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高分三号

武大牵头科研团队 助力高分三号卫星上天

2016-08-14 08:14 来源: 武汉晚报 

  2012年,面向地球空间信息战略性新兴产业发展需求,武大牵头,联合中国航天科技集团、清华、北航等单位,正式组建了地球空间信息技术协同创新中心。该中心空天信息获取方向首席科学家张庆君研究员担任高分三号卫星总设计师兼总指挥,主持了高分三号卫星从基础理论研究、整星方案设计,到工程实现全部研制工作,全体科研人员协作攻克了高精度定轨测速技术、辐射定标技术、几何定标技术及信号处理技术等多项技术难题,保证了高分三号卫星研制任务的圆满成功。


北京时间2016年8月10日6时55分,我国在太原卫星发射中心用“长征四号”丙运载火箭成功将“高分三号”卫星发射升空。

卫星发射前夕,《中国科学报》记者在中国航天科技集团公司五院(简称航天五院)总体部见到了正在收拾行李的总师张庆君。当时,他即将前往发射基地驻扎。其中,张庆君最珍视的莫过于一撂书籍。

最近,张庆君正在学习有关合成孔径雷达(SAR)的新知识。“像《高分辨率微波成像》《合成孔径雷达算法最新进展》这些书都是要带到基地的。”一边收拾,张庆君一边告诉《中国科学报》记者。

多年来,这位爱学习的总师从载人航天学到了卫星遥感,历任神舟飞船副总设计师、卫星总指挥兼总设计师,主持研制了我国首颗民用高分辨率遥感卫星“资源一号”、首颗海洋动力环境卫星“海洋二号”、首颗C波段多极化的合成孔径雷达卫星“高分三号”……四星发射、七星在研,张庆君带领团队为我国光学和微波遥感卫星技术的跨越发展作出了突出贡献。

http://news.sciencenet.cn//htmlnews/2016/8/353496.shtm

创新就要常学常新

“高分三号”卫星对张庆君而言,又是新的挑战。作为高分专项中唯一一颗采用合成孔径雷达(SAR)的民用卫星,“高分三号”在技术上的复杂性让世界上许多遥感专家感到惊讶。

张庆君告诉《中国科学报》记者,“高分三号”是我国首颗C波段、多极化的合成孔径雷达卫星,也是迄今为止世界上成像模式最多的合成孔径雷达卫星。多极化是其技术上的难点之一,由于通道数据比单极化系统更为复杂,导致收发信号的仪器研制、信号通道隔离的研制难度加大。

系统的稳定性也是极大的考验。“‘高分三号’卫星载荷是脉冲工作,工作时功率达到一万五千瓦,不工作时一千瓦左右。”张庆君说,“功率大范围的波动,却不能对整星供电母线造成扰动,这区别于以前的光学和微波卫星。”

为了解决这个问题,张庆君和研究人员经过大量讨论后,决定从大容量电容器的国产化自主研制入手。“在此之前我对电容器没有深入的了解,只有硬着头皮边学边干。”张庆君表示。2014年上半年,张庆君带领团队终于敲定生产厂家,以研发和应用验证同步进行的方式解决了这个问题。



从零起步到走向极致

从2012年立项到成功发射,高分三号整个研制过程历经4年。

高分三号卫星整星重2.8吨,有效载荷1.4吨,占比50%。这创下我国低轨遥感卫星平台载荷比的最大纪录。这也使高分三号的研制难度“跨越”式增加。

高分三号是我国第一颗大尺度、大翼展卫星,天线长达15米。这些技术特点为工程设计、研制、试验验证、定姿定轨和在轨运行稳定性等带来了巨大的挑战。

让高分三号卫星总体主任设计师刘杰刻骨铭心的是,在研制过程中,15米长天线的平面度要保持在几毫米之内。这是什么概念呢?“相当于在15米长的墙面上,最多只允许出现几毫米的小凹凸。”他解释说。

难度之大,前所未有。如何攻关,没有任何现成经验可以借鉴。

在无数个日日夜夜里,刘杰和同事们将100多项设想预案逐一完成,而后通过上百次的试验,最终交出完美答卷。

正像15米天线的研制过程一样,高分三号从孕育到出生的过程就是一个不断探索、不断创新、不断实践的过程。除了在技术上寻求突破外,高分三号还要“将凯歌奏在应用上”。

用张庆君的话说,高分三号卫星的研制过程不仅要考虑技术上的革新,还要考虑高分三号的牵引带动作用。他告诉记者,在研制过程中,科研人员并不是闷头苦干,而是让用户介入研制过程,加深用户对卫星性能的了解,进而帮助用户实现卫星数据的合理应用。

