10月25日，我國(guó)海洋衛(wèi)星家族又添一名新成員——海洋二號(hào)B衛(wèi)星上天了。
目前，我國(guó)海洋衛(wèi)星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從單一型號(hào)到多種型譜、從試驗(yàn)應(yīng)用向業(yè)務(wù)服務(wù)的轉(zhuǎn)變，向系列化、業(yè)務(wù)化的方向快速邁進(jìn)。
在取得可喜成果的同時(shí)，我國(guó)海洋衛(wèi)星還存在哪些不足？未來(lái)又將如何發(fā)展？中國(guó)工程院院士、自然資源部國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心主任蔣興偉就相關(guān)問(wèn)題接受了《中國(guó)科學(xué)報(bào)》的專(zhuān)訪。
優(yōu)勢(shì)無(wú)可替代的海洋衛(wèi)星
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：海洋衛(wèi)星在海洋科學(xué)研究、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著怎樣不可替代的作用？對(duì)于我國(guó)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)意味著什么？
蔣興偉：海洋衛(wèi)星獲取的全球海洋葉綠素濃度、懸浮泥沙分布等海洋水色信息，海面高度、有效波高、海面風(fēng)場(chǎng)、海面溫度等海洋動(dòng)力環(huán)境信息和艦船、海島、岸線等目標(biāo)信息具有大面積和高頻次的優(yōu)勢(shì)，這是船舶和浮標(biāo)等傳統(tǒng)觀測(cè)方式所無(wú)法比擬的。
隨著我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)的加快，必須進(jìn)一步關(guān)心海洋、認(rèn)識(shí)海洋、經(jīng)略海洋，這對(duì)海洋科學(xué)的研究水平、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)能力、海洋災(zāi)害防御能力、海洋資源開(kāi)發(fā)和利用效率等方面提出了更高的要求，海洋衛(wèi)星也需同步加大對(duì)這些方面的信息服務(wù)能力，加快建設(shè)多星組網(wǎng)的衛(wèi)星觀測(cè)體系，加快新型遙感載荷的研制，提高多要素、高精度、全覆蓋的全球海洋綜合空間觀測(cè)能力，豐富海洋衛(wèi)星產(chǎn)品體系，提高數(shù)據(jù)定量化水平，助力海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)。
優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的海洋衛(wèi)星體系
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：目前我國(guó)正在運(yùn)行的海洋試驗(yàn)與業(yè)務(wù)衛(wèi)星有哪些？各自發(fā)揮著什么作用？是否還存在海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)受制于人的情況？
蔣興偉：目前我國(guó)在軌的海洋衛(wèi)星有海洋二號(hào)A（HY-2A）衛(wèi)星、海洋一號(hào)C（HY-1C）衛(wèi)星和高分三號(hào)（GF-3）衛(wèi)星。
HY-2A是一顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星，于2011年發(fā)射，獲取的海面風(fēng)場(chǎng)、有效波高、海面高度、海面溫度等海洋動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)廣泛用于海洋防災(zāi)減災(zāi)、資源開(kāi)發(fā)、海上安全等業(yè)務(wù)中。但是，只有這一顆動(dòng)力衛(wèi)星無(wú)法滿(mǎn)足各項(xiàng)應(yīng)用對(duì)高時(shí)效和高空間分辨率信息的需求。現(xiàn)在為了滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的需求，需要借助國(guó)外在軌同類(lèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，存在海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)受制于人的情況。
HY-1C是一顆海洋水色衛(wèi)星，2018年9月在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，目前正在進(jìn)行測(cè)試，該衛(wèi)星獲取的葉綠素濃度、懸浮泥沙、海冰、溢油、赤潮等信息將在海洋環(huán)境保護(hù)、海洋開(kāi)發(fā)管理和海洋防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。同樣，單顆衛(wèi)星也存在觀測(cè)數(shù)據(jù)頻次少、時(shí)效性差和連續(xù)觀測(cè)能力不足等問(wèn)題，也需借助部分國(guó)外數(shù)據(jù)彌補(bǔ)觀測(cè)的不足。
GF-3衛(wèi)星是一顆海陸共用的雷達(dá)（SAR）衛(wèi)星，可獲取海上目標(biāo)、溢油、綠潮、浪場(chǎng)、海面風(fēng)場(chǎng)、內(nèi)波、海冰等信息。但由于目前只有一顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，也同樣存在上述觀測(cè)能力不足的問(wèn)題。
