“三星組網”時代到來數說“太空全能神探”

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/476910.shtm

4月7日，由航天科技集團五院抓總研制的高分三號03星成功發射，我國海陸監視監測迎來“三星組網”時代。

高分三號系列衛星功能強大、性能優越，可滿足海洋防災減災、海洋動力環境監測以及國土、環保、水利、農業和氣象等領域的應用需求。那么，高分三號系列衛星為什么被稱為“太空全能神探”？就社會關注，記者邀請航天專家通過幾組數據來解讀。

在2066個日夜繞地球飛行29600圈

2016年8月10日，高分三號（01星）成功發射，8月25日傳回首幅圖像，這標志著我國雷達成像衛星全面服務國民經濟建設的時代來臨。高分三號（01星）是我國首顆長壽命設計的低軌大型遙感衛星，設計壽命為8年。在太空巡游近6年以來，該衛星長期處于任務飽和狀態，并保持著“零問題”的高質量紀錄。

2021年11月23日，高分三號02星成功發射，與01星實現雙星運行，邁出了我國海陸監視監測合成孔徑雷達（SAR）衛星星座建設的關鍵一步。

“從首發星成功發射到如今三星組網，高分三號系列衛星在軌工作2066個日夜，繞地球飛行共計29600圈。”高分三號系列衛星總指揮兼總設計師張慶君介紹。

1米分辨率與650公里幅寬相得益彰

作為雷達成像衛星，高分三號系列衛星在立項之初就受到各方密切關注。考慮到用戶迫切的應用需求，航天科技集團五院科研團隊深入研究海洋、減災、水利、氣象等眾多行業對微波遙感數據的需要，以“既要高性能，又要多應用”為目標，攻克了50多項關鍵技術，使高分三號（01星）具備高分辨率、多成像模式、大成像幅寬等特點，主要技術指標達到或超過國際同類衛星水平。

據張慶君介紹，科研團隊為高分三號“量身定制”了12種成像模式，涵蓋傳統的條帶成像模式和掃描成像模式，以及面向海洋應用的波成像模式和全球觀測成像模式等，并在后續運行過程中針對具體應用拓展了10多種試驗模式。“作為世界上成像模式最多的合成孔徑雷達衛星，高分三號（01星）的分辨率可達1米，是世界上分辨率最高的C頻段、多極化衛星，與最大幅寬可達650公里的優勢相結合，既能實現大范圍普查，也能實施特定區域詳查，可以滿足不同用戶對不同目標成像的需求。”

一次開機能拍攝地球半圈到一整圈

高分三號（01星）具備探測海洋內波的能力，已經成為當前監測海洋內波的重要力量。

據悉，在海洋觀測模式下，高分三號（01星）實現了單次開機連續成像近1小時的能力——這意味著衛星一次開機可以從北極拍到南極。在此基礎上，研制人員持續優化，將02星的這項指標提高了1倍。“也就是說，同樣工作一次，在海洋觀測模式下，02星和03星一次開機可連續監測范圍和獲取信息量均得到翻倍，特別對海洋內波監測，可獲取充足的變化數據，為海洋災害預警、防范的及時響應提供了更精確的支撐。”高分三號02星總體主任設計師趙良波進一步解釋說。

隨著02星、03星的加入，再加上原有的01星，高分三號系列衛星“三星組網”將大大提升衛星的重訪和應用能力。“單星運行時，01星實現對地面同一地點的平均重訪需要0.6天；而隨著03星入軌運行，這一時間可以縮短至0.2天，單日成像提升到5次。”高分三號03星總體主任設計師肖鵬飛指出。

覆蓋34820萬平方公里，繪制全球“一張圖”

作為我國高分專項家族中的雷達成像衛星，高分三號（01星）改變了我國民用高分辨率SAR數據對進口的依賴。

相關統計顯示：截至2022年3月，高分三號（01星）有效覆蓋全球面積34820萬平方公里，實現了全球、全國一張圖繪制。“目前，高分三號（01星）已向各行業用戶分發數據超過195萬景，針對225次應急事件啟動應急觀測服務900余次，在斯里蘭卡水災、巴西森林大火等應急事件中分發超過2000景數據。”張慶君舉例介紹。

在航天專家看來，高分三號“三星組網”后，整體成像能力將大幅提升，標志著我國民用高分辨率SAR衛星數據由示范應用階段正式跨入業務化應用階段。