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高分三號遙感衛星發射成功 不受晝夜云雨影響全天候監視監測
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高分三號遙感衛星發射成功:不受晝夜云雨影響全天候監視監測
  8月10日,我國高分三號衛星在長征四號丙運載火箭的托舉下成功升天,這是我國首顆C頻段全極化合成孔徑雷達(SAR)衛星,也是高分專項“天眼工程”中唯一一顆雷達衛星。
  解密高分三號衛星:成像模式最多,實時監視海島,全天候成像,不管白天或黑夜,也不管晴空或雷雨多云。
  國防科工局重大專項工程中心主任、高分專項工程總師童旭東說,高分三號衛星與先前已經發射的高分一號衛星、高分二號衛星、高分四號衛星以及正在研制的高分五號衛星、高分六號衛星和高分七號衛星這六顆光學遙感衛星不同,高分三號衛星是一顆微波雷達成像的遙感衛星,具有全天時、全天候的成像能力。
  國家衛星海洋應用中心主任、高分專項應用系統副總師蔣興偉說,在出現臺風、風暴潮、地震、滑坡、洪澇等自然災害時,往往伴隨惡劣的氣象條件,光學遙感衛星在厚實的云霧遮擋下,目光再犀利也會“功力大減”,而高分三號則可穿透云、霧、雨、雪、霾等進行微波成像,迅速為提供災區第一手圖像信息。
  據統計,我國約70%的災害是臺風、風暴潮、地震、洪澇和泥石流等,而以往我國僅能使用大量的國外微波遙感成像衛星提供的高分辨率圖像數據,所以國內的用戶都非常迫切希望高分三號衛星盡早發揮作用。高分三號衛星工程的用戶涵蓋了國內各類應用部門,各行業也迫切需要高分三號衛星工程提供的高質量連續穩定的合成孔徑雷達圖像,以替代目前大量進口的國外衛星數據。
  “一星多用”的典范——全球成像模式最多的SAR衛星:高分三號衛星其綜合技術指標已經超出國際同類衛星水平。比如成像模式,整星設計了12種成像模式,可以滿足各類用戶不同的任務需求;成像質量,整星最高提供1米分辨率圖像,同時也可以提供10米量級和百米量級分辨率圖像,是世界上成像模式最多的SAR衛星。這是顆可在聚束、條帶、掃描、波浪、全球觀測、高低入射角等成像模式自由變換的SAR衛星,不僅可以看海,還可以探地,是“一星多用”的典范。
  由于具備1米分辨率成像模式,高分三號衛星成為世界上C頻段多極化SAR衛星中分辨率最高的衛星系統。而且它能同時發射、接收水平波和垂直波,是我國首顆全極化SAR衛星,全極化信息將提供目標更豐富的特性描述,幫助人們對地物進行更好的分類,目標識別能力大大增強。
  另外,高分三號衛星提供萬瓦級功率,在確保獲取高精度SAR圖像的前提下,可以最長支持單次連續成像工作達到近小時量級,遠超過國內外單次成像水平,實現了用戶,特別是海洋用戶連續工作的需求。
  首顆長壽命星,在軌工作8年國際領先:高分三號衛星系統總體主任設計師劉杰介紹,高分三號衛星是我國首顆長壽命設計的低軌遙感衛星,在軌設計壽命8年,比我國以往衛星3到5年的壽命長得多,與國際上遙感衛星6到7年半的壽命比也處于領先。
  研制這顆長壽星,科學家采取了大量高可靠性的保障措施,衛星關鍵部位全部進行了長壽命專項試驗,以保證高分三號能在軌長期可靠運行,為用戶提供長時間穩定的數據支撐服務。
  為使高分三號達到1米的高分辨率,對合成孔徑雷達載荷的帶寬和微波發射功率都有很高要求。在確保獲取高精度SAR圖像的前提下,高分三號可以最長支持單次連續成像工作達到近小時量級,遠超過國內外單次成像水平,可滿足海洋用戶連續工作的需求。
  劉杰介紹,我們國內低軌道遙感衛星從來沒到過設計壽命8年,都是5年。為此,他們整個研制團隊針對長壽命進行了專項設計,形成了一整套的長壽命衛星設計思路和方法,這些思路和方法未來也會應用到其它衛星上面。
  8年的時間高分三號衛星要在太空中在軌運行和工作,穩定很關鍵。為了提高衛星在軌壽命以及提高在軌穩定運行的能力,研制團隊在衛星上首次采用了星上自主健康管理系統,能夠在無人為干擾的條件下,針對潛在安全問題提前報警并提供自主管理策略,實現衛星長時間在軌穩定運行。
