王敏
(苏州市测绘院有限责任公司,江苏苏州 215000)
浅谈我国海洋卫星的现状及未来发展
王敏
(苏州市测绘院有限责任公司,江苏苏州 215000)
随着经济和社会的发展,近年来我国在卫星、通讯、计算机、数据处理等技术上取得了杰出的成就。国外海洋卫星的发展较早,技术相对成熟,精度高,搭载的传感器设备先进,我国的海洋卫星发展较晚,搭载器设备落后,但是我们室后起之秀,未来的发展目标明确,而且我国的海洋卫星必将为我国的海洋事业做出贡献。
海洋探测 海洋水色 海洋动力环境
卫星海洋遥感技术在海洋资源，环境，减灾和科学研究等方面发挥了不可替代的重要作用，世界各国的海洋卫星和以海洋观测为主的在轨卫星已有30多颗。利用海洋卫星可以经济、方便地对大面积海域实现实时、同步、连续的监测，它已被公认为是海洋环境监测的重要手段。
1 国外海洋卫星概况
自美国1978年6月22日发射世界上第一颗海洋卫星Seasat-A以后，苏联、日本、法国和欧洲空间局等相继发射了一系列大型海洋卫星。
1.1 海洋水色卫星
1997年8月1日，美国航天局发射了世界上第一颗专用海洋水色卫星SeaStar。美国计划自SeaStar起，进行20年时序全球海洋水色遥感资料的连续积累。1999年1月27日，中国台湾省委托美国研制并发射一颗低轨道(600km)水色卫星ROCSAT-1，星上有效载荷为6通道水色遥感器(OCI)。
1.2 海洋动力环境卫星
利用卫星遥感器测量海洋动力环境的构想在20世纪60年代就有人提出，70年代得以实施。美国的GEOSAT系列卫星和TOPEX/ Poseidon系列卫星具有代表性。欧洲空局发射ERS-1卫星，星上装有微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等遥感器，ENVISAT-1卫星是ERS卫星的后继星，该星测验数据连续，主要支持地球科学研究，并且可以对环境和气候的变化做出评估，甚至可以为军事、商业的应用提供便利。
1.3 海洋环境综合卫星
海洋综合探测卫星方面，1992年美国和法国联合发射TOPEX/ Poseidon卫星。星上载有一台美国NASA的TOPEX双频高度计和一台法国CNES的Poseidon高度计，用于探测大洋环流、海况、极地海冰，研究这些因素对全球气候变化的影响。JASON-1星是TOPEX/ Poseidon的一颗后继卫星，主要任务目标是精确的测量世界海洋地形图。
2 我国的海洋卫星现状
2.1 海洋卫星现状
我国于1985年开始了第一颗海洋卫星的立项准备，2002年5月15日，中国第一颗海洋水色卫星——海洋一号A，发射成功，结束了中国没有海洋卫星的历史。2007年4月11日，海洋一号B，成功送入太空。2011年8月16日，我国发射了第一颗海洋动力环境监测卫星——海洋二号。海洋一号A是用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装载两台遥感器，一台是十波段的海洋水色扫描仪，另一台是四波段的CCD成像仪。海洋一号B是的海洋一号A后续星，星上载有一台10波段的海洋水色扫描仪和一台4波段的海岸带成像仪。其观测能力和探测精度进一步增强和提高。主要用于探测叶绿素、悬浮泥沙、可溶有机物及海洋表面温度等要素和进行海岸带动态变化监测，为海洋经济发展和国防建设服务。“海洋二号”具有全球观测能力和不受天气影响的微波观测功能，利用主动被动微波遥感器进行微波探测，遥感载荷包括微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等，能获取中国近海和全球范围的风场、海面高度、海浪与温度等海洋动力环境信息。对监测厄尔尼诺现象、开展全球气候变化研究发挥重要作用。同时，“海洋二号”卫星具备对海啸波、巨浪等突发灾难的监测能力，海洋突发灾难发生时，如果卫星过境即可进行遥感监测。
2.2 我国海洋卫星的差距
与发达国家相比，我国的海洋卫星还有较大的差距，从总体来说基本上尚处于应用国外卫星和国内其它卫星资源的水平上。我国海洋卫星的发展比美国滞后了约25年，而且卫星寿命短，只有两年，境外观测时间只有18分钟，星上只有可见光和红外遥感器，没有微波遥感器，还没有监测监视综合卫星，与美国等发达国家相比，其技术水平差距约10～15年。我国的海洋卫星在覆盖周期、遥感器的可靠性、遥感器的精度、设计和使用寿命等方面都还有许多不足。水色扫描仪可靠性差，精度低，高精度分析和定量化测量水平低。我国尚不具备以业务应用为目的的微波遥感批处理能力，更谈不上高精度的定量分析，与美国相比要落后约10多年，再就是多平台海洋观测数据的同化和技术集成能力低。
3 我国海洋卫星发展未来展望
我国海洋卫星的未来发展将从几个方面入手，首先是建立由海洋水色卫星、海洋动力环境卫星、海洋监视监测卫星组成的稳定运行的卫星星座，2020年前我国将发射8颗海洋系列卫星，包括4颗海洋水色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星，形成对国家全部管辖海域乃至全球海洋水色环境和动力环境遥感监测的能力。
其次，做好海洋卫星地面应用系统的建设，海洋卫星数据量大，各种资料应用研究，需要我们开发地面应用系统的功能，最大程度的挖掘卫星实时观测数据资源，这就需要继续开发已有海洋卫星地面应用系统，同时新建海洋卫星地面站，扩建已有海洋卫星地面站，甚至建设南、北极国家级卫星回放数据接收站，建设海上遥感卫星辐射校正与真实性检验场，支持系列海洋卫星的发射和应用。
再次，努力提升卫星遥感海洋应用水平，我们要充分利用现有的国内外卫星资源，包括海洋卫星和非专业海洋卫星，特别是微波遥感数据资源，深入开展卫星海洋应用研究，努力提升卫星海洋应用水平，并为后续海洋系列卫星的发射作技术准备。要在努力提高遥感器本身的测量精度基础上，加强遥感器的海上辐射定标和真实性检验技术与装备的研究，努力提高遥感器的定标精度和卫星资料处理精度，同时要加强海洋环境反演算法等应用基础研究。
最后，加速卫星数据和数据产品的业务化应用，我们要努力提升海洋遥感应用基础和技术能力，要建立和健全长期、连续、稳定运行的海洋卫星遥感应用体系，达到产品多样化、数据标准化、应用定量化、运行业务化的要求，积极推进国家海洋环境立体监测系统的建设，逐步实现海洋监视监测现代化、科学化、信息化、全球化的目标。
[1]潘德炉,龚芳.我国卫星海洋遥感应用技术新进展[J].杭州师范大学学报(自然科学版),2011(1).
[2]白照广,李一凡,杨文涛.中国海洋卫星技术成就与展望[J].航天器工程,2008(4).
王敏(1981—),男,安徽东至人,工程师,本科,工程师,研究方向,测绘工程。
