視頻：劉芃利、張杰

劉錦洋 科技日報(bào)記者 付毅飛

2021年11月23日，由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的高分三號(hào)02星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。作為高分三號(hào)系列的第二顆衛(wèi)星，02星將與01星在軌組網(wǎng)，為我國海洋觀測、水利應(yīng)用、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域提供更強(qiáng)的信息支撐。

記者從航天科技集團(tuán)五院了解到，高分三號(hào)01星于2016年8月10日成功發(fā)射，在軌工作5年以來，支持應(yīng)急響應(yīng)600余次，提供1300多景應(yīng)急減災(zāi)圖像，業(yè)務(wù)化產(chǎn)品達(dá)20余種，為國家節(jié)省經(jīng)費(fèi)約440億元。正是高分三號(hào)01星在軌的優(yōu)秀表現(xiàn)和應(yīng)用實(shí)效，全面升級(jí)海洋治理、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急響應(yīng)的在軌支持能力，加快后續(xù)衛(wèi)星的研制成為團(tuán)隊(duì)的首要任務(wù)。

高分三號(hào)02星并不是01星的簡單“復(fù)制”。在研制團(tuán)隊(duì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和充分驗(yàn)證下，02星實(shí)現(xiàn)了三大性能提升、裝載了兩大“獨(dú)家利器”，極大提高在軌應(yīng)用效能。

汪江波 攝

延長成像時(shí)間，看得更久

作為服務(wù)領(lǐng)域廣泛、能夠看地探海的應(yīng)用衛(wèi)星，高分三號(hào)系列衛(wèi)星工作壓力并不小。以海洋應(yīng)用為例，高分三號(hào)01星已經(jīng)成為當(dāng)前監(jiān)測海洋內(nèi)波的重要載體。

海洋內(nèi)波是一種發(fā)生在海洋內(nèi)部的波動(dòng)，具有非常大的破壞力，對海洋工程、石油鉆井平臺(tái)和海底石油管道造成嚴(yán)重威脅。一般衛(wèi)星遙感僅能獲取海洋表面或近海表面信號(hào)，但01星能夠直接獲取海洋內(nèi)部變化數(shù)據(jù)，是海洋監(jiān)測的一把好手。

不過全球海洋面積大，單次開機(jī)工作獲取的信息量有限。為了滿足應(yīng)用需求，研制團(tuán)隊(duì)延長了02星在海洋觀測模式下單次開機(jī)工作時(shí)長。同樣工作一次，高分三號(hào)02星監(jiān)測范圍、獲取信息量均為01星的兩倍，特別是對海洋內(nèi)波監(jiān)測，在成像時(shí)間內(nèi)可獲取充足的海洋內(nèi)波變化數(shù)據(jù)，為預(yù)警、防范做出及時(shí)響應(yīng)。

高分三號(hào)02星正在進(jìn)行吊裝。中國航天科技集團(tuán)五院供圖

優(yōu)化成像機(jī)制，看得更清

雷達(dá)星全天時(shí)、全天候成像的獨(dú)特優(yōu)勢，令高分三號(hào)01星成為應(yīng)急救援中的重要“幫手”。

2020年7月，鄱陽湖區(qū)發(fā)生洪澇災(zāi)害，高分三號(hào)01星對重點(diǎn)地區(qū)開展了持續(xù)監(jiān)測。相關(guān)單位在接收到最新數(shù)據(jù)后，迅速將原始數(shù)據(jù)分發(fā)至防汛抗洪一線單位，支持一線快速獲取重點(diǎn)地區(qū)災(zāi)害監(jiān)測圖、潰堤口監(jiān)測圖。值得一提的是，01星對問桂道圩堤潰決口的封堵全過程進(jìn)行了監(jiān)測，衛(wèi)星影像清晰展示出封堵長度和封堵后堤壩情況。

在01星良好表現(xiàn)的鼓舞下，研制團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持精益求精，要讓高分三號(hào)02星為應(yīng)用部門提供畫質(zhì)更好的衛(wèi)星影像。團(tuán)隊(duì)大膽創(chuàng)新，以極大程度減小“扇貝效應(yīng)”為突破口，提出了02星的優(yōu)化思路，做到均勻輻射觀測目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)探測影像的地勢起伏更加立體、細(xì)節(jié)呈現(xiàn)更加清晰，成像范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大。

縮短重訪時(shí)間，看得更快

入列后，高分三號(hào)02星將與01星組網(wǎng)探測，大大縮短重訪時(shí)間，意味著同等條件下獲取數(shù)據(jù)更多、速度更快。

以科考為例，2019年12月，中國第36次南極考察隊(duì)員乘坐“雪龍”號(hào)駛離中山站，前往澳大利亞霍巴特港，高分三號(hào)衛(wèi)星提供了高分辨率的船舶周邊海冰密度、厚度，以及中山站周邊海域冰情數(shù)據(jù)，為“雪龍”號(hào)安全航行提供路線規(guī)劃。

不過，當(dāng)時(shí)01星對“雪龍”號(hào)航行情況的監(jiān)測僅能做到一天1至2次成像。今后在相同條件下，高分三號(hào)01、02星配合可實(shí)現(xiàn)單日成像3次以上，有助于提升監(jiān)測的精準(zhǔn)性和安全性。

裝備兩大“利器”，本領(lǐng)更強(qiáng)

在原有性能提升的基礎(chǔ)上，研制團(tuán)隊(duì)還在高分三號(hào)02星上增設(shè)了兩個(gè)“獨(dú)家利器”。一是創(chuàng)新增加了AIS船舶定位技術(shù)，及時(shí)更新海上船舶的位置信息并引導(dǎo)對船舶成像和識(shí)別，及時(shí)掌握海洋氣象、航行信息等數(shù)據(jù)，有助于保障海上生命安全、提高航行的安全性。二是增加了星上實(shí)時(shí)處理器，在特定觀測模式下可以即時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，省去了數(shù)據(jù)處理的“中間商”，直接與用戶“見面”。以前，01星從獲取數(shù)據(jù)到用戶拿到影像圖需要間隔幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，02星在十幾分鐘內(nèi)就能處理完成——這對于應(yīng)急救援來說，無疑是個(gè)巨大的飛躍。

高分三號(hào)衛(wèi)星的應(yīng)用讓我國實(shí)現(xiàn)了高分辨率多極化數(shù)據(jù)的自主可控。如今，高分三號(hào)02星的成功發(fā)射，將促進(jìn)我國微波雷達(dá)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)從“有得用”到“用得好”的飛躍提升，極大提高微波遙感數(shù)據(jù)的連續(xù)性，為應(yīng)用提供更為豐富的信息源，進(jìn)一步鞏固我國在該領(lǐng)域的優(yōu)勢地位。

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