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我国雷达遥感卫星新高度为雪龙号辟安全航

来源:遥感 时间:2023/3/28
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在11月23日这一天发生了两件重要的事情,11月23日07:45,搭载“高分三号”02星的“长四丙”运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射;就在同一天,中国第38次南极科学考察队第二批名队员乘坐“雪龙2号”极地科学考察船,从上海起航奔赴南极。这两件事情的联系点就在于当日发射的“高分三号”02星。

“雪龙二号”

作为高分三号系列的第二颗卫星,为我国海洋观测、水利应用、灾害监测、环境监测等领域提供更强的信息支撑,具体应用之一就在于为“雪龙号”南极科考船探测航道冰情,提供海冰密度和厚度等重要数据。

在此之前,“高分三号”01星对“雪龙”号航行情况的监测仅能做到一天1~2次成像,02星投入使用以后将与01星在太空组网探测,大大缩短重访时间,可实现单日成像3次以上,意味着同等条件下获取数据更多、速度更快,有助于提升航行路线的精准性和安全性,为“雪龙号”安全航行提供路线规划[1]。

“高分三号”示意图

上述“缩短重访周期”是“高分三号”02星相较于01星改进的方面之一,此外还有四大方面的改进提升:“延长成像时间”,02星延长了在海洋观测模式下单次开机工作时长,加强对破坏力巨大的海洋内波监测;“优化成像机制”,实现探测影像的地势起伏更加立体、细节呈现更加清晰、成像范围更大;增加AIS船舶定位技术,其与SAR(合成孔径雷达,卫星主设备)数据结合应用可以提高船舶识别监测精度,跟踪海上船舶的位置信息并引导对船舶成像和识别,保障海上生命安全、提高航行的安全性;增加了星上实时处理器,在特定观测模式下可以即时进行数据处理,无需数据处理中间环节,观测数据直达用户,从探测到用户拿到影像图的时间间隔由01星几小时缩短至十几分钟,大大有利于应急救援[1]。

在遥感卫星方面,人们对于光学遥感卫星会比较熟悉,这类卫星能拍摄全球各地的高清俯视图,其中不乏众多的壮丽美景,也能拍到自己的家乡,比较能够激起民众的兴趣,谷歌卫星地图就是使用光学遥感卫星拍摄的。目前,代表民用光学遥感卫星最高水平的是worldview3,其全色成像分辨率已经达到0.3米,能够识别地面上的行人。但是,光学遥感卫星有其固有的缺陷,由于其基于可见光被动成像的属性,导致该类卫星探测无法穿透厚厚的云层,很难在夜间工作,也无法探知被森林等覆盖的区域以及地表以下浅层的情况,这些问题就需要另一类遥感卫星来解决——雷达遥感卫星。

“吉林一号”光学遥感卫星作品

不同于可见光的传输,雷达电磁波能够穿透云层、森林、地表进行全天候、全天时、高穿透的探测,可以在多云天气实现对地面的无障碍探测,可透过森林观察森林覆盖区域的地表情况,还可以勘察地表以下浅层区域的情况,等等,在海洋观测、水利应用、灾害监测、环境监测等方面的应用价值是巨大的,也就无怪乎“高分三号”系列能够诞生于“高分辨率对地观测系统”国家重大科技专项民用领域项目。

雷达遥感卫星拍摄的北京南站

目前,在世界领域,遥感卫星除了光学遥感、红外遥感,雷达遥感已经成为另一重要支柱。为缩短对特定区域的重访周期(即提高时间分辨率),雷达遥感正在向卫星星座方向发展,可以提高对探测区域的覆盖密度。此外,多星编队协同工作也是雷达遥感卫星发展重要方向,通过多颗卫星在轨组成特定形状,构成一颗虚拟卫星和一个虚拟大天线,能以更低的成本提供同等功能和性能,实现对大型雷达遥感卫星的替代。

“高分三号”02星的发射是南极科考事业的福音,有了它与01星组网,“雪龙号”科考船就拥有了更强大的千里眼,可以更安全更放心地航行。与02星处于同期研制的还有“高分三号”03星,这将是一型更加先进的雷达遥感卫星装备,期待“高分三号”三星组网形成更为强大的遥感探测能力!

作者:大白高国

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参考资料

[1]部分引自中国空间技术研究院发布

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