值得一提的是,高分三号在研制过程中独创的部分单机产品和试验方法在某种程度上具有普适性,可以为其他型号的研制“铺路”,帮助其他型号尽可能少走弯路。

按照工程设计要求,从顺利进入预定轨道算起的7~8天后,高分三号将开始进行对地成像,大概经过4个月的调试,高分三号将正式投入使用,随时等待大地和海洋的召唤。

到那时,高分三号将开始在太空中进行为期8年的运转,实现单次小时量级的连续成像,并用多极化的设计特点尽最大可能将多方面信息收集起来,帮助科学家全方位地获取海洋、陆地的各种信息。


高分三号卫星突破五十多项关键技术 我国迎来合成孔径雷达卫星时代

来源:中国科技网-科技日报 2016年08月11日 00:24 潘 晨  本报记者 付毅飞

    随着高分三号卫星的发射成功,“高分辨率对地观测系统重大专项”建设迈出了坚实一步。记者从航天科技集团公司五院了解到,该卫星的成功发射和应用,标志着我国低轨道合成孔径雷达卫星研制技术实现了重大突破,雷达成像卫星全面服务国民经济建设时代来临。

    与光学遥感卫星利用可见光探测成像不同,合成孔径雷达卫星不受光照、云层、天气等条件的约束与影响,可以全天候、全天时工作,且具有对地下物体的穿透能力,从而能弥补光学遥感观测的不足。因为独特的应用优势,雷达成像卫星一问世就备受追捧。继美国之后,前苏联和许多欧洲国家竞相开展了合成孔径雷达卫星的研制。

    进入21世纪,为适应海洋开发利用、减灾救灾和环境保护的需要,我国开始了合成孔径雷达卫星的研制。2011年8月,海洋二号雷达成像卫星发射成功。该卫星是我国首颗获取海洋动力环境信息的雷达成像卫星,也是世界上第一颗集散射计、辐射计、高度计等微波观测载荷于一体,可同时测量海面高度、海温、风速、波高的卫星。2012年11月,我国成功发射环境一号C合成孔径雷达卫星,与2008年9月升空的环境一号AB星组成星座,用于对环境的监测。这些发射成功的合成孔径雷达卫星,均取得了良好的应用效益。

    随着资源调查、减灾救灾、环境保护等领域的需求激增,研制性能更先进、用途更广泛的合成孔径雷达卫星,成为加快我国信息化建设的当务之急。在高分辨率对地观测系统重大专项规划过程中,航天科技科研人员通过对21种典型遥感应用观测目标雷达适应工作频率进行统计,认为C频段对18种遥感应用观测目标具有很好的适应性,可以满足海洋、减灾、水利、气象和其他用户的广泛需求,因而选择研制高分辨率、多模式、多极化、C频段的合成孔径雷达卫星高分三号。

    该卫星研制过程中,五院科技人员在系统设计上开展了大量创新优化工作,先后攻克了低轨道卫星长寿命高可靠设计、分析及验证技术,大挠性高精度高稳定卫星控制技术等为代表的50多项关键技术,多项技术添补了国内和国际空白。这些关键技术的突破,使高分三号卫星具有高分辨率、大成像幅宽、高定量精度、多成像模式、长时工作和长寿命运行等特点,整星综合技术水平超过国际同类卫星。不仅实现了我国低地球轨道长寿命、高分辨率合成孔径雷达卫星研制技术的里程碑式跨越,还将极大推动我国卫星工程的设计和研制技术发展。

    高分三号卫星的问世,为国人用特殊的“眼光”审视地球提供了新手段。专家认为,在进一步完善体系,强化高分三号卫星应用的同时,研制性能更高的合成孔径雷达卫星,是我国天基信息系统建设的重要任务。下一步,我国应加快新型功能更强合成孔径雷达卫星立项和研制,以保持在该领域的国际先进地位;应增加发射频率,保持在轨卫星数量,以保证微波遥感数据的连续性;还应构筑星座编队、多星组网的雷达卫星系统,为应用提供更为丰富的信息源。