隨著“十二五”和“十三五”我國(guó)海洋衛(wèi)星規(guī)劃的落實(shí)，到2020年，完整的海洋遙感立體觀測(cè)體系將逐步形成，可實(shí)現(xiàn)海洋行業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品自給率達(dá)到或超過(guò)80%的目標(biāo)，屆時(shí)認(rèn)識(shí)海洋和經(jīng)略海洋的能力將顯著增強(qiáng)，海洋衛(wèi)星必將在新時(shí)代建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)和全球海洋治理進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。
海洋衛(wèi)星強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：計(jì)劃中還將發(fā)射哪些海洋衛(wèi)星，以滿(mǎn)足哪些方面的業(yè)務(wù)需求？
蔣興偉：根據(jù)我國(guó)民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和《海洋衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年我國(guó)將研制和發(fā)射海洋水色衛(wèi)星星座、海洋動(dòng)力衛(wèi)星星座和海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星3大系列海洋衛(wèi)星10余顆。
海洋水色衛(wèi)星星座：2018年和2019年陸續(xù)發(fā)射HY-1C/D海洋水色業(yè)務(wù)衛(wèi)星，上下午組網(wǎng)觀測(cè)；“十三五”期間將進(jìn)一步發(fā)展新一代海洋水色衛(wèi)星科研星和業(yè)務(wù)星，從而提升上下午組網(wǎng)觀測(cè)能力。
海洋動(dòng)力衛(wèi)星星座：HY-2B/C/D衛(wèi)星，一顆極軌和兩顆傾斜軌道海洋動(dòng)力衛(wèi)星3星組網(wǎng)探測(cè)海面高度、海面風(fēng)場(chǎng)和海面溫度信息；中法海洋衛(wèi)星、海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星作為新型海洋動(dòng)力衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)海面波浪譜和海洋鹽度信息的探測(cè)。
海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星：GF-3號(hào)科研星和2顆1米C-SAR業(yè)務(wù)衛(wèi)星3星將進(jìn)行組網(wǎng)觀測(cè)；后續(xù)還將發(fā)展高軌海洋光學(xué)和微波遙感衛(wèi)星。
3個(gè)系列衛(wèi)星同時(shí)在軌運(yùn)行可為海洋環(huán)境資源、海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋經(jīng)濟(jì)、海洋生態(tài)、海洋安全和國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域提供不同分辨率、不同時(shí)效、不同種類(lèi)的豐富的多源海洋環(huán)境信息，同時(shí)還可服務(wù)于氣象、環(huán)境、交通、農(nóng)業(yè)和水利等行業(yè)的部分業(yè)務(wù)需求。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：《海洋衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，3個(gè)系列海洋衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)同時(shí)在軌組網(wǎng)運(yùn)行、協(xié)同觀測(cè)。怎么理解？
蔣興偉：這些衛(wèi)星只有實(shí)現(xiàn)協(xié)同觀測(cè)才能充分發(fā)揮海洋衛(wèi)星3個(gè)系列的組網(wǎng)觀測(cè)優(yōu)勢(shì)。
在海洋災(zāi)害預(yù)防方面，利用水色衛(wèi)星和監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)海冰、有害藻華、溢油的全天候、全天時(shí)快速連續(xù)的監(jiān)測(cè)；利用動(dòng)力衛(wèi)星和監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)全球?yàn)?zāi)害性海浪、風(fēng)暴潮、海冰的中高分辨率聯(lián)合監(jiān)測(cè)。
在海洋資源開(kāi)發(fā)方面，利用水色衛(wèi)星獲取的葉綠素濃度和海溫信息，動(dòng)力和監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星獲取的鹽度、海流和渦旋信息，可為大洋漁場(chǎng)的預(yù)測(cè)提供可靠的信息源服務(wù)。
利用水色衛(wèi)星獲取的海溫和動(dòng)力星獲取的海平面變化信息可為全球變化研究提供可靠數(shù)據(jù)；利用動(dòng)力星和監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星獲取的風(fēng)場(chǎng)、浪場(chǎng)、海冰和冰間水道等信息可為海上航行提供安全保障；等等。
全球大洋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收將近
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：我們的海洋系列衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行情況如何？還將如何進(jìn)一步發(fā)展以更好地提升星地一體業(yè)務(wù)化運(yùn)行與服務(wù)能力？
蔣興偉：自然資源部國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心負(fù)責(zé)承擔(dān)建設(shè)海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)。在衛(wèi)星地面接收站網(wǎng)布局方面已經(jīng)改擴(kuò)建了國(guó)內(nèi)4個(gè)地面站，布局了極地站、海外衛(wèi)星地面站、船載移動(dòng)接收站等，具備我國(guó)近海及周邊海域?qū)崟r(shí)接收能力，并將具備全球大洋數(shù)據(jù)近實(shí)時(shí)接收能力。
