在軌測試和試應(yīng)用已滿半年,國家海洋局日前表示,海洋二號衛(wèi)星已具備開展應(yīng)用服務(wù)的能力。
好消息不斷,國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心近日還要接待來自法國空間中心的專家。
“他們是專程來與我們探討海洋二號衛(wèi)星數(shù)據(jù)的有關(guān)事宜。”中科院國家空間科學(xué)中心院微波遙感技術(shù)重點實驗室主任、海洋二號衛(wèi)星有效載荷副總師劉和光很興奮,他告訴《中國科學(xué)報》記者:“我們終于能與國外先進國家處在同一條起跑線上了。”
自主創(chuàng)新是唯一出路
劉和光經(jīng)歷了從海洋二號衛(wèi)星中兩顆主載荷雷達高度計、校正微波輻射計的全部研制歷程,深知其中的艱辛與不易。令人欣慰的是,隨著海洋二號衛(wèi)星有效載荷一系列關(guān)鍵技術(shù)的攻克,我國航天微波遙感衛(wèi)星的自主創(chuàng)新之鎖逐漸被開啟。
2011年8月16日,海洋二號衛(wèi)星成功發(fā)射升空,這是我國首顆海洋動力環(huán)境探測衛(wèi)星,它的發(fā)射意味著中國成為繼美國、歐洲之后第三個能獨立完成綜合性微波遙感探測的國家。
“事實上,我國的微波遙感技術(shù)積累了30多年。”劉和光介紹。
據(jù)中科院國家空間科學(xué)中心微波遙感部創(chuàng)始人、中國工程院院士姜景山介紹,中國的遙感微波發(fā)展起步于20世紀70年代。但當(dāng)時中國的航天微波遙感技術(shù)基礎(chǔ)十分落后,一些關(guān)鍵技術(shù)難題無法攻克。
“要發(fā)展海洋微波遙感衛(wèi)星,只能走自主創(chuàng)新之路。”劉和光說,僅雷達高度計微波前端上使用的幾個鐵氧體開關(guān),如果從國外采購,就可以花掉他們?nèi)康目蒲薪?jīng)費。
近幾十年來,一系列航天微波遙感技術(shù)的突破,為海洋二號衛(wèi)星的研制奠定了堅實基礎(chǔ)。尤其是2002年神舟四號有效載荷應(yīng)用任務(wù)搭載的多模態(tài)微波遙感器實驗,成為我國第一臺實驗性的微波遙感系統(tǒng)。
從2001年開始,海洋二號衛(wèi)星的背景型號研制項目開始啟動。2007年1月,海洋二號衛(wèi)星工程研制正式獲批。
目前,海洋二號衛(wèi)星表現(xiàn)良好,捷報陸續(xù)傳來。國家海洋局局長劉賜貴表示,美、法等國和有關(guān)國際組織已紛紛向我國提交了衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品需求,法國空間中心還對衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量給予高度評價。
“在此之前,我們的海洋衛(wèi)星從未如此得到國際同行的高度關(guān)注。”劉賜貴說。
多項共性技術(shù)難題被攻克
據(jù)悉,海洋二號衛(wèi)星裝載雷達高度計、微波散射計、掃描微波輻射計和校正微波輻射計4個主載荷,聯(lián)合監(jiān)測和調(diào)查海洋動力環(huán)境。
在海洋二號衛(wèi)星研制過程中,航天微波遙感衛(wèi)星的一系列關(guān)鍵技術(shù)紛紛被攻克。
中科院國家空間科學(xué)中心院微波遙感技術(shù)重點實驗室雷達高度計主任設(shè)計師許可向《中國科學(xué)報》記者介紹,衛(wèi)星雷達高度計主要進行海面高度、有效波高、重力場、大洋環(huán)流、大地水準面、海面風(fēng)速和海冰等的測量,是海洋動力環(huán)境測量的重要設(shè)備。
在海洋二號衛(wèi)星的雷達高度計的研制上,突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)。
以海陸兼容跟蹤技術(shù)為例,在海洋二號衛(wèi)星的研制中,研究人員提出了海陸兼容跟蹤器的設(shè)計思想,在這個跟蹤器中以最大似然跟蹤和重心跟蹤兩個算法并行進行,提出了并行算法的調(diào)度策略。
校正微波輻射計,是為雷達高度計提供大氣路徑延時校正的微波輻射計。
它可通過對大氣中液態(tài)水和水汽含量等路徑信息的測量,向雷達高度計提供大氣校正數(shù)據(jù),具有在軌定標、修正儀器漂移等功能。
中科院國家空間科學(xué)中心院微波遙感技術(shù)重點實驗室校正微波輻射計主任設(shè)計師張德海向《中國科學(xué)報》記者介紹,海洋二號衛(wèi)星校正輻射計的總體設(shè)計,在國際上首次采用了三個頻率分饋源共反射面的方案,既可獨立反演大氣路徑延遲,又可有效利用天線反射面,提高波束效率。
“如果一一羅列,列出20多項關(guān)鍵技術(shù)突破都沒問題。”劉和光說。
從回收的數(shù)據(jù)質(zhì)量上看,海洋二號上搭載的雷達高度計、校正輻射計,與國際上最先進的同類儀器已站在了同一量級上。
最重要的是,在這些技術(shù)中,許多都是航天微波遙感衛(wèi)星的關(guān)鍵共性技術(shù),今后還可用在對地觀測、測繪衛(wèi)星等領(lǐng)域。
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