高分三号:不畏浮云遮望眼,只因它是雷达星

2016年08月10日 10:55:56 来源: 新华社

  新华社太原8月10日电(记者白国龙、余晓洁、杨维汉)我国高分三号卫星10日发射成功。这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卫星,也是高分专项“天眼工程”中唯一一颗“雷达星”。

  高分三号究竟有哪些特殊本领,它会给我们的生活带来什么变化?记者采访相关专家,为您解密这颗“浮云挡不住”的高分雷达星。

  【“蝙蝠”星——穿透黑夜浮云】

  遥感卫星也叫对地观测卫星,分为光学成像卫星和雷达成像卫星2种,前者携带可见光、红外和多光谱等遥感器,最大优点是分辨率高;后者携带合成孔径雷达等遥感器,最大优点是可以全天候工作。

  黑夜里,蝙蝠发出超声波感知周围环境。高分三号就如同蝙蝠,携带合成孔径雷达(SAR)发射微波主动观测。国防科工局重大专项工程中心主任、高分专项工程总师童旭东介绍,它与“高分家族”的其他几颗光学遥感卫星相比,最大特点就是有全天时、全天候的成像能力,无论白天或黑夜、晴空或雷雨多云,都可以随时对地成像。这种特点尤其适合于防灾减灾的应用。

  据统计,我国约70%的灾害是地震、洪涝和泥石流等。在出现台风、风暴潮、地震、滑坡、洪涝等自然灾害时,往往伴随恶劣天气,光学遥感卫星难以完成探测工作,“目光”再犀利也往往威力大减。“但高分三号则能穿透云、雾、雨、雪、霾等进行微波成像,迅速为灾区提供第一手图像信息。”国家海洋局国家卫星海洋应用中心主任、高分专项应用系统副总师蒋兴伟说。

  长期以来,我国大量使用国外微波遥感成像卫星提供的高分辨率图像数据,国内的用户都迫切希望通过高分三号卫星来改变数据严重依赖进口的现状,所以高分三号成功发射意义重大。

  【多变星——全球成像模式最多的SAR卫星】

  C频段多极化合成孔径雷达——一个很长的专业名词,专家给出了通俗解释。

  为什么是C频段?C频段是一个综合性能比较好的电磁波频段。一般来说,微波遥感卫星使用的频段越低,穿透性越强;频段越高,穿透性越弱,但低频段不容易实现高分辨率。科学家研究发现,C频段在卫星的应用中分辨目标更有优势。因此高分三号卫星选用了C频段。

  多极化有什么用?卫星多极化可以发射和接收水平、垂直的电磁波,经过后期处理,能够获得非常丰富的目标信息,更清晰地识别地上、海上目标。

  什么是合成孔径雷达(SAR)?简单讲,雷达的天线口径越大,越有利于提高卫星的分辨率,但卫星雷达口径不可能做得很大。所以科学家采用口径较小的天线孔径与数据处理相配合的方法,从而达到与大口径雷达等同的效果。

  据介绍,高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达(SAR)卫星,具有12种成像模式。它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式,而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换,既可以探地,又可以观海,达到“一星多用”的效果。

  分辨率达到1米,就能看清地面上的小轿车、海上行驶的船只。中国科学院电子所高分三号卫星系统载荷副总师禹卫东说,高分三号的空间分辨率是从1米到500米,幅宽是从10公里到650公里,不但能够大范围普查,一次可以最宽看到650公里范围内的图像;也能够清晰地分辨出陆地上的道路、一般建筑和海面上的舰船。

  由于具备1米分辨率成像模式,高分三号卫星成为世界上C频段多极化SAR卫星中分辨率最高的卫星系统。而且它能同时发射、接收水平波和垂直波,是我国首颗多极化SAR卫星,帮助人们更好地分辨、识别地上、海上物体。

  【长寿星——可在轨工作8年国际领先】

  禹卫东说:“高分三号卫星是我国首颗长寿命设计的低轨遥感卫星,在轨设计寿命8年,比我国以往卫星3到5年的寿命长得多,与国际上遥感卫星6到7年半的寿命比,也处于领先。”

  研制这颗长寿星,科学家历时49个月,采取了大量高可靠性的保障措施,卫星关键部位全部进行了长寿命专项试验,以保证高分三号能在轨长期可靠运行,为用户提供长时间稳定的数据支撑服务。高分三号对海洋上的探查,有将近1个小时的连续成像能力,可对海岛和海洋上的基础设施进行高清成像,既能大范围普查,又能对特定区域详细探查。