正在建設(shè)功能齊全的海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心，通過(guò)海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具備多星數(shù)據(jù)的處理能力，目前主要針對(duì)海洋一號(hào)和海洋二號(hào)系列衛(wèi)星生產(chǎn)海洋水色和動(dòng)力環(huán)境的1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品以及專(zhuān)題數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并通過(guò)存檔分發(fā)系統(tǒng)分發(fā)給各類(lèi)用戶(hù)使用。
為了提高衛(wèi)星數(shù)據(jù)的定量化水平，正在建設(shè)海上定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)場(chǎng)網(wǎng)，并加強(qiáng)多種形式的國(guó)內(nèi)外合作和數(shù)據(jù)共享，完善定標(biāo)和檢驗(yàn)體系，提升全球海域范圍內(nèi)的海洋衛(wèi)星定標(biāo)檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/div>
為了進(jìn)一步提升星地一體業(yè)務(wù)化運(yùn)行與服務(wù)能力，將建設(shè)統(tǒng)一任務(wù)綜合管控系統(tǒng)，建立多星任務(wù)仿真系統(tǒng)，提供多源衛(wèi)星運(yùn)行情況的模擬展示功能，實(shí)現(xiàn)基于海洋觀測(cè)任務(wù)的海洋衛(wèi)星體系調(diào)度仿真，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋重要物理參數(shù)協(xié)同觀測(cè)，最大程度滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)海洋遙感數(shù)據(jù)的需求。
同時(shí)，建設(shè)多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)協(xié)同生產(chǎn)系統(tǒng)，增加數(shù)據(jù)產(chǎn)品種類(lèi)，提高數(shù)據(jù)產(chǎn)品處理時(shí)效，加強(qiáng)全球海洋遙感監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)產(chǎn)品和近海海域遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品制作，增加海洋要素產(chǎn)品的種類(lèi)，具備多星多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合處理能力。加強(qiáng)應(yīng)用支撐能力建設(shè)，構(gòu)建海洋遙感數(shù)據(jù)快速處理體系，為海洋遙感應(yīng)用提供高效、便捷的數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)。
相關(guān)鏈接：國(guó)際海洋衛(wèi)星發(fā)展概況
當(dāng)前，國(guó)際上航天強(qiáng)國(guó)中對(duì)海洋的觀測(cè)采用與我國(guó)不同的發(fā)展思路，通過(guò)開(kāi)發(fā)多種用途的衛(wèi)星，使其具備海洋觀測(cè)的功能。
美國(guó)在軌運(yùn)行的衛(wèi)星和2035年之前的衛(wèi)星計(jì)劃中具備海洋觀測(cè)功能的衛(wèi)星有近30顆，其仍是衛(wèi)星種類(lèi)最多、技術(shù)指標(biāo)最先進(jìn)的航天強(qiáng)國(guó)。通過(guò)自主研發(fā)和合作研發(fā)的方式，形成了獲取全球海面高度信息的JASON衛(wèi)星系列；獲取海洋重力場(chǎng)的GRACE衛(wèi)星系列；獲取海洋水色和海溫的JPSS極軌衛(wèi)星系列；獲取海面溫度和海冰信息的靜止軌道GOES衛(wèi)星系列；用于激光測(cè)高的Icesat-2衛(wèi)星系列等等。
歐洲的衛(wèi)星主要由歐空局和歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織來(lái)研發(fā)，目前在軌和后續(xù)衛(wèi)星約為25顆，主要衛(wèi)星系列有Sentinel系列，Metop系列和Cryosat系列等，具備海面高度、海面鹽度、風(fēng)場(chǎng)、海溫、波高、波浪譜、重力場(chǎng)和海洋水色等海洋環(huán)境信息的觀測(cè)能力，具有衛(wèi)星種類(lèi)多、觀測(cè)要素全，衛(wèi)星成系列發(fā)展的特點(diǎn)。
俄羅斯在軌和后續(xù)衛(wèi)星有10顆，有Meteor，Elektro和Kondor等多個(gè)衛(wèi)星系列，主要載荷有SAR、高光譜成像儀、微波散射計(jì)等，還是第一個(gè)規(guī)劃有極地衛(wèi)星系列的國(guó)家。
另外，日本、加拿大、阿根廷、意大利、德國(guó)和韓國(guó)等都有各自的衛(wèi)星計(jì)劃，但海洋環(huán)境要素的獲取能力和種類(lèi)方面都不全面。除了我國(guó)之外，只有印度規(guī)劃和實(shí)施了海洋衛(wèi)星觀測(cè)系列（OceanSat系列），用于海洋水色和海面風(fēng)場(chǎng)、海面溫度等部分海洋動(dòng)力環(huán)境要素的觀測(cè)。但是，印度用于海洋觀測(cè)衛(wèi)星上的主載荷——雷達(dá)高度計(jì)、微波輻射計(jì)和微波散射計(jì)分別由美國(guó)和法國(guó)研發(fā)，未實(shí)現(xiàn)自主研制。
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