，每年對(duì)黃河入海口的泥沙淤積程度，還有淺灘等陸地和水面連接處進(jìn)行監(jiān)測(cè)后，就可知道到底是陸地“吞噬”了海洋，還是海洋“吞噬”了陸地。另外還可以對(duì)近海環(huán)境污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
紫外成像儀、星上定標(biāo)光譜儀和船舶自動(dòng)識(shí)別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在海洋一號(hào)C衛(wèi)星上都是首次出現(xiàn)。
紫外成像儀主要用于提高海洋水色水溫掃描儀近岸高渾濁水體大氣校正精度。“它可幫了大忙。紫外成像儀具有兩個(gè)紫外譜段。海洋水色水溫掃描儀及海岸帶成像儀的可見光譜段在探測(cè)時(shí)得到的數(shù)值會(huì)混合氣溶膠的數(shù)值。氣溶膠存在于大氣中，會(huì)造成海洋監(jiān)測(cè)數(shù)值的不準(zhǔn)確，紫外成像儀將反射率最高的氣溶膠過濾掉，在測(cè)算數(shù)值時(shí)便可得到準(zhǔn)確的海平面水色信息。”王麗麗說，紫外成像儀為我國(guó)首次自主研制，為大面積海上溢油等災(zāi)害的處置提供了探索性驗(yàn)證手段。
星上定標(biāo)光譜儀主要作用是定標(biāo)，相當(dāng)于海洋一號(hào)C上的“質(zhì)檢員”。它的上面安裝有定標(biāo)板、漫反射板等，可在軌對(duì)太陽(yáng)定標(biāo)、對(duì)陸地成像，然后根據(jù)太陽(yáng)光線和能量恒定的規(guī)律進(jìn)行定標(biāo)。通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，科研人員可等比算出它“看到”的海洋光譜輻射能量數(shù)據(jù)的正確性，從而檢測(cè)到海洋水色水溫掃描儀、紫外成像儀及海岸帶成像儀的數(shù)據(jù)信息，并為其提供星上同步校準(zhǔn)功能。因此，該設(shè)備下傳的數(shù)據(jù)將被科研人員作為基準(zhǔn)，判定上述三臺(tái)載荷在軌期間的性能衰減情況，并通過計(jì)算得出它們實(shí)時(shí)傳出數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性，在地面應(yīng)用時(shí)及時(shí)作出調(diào)整，這是海洋水色衛(wèi)星獨(dú)有的功能。
船舶自動(dòng)識(shí)別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)很大程度上為船舶服務(wù)。它能識(shí)別船只、協(xié)助追蹤目標(biāo)、簡(jiǎn)化信息交流、提供其他輔助信息以避免碰撞發(fā)生，為海上權(quán)益維護(hù)、海洋防災(zāi)減災(zāi)和大洋漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等提供數(shù)據(jù)服務(wù)，使航海界進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代。
能力提升 效益可觀
王麗麗告訴記者，與A星和B星相比，海洋一號(hào)C在衛(wèi)星載荷配置、性能指標(biāo)和探測(cè)能力等方面有了明顯改進(jìn)，可以獲取更穩(wěn)定、精度更高的水色遙感產(chǎn)品，并提供全球業(yè)務(wù)化水色水溫遙感產(chǎn)品。
我國(guó)海洋災(zāi)害十分嚴(yán)重，隨著我國(guó)海洋產(chǎn)值的增加，海洋災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失也隨之增加。王麗麗舉例說，我國(guó)沿海赤潮多發(fā)，尤其一些有毒赤潮對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境健康和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全帶來惡劣影響，海洋一號(hào)C衛(wèi)星可有效識(shí)別和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)赤潮爆發(fā)的發(fā)展進(jìn)程，為災(zāi)害期間的應(yīng)急管理提供技術(shù)支持。
海洋一號(hào)C作為海洋水色系列衛(wèi)星，所提供的水色水溫遙感產(chǎn)品還可為漁業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)服務(wù)。通過遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品和海洋數(shù)值模型，衛(wèi)星可及時(shí)預(yù)測(cè)漁業(yè)捕撈區(qū)，指導(dǎo)船只避開海上風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，提高漁業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，并保證漁業(yè)從業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。
海洋一號(hào)C還可為海上溢油探測(cè)提供有效觀測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步提高我國(guó)近海高渾濁水體的大氣校正精度，為海洋應(yīng)急監(jiān)測(cè)管理提供重要的數(shù)據(jù)源。
將和海洋一號(hào)D雙星組網(wǎng)
監(jiān)測(cè)目標(biāo)的精確度對(duì)于海洋衛(wèi)星來說十分重要。海洋一號(hào)C的高定量化遙感水色水溫監(jiān)測(cè)能力有了大幅提高。王麗麗告訴記者，明年我國(guó)將會(huì)發(fā)射海洋一號(hào)D衛(wèi)星，和C星組成中國(guó)首個(gè)海洋民用業(yè)務(wù)衛(wèi)星星座，雙星進(jìn)行上下午組網(wǎng)觀測(cè)，大幅提高水色衛(wèi)星全球覆蓋能力，進(jìn)一步提升中國(guó)海洋遙感技術(shù)水平，開啟中國(guó)自然資源衛(wèi)星陸海統(tǒng)籌發(fā)展新時(shí)代。
這兩顆衛(wèi)星的載荷、性能一致，海洋一號(hào)D衛(wèi)星在升交點(diǎn)下午1點(diǎn)半的軌道，從南向北運(yùn)行；海洋一號(hào)C衛(wèi)星從北向南運(yùn)行成像，經(jīng)過赤道時(shí)當(dāng)?shù)貢r(shí)間為10時(shí)30分。明年海洋一號(hào)D入軌后，兩顆衛(wèi)星交叉運(yùn)行，屆時(shí)我國(guó)將具備對(duì)全球1天2次的水色水溫監(jiān)測(cè)覆蓋能力。
中國(guó)工程院院士、自然資源部國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心主任、海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師蔣興偉說，衛(wèi)星海洋遙感技術(shù)在海洋資源、環(huán)境、減災(zāi)和科學(xué)研究方面發(fā)揮了不可替代的作用，發(fā)展海洋衛(wèi)星事業(yè)是我國(guó)發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、預(yù)警海洋災(zāi)害、維護(hù)海洋權(quán)益的迫切需要。
地球上的海洋覆蓋面積達(dá)70％以上，為我們提供了97％的水資源，直到今天，這個(gè)龐大的藍(lán)色國(guó)度，仍有很多未知的領(lǐng)域等待著人類去探索。
“保護(hù)海洋，保護(hù)家園”已成為廣泛共識(shí)。王麗麗堅(jiān)信，海洋一號(hào)衛(wèi)星天地一體化觀測(cè)體系將會(huì)隨著我國(guó)海洋事業(yè)的發(fā)展而作出更大貢獻(xiàn)。
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