  据专家介绍,在确保获取高精度图像的前提下,高分三号可以最长支持单次连续成像工作近1个小时的量级,远超过国内外同类卫星单次成像时长,满足海洋用户连续工作的需求。

  中国航天科技集团公司五院高分三号卫星工程总师徐福祥说,从分辨率等指标看,高分三号达到了国际先进水平。

  科学家相信,高分三号将在海洋、减灾、水利、气象等多个领域“一展身手”,为海洋监视监测、陆地环境资源监测和应急防灾减灾提供重要技术支撑,使天基遥感跨入全天时、全天候、定量化、米级的应用时代。


高分三号卫星开创微波遥感卫星史上多个“最”

2016年08月10日09:04  来源:人民网-科技频道

人民网北京8月10日电(赵竹青)6时55分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分三号卫星。太空“神探”——高分三号卫星的问世,创下了我国乃至世界微波遥感卫星发展史上的多个第一,填补了多项国内外空间技术发展的空白,彰显了中国航天的雄厚创新实力。

分辨率最牛——世界上分辨率最高的C频段多极化合成孔径雷达卫星。太空“神探”的分辨率可以达到1米,在世界上C频段、多极化卫星上,它是分辨率最“牛”的一个。

另外,根据物理学的原理我们知道,磁铁有南北两个极,电磁波的运动方向是不一样的,不一样的运动方向传递着不一样的信息,不一样的信息会得出不一样的结论,不一样的结论有不一样的用处。微波探测卫星探测到的极越多,所提供的信息就越多,用处就越大。航天科技集团五院的科研人员为这位“高分家族”新成员采用了多极化的设计,使它可以尽可能把来之于多方面的信息都收集起来,传递给地面,科技工作者可以全方位地获取地表和地表以下的各种信息。

本领最多——世界上工作模式最多的合成孔径雷达卫星。太空“神探”的工作模式多。所谓工作模式,简单说就是卫星有什么功能,能干多少活,有什么用途。工作模式越多,能干的活越多,用途就越大。因此,太空“神探”还是一个几乎无所不能的太空“多面手”呢。

目前,国外已经发射和应用的有陆地合成孔径雷达卫星和海洋合成孔径雷达卫星,这两种卫星在研制上都各有不同。而我们这位太空“神探”不论在陆地和海上都可以“干活”,做到了“海陆全能”,这种“多用途”的设计,对于维护我们国家的海洋权益、海洋资源的保护、开发利用和海洋环境的保护具有特别重要的意义。

太空“神探”的本事还远远不至于此,航天五院科技人员为它设计了12种工作模式,说得明白点就是有它有12种“本领”。比如,它不但可以看陆地、也可以看大海;不但能对大范围的地方一览无余,也能对特定地方的细节仔细辨认;不但能看到目标是什么,还能确定它的大小尺寸;不但能够在白天干活,还能够在夜间干活,阴天、下雨、刮风、雾霾、风沙、热天、冷天,对它都毫无影响照常“上班”。也就是说,在我国对地遥感卫星“家族”中,别人能干的事它能干,别人干不了的事它也不在话下,是个不知累,全天候的“全能冠军”,因此,说它是太空“神探”、太空“多面手”是不是有些恰如其分呀。更值得一提的是,我国是一个自然灾害频发的国家,空间基础设施建设的任务繁重,这种“一星多用”,一次发射,多方受益的设计思路,也充分彰显了中国航天一直坚持和实践的少花钱多办事的“中国特色”。

开机最长——我国低地球轨道上开机时间最长的大功率雷达成像卫星。我们知道,卫星的载荷能力是由功率决定的。太空“神探”的功率达万瓦级,可以获取高性能的微波图像,能够支撑12种工作模式完成多种任务。同时它还是我国首颗连续成像时间达到近小时量级的合成孔径雷达卫星,极大的提高了卫星获取数据的能力,增强了应用效能。

活得最久——我国低地球轨道上设计寿命最长的卫星。太空“神探”的寿命为8年,这样长的设计寿命,在咱们国家发射成功的低地球轨道卫星中还是第一个。此前,咱们国家在这个轨道上的卫星设计寿命最长为5年,而太空“神探”一下子增加了近一倍,真是上了一个大台阶!