  此外,高分三號衛星在研制過程中,注重關鍵設備和技術的國產化,比如關鍵的SAR分系統和控制分系統,所有設備和部組件都是由國內單位研制,其技術水平達到或超過同類進口產品。同時,高分三號衛星研制過程中采取了50多項的創新技術,也推動了相關領域的技術發展,比如在精密制造和微組裝領域,進一步提升了精密加工精度和組裝密度,并帶動了多學科綜合設計水平和機電熱一體化設計方法的研究和應用。
  高分三號衛星應用前景:高分三號衛星是高分專項工程實現時空協調、全天候、全天時對地觀測目標的重要基礎,能夠獲取可靠、穩定的高分辨率SAR圖像,極大改善我國民用天基高分辨率SAR數據嚴重依賴進口現狀,服務于海洋、減災、水利、氣象以及其他多個領域,為海洋監視監測、陸地環境資源監測和應急防災減災提供重要技術支撐,使天基遙感跨入全天時全天候、定量化、米級的應用時代,對海洋強國、“一帶一路”建設具有重大意義。
  海洋行業應用:圍繞海域環境監測、海洋目標監視、海域使用管理、海洋權益維護和防災減災等應用對高分三號全天時、全天候、近實時監視監測需求。
  我國是世界上人口最多的海洋大國,海岸線約3.2萬km(其中大陸海岸線約1.8萬km,島嶼海岸線約共1.4萬km),擁有渤海、黃海、東海和南海四大海域。面積500平方米以上的島嶼約6500多個,內水和領海主權海域面積38萬平方千米,我國主張的管轄海域面積約300萬平方公里。在全球海洋政治、經濟、交通、安全、科研上擁有廣泛的戰略利益。
  海洋權益維護。高分三號衛星獲取的海島礁人工設施、海上船舶、海上油氣平臺監視數據,為海洋權益維護提供信息服務和輔助決策支持。
  海洋防災減災及應對海上重大環境事件。高分三號衛星提供我國臨近海域的風暴潮、熱帶氣旋、海冰、海面溢油、綠潮信息。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。
  海洋動力環境監測。高分三號衛星通過獲取高分辨率海浪、海面風場、淺海水下地形、中尺度渦和鋒面數據,能夠為全球海洋動力環境研究提供支撐;為沿海核電站、海外重大工程論證、運行提供海洋環境監測保障。
  海岸帶綜合管理與海域使用管理。高分三號衛星通過獲取海岸變遷、海岸帶植被、海岸類型、海岸帶地質與生態環境、海岸人工設施、海域使用功能區劃等監測數據,為海岸帶綜合管理與海域使用管理提供重要的客觀依據。
  極地環境監測與航行保障。極地環境變化與全球環境與氣候變化有著密切聯系。極地航道對于經濟以及極地科考都具有重要意義。
  減災行業應用:高分三號衛星是我國衛星減災應用體系至關重要的補充之一,將有效填補載荷類型、空間分辨率、時間分辨率、極化性能等方面的空白,是“天-地-現場”一體化的災害監測評估網絡體系建設的重要基礎,尤其在洪澇、地震、滑坡泥石流、冰凌、海冰、旱災、雪災、臺風等災害領域有巨大的應用潛力。
  滑坡泥石流、地震等地質災害以及堰塞湖等次生災害對居民區、生命線、農林牧以及自然資源都會產生嚴重威脅,高分辨率全極化SAR數據在建筑物識別分析、滑坡體形態特征提取、地表形變定量測算等方面有重要的應用價值,可以為有效監測和定量評價提供信息,以更好的安置災民、調配救援力量和指導災后重建。
  水利行業應用:高分三號衛星在水利行業主要用于洪澇災害監測與評估、旱災監測與評估、涉水地質災害調查、水資源評價與管理、水環境監測以及水土保持監測等方面。
  氣象行業應用:高分三號衛星能夠提高氣象監測精度和災害管理水平,提升突發氣象事件快速響應能力,填補我國氣象自主高分辨多極化SAR遙感數據空白。高分三號衛星對陸地強降水米級分辨率的監測能夠有效提高降水的落區地理精度,能夠針對性協助應對小尺度極端天氣的影響;對強降水區域形狀和強度的識別,配合地面河道走向等地理信息,能夠協助評估洪澇等水患影響;對臺風區域高分辨率的強降水的監測,能夠協助螺旋雨帶精確定位和強度評估,配合地基雷達數據,為沿海抵御臺風影響提供高精度信息。

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