在11月23日這一天發生了兩件重要的事情,11月23日07:45,搭載“高分三號”02星的“長四丙”運載火箭,在酒泉衛星發射中心成功發射;就在同一天,中國第38次南極科學考察隊第二批101名隊員乘坐“雪龍2號”極地科學考察船,從上海起航奔赴南極。這兩件事情的聯絡點就在於當日發射的“高分三號”02星。
作為高分三號系列的第二顆衛星,為我國海洋觀測、水利應用、災害監測、環境監測等領域提供更強的資訊支撐,具體應用之一就在於為“雪龍號”南極科考船探測航道冰情,提供海冰密度和厚度等重要資料。
在此之前,“高分三號”01星對“雪龍”號航行情況的監測僅能做到一天1~2次成像,02星投入使用以後將與01星在太空組網探測,大大縮短重訪時間,可實現單日成像3次以上,意味著同等條件下獲取資料更多、速度更快,有助於提升航行路線的精準性和安全性,為“雪龍號”安全航行提供路線規劃[1]。
上述“縮短重訪週期”是“高分三號”02星相較於01星改進的方面之一,此外還有四大方面的改進提升:“延長成像時間”,02星延長了在海洋觀測模式下單次開機工作時長,加強對破壞力巨大的海洋內波監測;“最佳化成像機制”,實現探測影像的地勢起伏更加立體、細節呈現更加清晰、成像範圍更大;增加AIS船舶定位技術,其與SAR(合成孔徑雷達,衛星主裝置)資料結合應用可以提高船舶識別監測精度,跟蹤海上船舶的位置資訊並引導對船舶成像和識別,保障海上生命安全、提高航行的安全性;增加了星上實時處理器,在特定觀測模式下可以即時進行資料處理,無需資料處理中間環節,觀測資料直達使用者,從探測到使用者拿到影像圖的時間間隔由01星幾小時縮短至十幾分鍾,大大有利於應急救援[1]。
在遙感衛星方面,人們對於光學遙感衛星會比較熟悉,這類衛星能拍攝全球各地的高畫質俯檢視,其中不乏眾多的壯麗美景,也能拍到自己的家鄉,比較能夠激起民眾的興趣,谷歌衛星地圖就是使用光學遙感衛星拍攝的。目前,代表民用光學遙感衛星最高水平的是worldview3,其全色成像解析度已經達到0.3米,能夠識別地面上的行人。但是,光學遙感衛星有其固有的缺陷,由於其基於可見光被動成像的屬性,導致該類衛星探測無法穿透厚厚的雲層,很難在夜間工作,也無法探知被森林等覆蓋的區域以及地表以下淺層的情況,這些問題就需要另一類遙感衛星來解決——雷達遙感衛星。
“吉林一號”光學遙感衛星作品
不同於可見光的傳輸,雷達電磁波能夠穿透雲層、森林、地表進行全天候、全天時、高穿透的探測,可以在多雲天氣實現對地面的無障礙探測,可透過森林觀察森林覆蓋區域的地表情況,還可以勘察地表以下淺層區域的情況,等等,在海洋觀測、水利應用、災害監測、環境監測等方面的應用價值是巨大的,也就無怪乎“高分三號”系列能夠誕生於“高解析度對地觀測系統”國家重大科技專項民用領域專案。
目前,在世界領域,遙感衛星除了光學遙感、紅外遙感,雷達遙感已經成為另一重要支柱。為縮短對特定區域的重訪週期(即提高時間解析度),雷達遙感正在向衛星星座方向發展,可以提高對探測區域的覆蓋密度。此外,多星編隊協同工作也是雷達遙感衛星發展重要方向,透過多顆衛星在軌組成特定形狀,構成一顆虛擬衛星和一個虛擬大天線,能以更低的成本提供同等功能和效能,實現對大型雷達遙感衛星的替代。
“高分三號”02星的發射是南極科考事業的福音,有了它與01星組網,“雪龍號”科考船就擁有了更強大的千里眼,可以更安全更放心地航行。與02星處於同期研製的還有“高分三號”03星,這將是一型更加先進的雷達遙感衛星裝備,期待“高分三號”三星組網形成更為強大的遙感探測能力!
作者:大白高國
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參考資料
[1]部分引自中國空間技術研究院釋出https://mp.weixin.qq.com/s/apXzOmMkwsPkuQSgagHUjA