史上最“大尺度”——我国第一颗大尺度、大翼展卫星。为了实现卫星功能性能的需要,太空“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。研制这个“大家伙”对工程设计、研制、试验验证、定姿定轨和在轨运行稳定性等都带来了巨大的挑战,研制如此大尺度、大翼展的卫星,在中国空间技术发展史上从未有过,对高精度、高稳定姿态控制、高精度温度控制等都提出了更高的要求。

此外,高分三号卫星还突破了50多项关键技术。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。为实现这个目标,关键还是在创新。可以说,太空“神探”从蕴育到出生的过程就是一个不断探索、不断创新、不断实践的过程。在工作中,科技人员面对全新的领域和用户严酷的要求,瞄准国际一流集智创新,通过破解关键技术,实现卫星的功能性能,通过技术创新来更好的体现为用户服好务上。航天科技集团五院先后攻克了低轨道卫星长寿命高可靠设计、分析及验证技术,高品质万瓦级脉冲大功率电源技术,卫星机电热一体化、数字化三维协同设计及制造技术,陆海兼容多模式多极化成像技术,合成孔径雷达成像性能地面仿真及验证技术等为代表的50多项关键技术,多项技术添补了国内和国际空白,不仅使我国在这一领域的卫星研制技术达到世界先进水平,还为太空“神探”更好的为用户服务,提供了可靠的保证,开辟了一个全新的卫星应用领域。


高分卫星家族再添新丁 高分三号“海陆全能”24小时待命

2016-08-10 08:39:00 来源:央广网

  央广网北京8月10日消息(记者张棉棉)据中国之声《新闻纵横》报道,高分卫星家族今天又添新丁。就在一个多小时前,高分三号卫星在太原卫星发射中心成功发射。这也是继高分一号、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重大专项又一步跨越。

  由于高分三号是我国首颗微波遥感卫星,不同于光学高分卫星,它依靠微波,可以穿透云层,穿透雷电、雨雪等恶劣天气,因此它的发射备受关注。就在刚刚,太原卫星发射场指控大厅的大屏幕显示,长征四号丙遥十九运载火箭6:55分成功发射,将高分三号送入轨道高度约745公里,倾角约98.4度的太阳同步轨道。

  通过大屏幕可以看到,现在场区温度是15.4摄氏度,能见度:12km,风速:1m/s,总云量:9成,风向:西南风,天气状况非常理想,非常适合高分三号的发射。

  太原卫星发射中心发射场副站长1号指挥员韩庆华他就是那个最后下命令,宣布火箭要升空的人。他告诉记者,高分三号同时也是一颗太阳同步轨道卫星,一天只有一个发射窗口,也就是说,如果今天发射不成功,那么就只能等待明天了。正是由于今天天气非常理想,因此,发射成功应该是早有预料。

  韩庆华还介绍说,由于高分三号卫星可以实现全天时、全天候采集数据,使用的是Sar天线和太阳翼,这些都和过去不一样。Sar天线一展开是15米,为了保证正常适应,一是气要大,二是流速要大,此前测试都一切正常,这也让我们对现在已经飞上天的卫星多了几分信心。

  长征四号丙运载火箭总指挥樊宏湍在接受采访时表示,本次火箭飞行任务中,从太原卫星发射中心点火起飞,总飞行时间约1355秒。其实为了这颗卫星,火箭在长征四号乙的基础上进行了较大改动,控制系统和三级发动机都做了两项改动。其中,三子级发动机采用了两次启动技术,为了这两项改动,火箭各个系统,包括测量和结构系统都做了较大变化。从实际飞行的结果来看,改动是非常成功的,所有的改动经验证都达到了预期目的,非常圆满。

  高分三号卫星是我国首颗C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星,可以达到1米分辨率。它的成功发射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。刚才我们的记者也提到了:和光学遥感卫星不同,高分三号不受白天黑夜、雷雨雪云的限制,可以全天候实施对地对海的观测。高分三号究竟是如何练就这样一套特殊的观测本领?

  随着长征四号丙火箭将高分三号卫星发射入轨,我国在轨的民用高分卫星数量增加到四颗。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,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,一般都是很恶劣的天气。光学卫星往往不能得到有效的成像,所以非常迫切希望有微波成像,因为它通过全天候获取图像来评价灾害情况。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。现在这颗卫星上去以后,就能解决国内自己的遥感图像,很多用户都迫切地希望这颗卫星尽早上天。

  在成像分辨率上,高分三号整星最高提供1米分辨率图像,同时也可以提供10米量级和百米量级分辨率图像。它的主要技术指标已经达到或超出国际同类卫星水平。国际同类C波段微波遥感卫星中,加拿大雷达2号的分辨率是3米,欧洲哨兵1号卫星的分辨率是5米。分辨率越高,意味着对物体的观测越清晰。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。”

  为了实现高分辨率、全天候成像的技术目标,高分三号采用了合成孔径雷达成像技术。徐福祥解释说:这一技术听起来复杂,实际原理很简单,主要就是采用很多小孔径雷达,综合达到大天线的效果。

  徐福祥指出,如果用微波来成像,可能要几百米的天线,才能得到这么高的分辨率。合成孔径实际上是用很多小的孔径雷达,采用卫星跟运动体的运动速率的变化,可以获取不同时间的回波信号,把它综合成一个很大的,相当于几百米的大天线,非常可观。

  由于高分三号能够兼顾对地、对海观测,国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟表示,这颗卫星对于海洋监视监测、维护我国海洋权益、海洋防灾减灾等都将发挥重要作用。按照联合国海洋法公约和我国的主张,主张管辖的海域约300万平方公里。为了进行有效管控,就缺少不了这种高分辨率的卫星。比如管辖海域的舰船活动是否有非法船只,这时候仅靠执法船和飞机去抓很难,因为起飞的海域非常有限,船舶也是如此,很多海域是有争议的,但卫星在天上是不受限的,它可以进行全天时、全天候对海面的监视监测。

  蒋兴伟说,高分三号的海洋成像模式,将能够获取全球的海浪和海面风的观测数据,可为船只航行安全提供服务。通过实时获取风浪信息,可以建立全球海浪和全球海面风的预报能力,为海上航行船只提供很好的服务。

  高分三号成像幅宽大,与高空间分辨率优势相结合,既能实现大范围普查,也能详查特定区域。在成像模式上,高分三号设计了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,可以满足各类用户不同的任务需求;

  此外,高分三号是我国首颗设计寿命为8年的低轨遥感卫星。此前,我国低轨道遥感卫星、太阳同步轨道卫星的设计寿命都是5年。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。

  高分辨率对地观测系统,是我国中长期科技规划确定的16个专项之一。目前,高分一号、二号、四号等多颗卫星已经在轨运行,而刚刚发射升空的高分三号也将传回首批图片。截至7月,高分卫星数据已在我国18个行业、1800多家单位得到了广泛应用,各行业已经累计使用数据近600万景。高分卫星16m数据已全部代替进口数据,分辨率低于2m的国外卫星数据已基本退出国内市场。高分专项还走出国门,正在与埃及协商建立中埃联合区域数据与应用中心,助力“一带一路”战略实施。国防科工局高分专项工程总师童旭东表示,后续高分五号、六号、七号正在研制中,计划到2020年左右,着力将高分专项工程打造成具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的稳定运行系统。


高分三号卫星应用前景

2016-08-10 装备科技

邱学雷、李成一、记者邹维荣

高分三号卫星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,能够获取可靠、稳定的高分辨率SAR图像,极大改善我国民用天基高分辨率SAR数据严重依赖进口现状,服务于海洋、减灾、水利、气象以及其他多个领域,为海洋监视监测、陆地环境资源监测和应急防灾减灾提供重要技术支撑,使天基遥感跨入全天时全天候、定量化、米级的应用时代,对海洋强国、“一带一路”建设具有重大意义。

海洋行业应用

围绕海域环境监测、海洋目标监视、海域使用管理、海洋权益维护和防灾减灾等应用对高分三号全天时、全天候、近实时监视监测需求。

我国是世界上人口最多的海洋大国,海岸线约3.2万km(其中大陆海岸线约1.8万km,岛屿海岸线约共1.4万km),拥有渤海、黄海、东海和南海四大海域。面积500m2以上的岛屿约6500多个,内水和领海主权海域面积38万km2,我国主张的管辖海域面积约300万平方公里。在全球海洋政治、经济、交通、安全、科研上拥有广泛的战略利益。

海洋权益维护。高分三号卫星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。

海洋防灾减灾及应对海上重大环境事件。高分三号卫星提供我国临近海域的风暴潮、热带气旋、海冰、海面溢油、绿潮信息。为灾害监测和评估、应对重大环境事件提供地理空间信息支持。

海洋动力环境监测。高分三号卫星通过获取高分辨率海浪、海面风场、浅海水下地形、中尺度涡和锋面数据,能够为全球海洋动力环境研究提供支撑;为沿海核电站、海外重大工程论证、运行提供海洋环境监测保障。

海岸带综合管理与海域使用管理。高分三号卫星通过获取海岸变迁、海岸带植被、海岸类型、海岸带地质与生态环境、海岸人工设施、海域使用功能区划等监测数据,为海岸带综合管理与海域使用管理提供重要的客观依据。

极地环境监测与航行保障。极地环境变化与全球环境与气候变化有着密切联系。极地航道对于经济以及极地科考都具有重要意义。

减灾行业应用

高分三号卫星是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,是“天-地-现场”一体化的灾害监测评估网络体系建设的重要基础,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。

滑坡泥石流、地震等地质灾害以及堰塞湖等次生灾害对居民区、生命线、农林牧以及自然资源都会产生严重威胁,高分辨率全极化SAR数据在建筑物识别分析、滑坡体形态特征提取、地表形变定量测算等方面有重要的应用价值,可以为有效监测和定量评价提供信息,以更好的安置灾民、调配救援力量和指导灾后重建。

水利行业应用

高分三号卫星在水利行业主要用于洪涝灾害监测与评估、旱灾监测与评估、涉水地质灾害调查、水资源评价与管理、水环境监测以及水土保持监测等方面。

气象行业应用

高分三号卫星能够提高气象监测精度和灾害管理水平,提升突发气象事件快速响应能力,填补我国气象自主高分辨多极化SAR遥感数据空白。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,能够针对性协助应对小尺度极端天气的影响;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,能够协助评估洪涝等水患影响;对台风区域高分辨率的强降水的监测,能够协助螺旋雨带精确定位和强度评估,配合地基雷达数据,为沿海抵御台风影响提供高精度信息。


2016.04.28  珠海国际海洋高新科技展览会


航天科技集团五院总体部 2016.03.25

       高分三号卫星作为我国航天对地观测系统的重要组成部分,将为国家海洋开发、环境监测、防灾减灾提供重要的技术支撑。该星研制前后历经5年多,克服了技术难度大、地面试验验证项目多、协作关系复杂等困难和挑战,最终排上了今年的发射日程。


2015年8月10日至13日,国家卫星海洋应用中心在牡丹江海洋卫星地面接收站组织开展了高分三号卫星正样阶段数传星地系统-牡丹江地面接收系统对接试验。


2015年5月26日,1米分辨率C波段多极化SAR成像卫星工程研制初样转正样阶段评审获得通过。国家海洋局科技司和中国航天科技集团公司宇航部共同主持了评审会。

       高分三号是一颗具备高分辨成像能力的C波段多极化合成孔径雷达(SAR)成像卫星,是我国国家科技重大专项(高分专项)“高分辨率对地观测系统重大专项”的研制工程项目之一,是高分专项(民用)中唯一的相控阵雷达成像卫星,也是我国首颗C频段多极化高分辨率微波遥感卫星。GF-3卫星能够全天候和全天时实现全海洋和陆地信息的监视监测,并通过左右姿态机动扩大对地观测范围和提升快速响应能力。

       国家海洋局作为卫星主用户,会同民政部、水利部、中国气象局等国内其他用户,将利用卫星数据开展海洋减灾,水利及气象等领域的应用,是我国实施海洋开发,陆地环境资源监测和防灾减灾的重要技术支撑。

       2010年12月,高分三号卫星工程预研工作正式启动;2013年9月17日,高分三号卫星通过了用户和集团公司联合组织的转初样评审,卫星转入初样研制阶段,按照卫星工程研制计划,卫星计划2016年3月完成正样研制,具备出厂发射条件。

       高分三号卫星具有的独特优势,可用于获取我国管辖海域的监视数据,提供油气资源勘探开发、船舶作业、岛礁变化、海面溢油等信息,提升海洋权益维护能力;还可以对海洋灾害进行快速检测和评估,提供极端海况等灾害信息,提升防灾减灾能力,完善我国卫星减灾应用体系;高分三号卫星还能够获取全球大洋和近海的高分辨率风、浪监测数据,对提高预报精度有着重要的意义;利用高分三号卫星数据还可以及时更新海岛和海岸带环境综合调查数据,为海洋综合管理提供服务。

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