看得更久更清更快：揭秘高分三號(hào)02星

胡喆

11月23日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭成功發(fā)射高分三號(hào)02星。國(guó)家航天局公布的信息顯示，該星運(yùn)行于755公里高度太陽(yáng)同步回歸軌道，主要載荷為C波段合成孔徑雷達(dá)，充分繼承了高分三號(hào)衛(wèi)星技術(shù)方案，發(fā)射入軌后將與在軌運(yùn)行的高分三號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行組網(wǎng)，形成海陸雷達(dá)衛(wèi)星星座，具備1米分辨率、1天重訪的能力，此外還增加了船舶自動(dòng)身份識(shí)別信號(hào)接收系統(tǒng)和星上實(shí)時(shí)處理功能。

作為高分三號(hào)系列的第二顆衛(wèi)星，高分三號(hào)02星并不是01星的簡(jiǎn)單復(fù)制。在航天科技集團(tuán)五院研制團(tuán)隊(duì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和充分驗(yàn)證下，02星實(shí)現(xiàn)了三大性能提升、裝載了兩大“利器”，實(shí)現(xiàn)兩星組網(wǎng)后“看得更久、看得更清、看得更快、本領(lǐng)更強(qiáng)”，提高在軌應(yīng)用效能。

延長(zhǎng)成像時(shí)間，“看得更久”

作為一顆服務(wù)領(lǐng)域廣泛、能夠看地探海的應(yīng)用衛(wèi)星，高分三號(hào)系列衛(wèi)星工作壓力并不小。以海洋應(yīng)用為例，高分三號(hào)01星已經(jīng)成為當(dāng)前監(jiān)測(cè)海洋內(nèi)波的重要載體。海洋內(nèi)波是一種發(fā)生在海洋內(nèi)部的波動(dòng)，具有破壞力，對(duì)海洋工程、石油鉆井平臺(tái)和海底石油管道造成威脅。

一般衛(wèi)星遙感僅能獲取海洋表面或近海表面信號(hào)，但01星的“火眼金睛”能夠直接獲取海洋內(nèi)部變化數(shù)據(jù)，是海洋監(jiān)測(cè)的“一把好手”。全球海洋面積大，單次開機(jī)工作獲取的信息量有限，為了滿足應(yīng)用需求，研制團(tuán)隊(duì)延長(zhǎng)了02星在海洋觀測(cè)模式下單次開機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)。

同樣工作一次，高分三號(hào)02星的監(jiān)測(cè)范圍、獲取信息量均為01星的2倍，特別是對(duì)海洋內(nèi)波監(jiān)測(cè)，在成像時(shí)間內(nèi)可獲取充足的海洋內(nèi)波變化數(shù)據(jù)，為預(yù)警、防范做出及時(shí)響應(yīng)。

優(yōu)化成像機(jī)制，“看得更清”

作為一顆雷達(dá)衛(wèi)星，全天時(shí)、全天候成像的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)令高分三號(hào)01星成為應(yīng)急救援中的重要“幫手”。

2020年7月，鄱陽(yáng)湖區(qū)發(fā)生洪澇災(zāi)害，高分三號(hào)01星對(duì)重點(diǎn)地區(qū)開展了持續(xù)監(jiān)測(cè)。相關(guān)單位在接收到最新數(shù)據(jù)后迅速將原始數(shù)據(jù)分發(fā)至防汛抗洪一線單位，支持一線快速獲取重點(diǎn)地區(qū)災(zāi)害監(jiān)測(cè)圖、潰堤口監(jiān)測(cè)圖。

值得一提的是，01星對(duì)圩堤潰決口的封堵全過(guò)程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，衛(wèi)星影像清晰展示出封堵長(zhǎng)度和封堵后堤壩情況。

在01星良好表現(xiàn)的鼓舞下，研制團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持精益求精，要讓高分三號(hào)02星“看得更清”，為應(yīng)用部門提供畫質(zhì)更好的衛(wèi)星影像。為此，團(tuán)隊(duì)大膽創(chuàng)新，以減小“扇貝效應(yīng)”為突破口，提出將02星打造成太空“無(wú)影燈”的優(yōu)化思路，做到均勻輻射觀測(cè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)探測(cè)影像的地勢(shì)起伏更加立體、細(xì)節(jié)呈現(xiàn)更加清晰，成像范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

縮短重訪時(shí)間，“看得更快”

正式“入職”的高分三號(hào)02星將與01星在太空“組隊(duì)”探測(cè)，大大縮短重訪時(shí)間，意味著同等條件下獲取數(shù)據(jù)更多、速度更快。

以科考為例，中國(guó)第36次南極考察隊(duì)員乘坐“雪龍”號(hào)駛離中山站，高分三號(hào)衛(wèi)星提供了高分辨率的船舶周邊海冰密度、厚度，以及中山站周邊海域冰情數(shù)據(jù)，為“雪龍”號(hào)安全航行提供路線規(guī)劃。

當(dāng)時(shí)，01星對(duì)“雪龍”號(hào)航行情況的監(jiān)測(cè)僅能做到一天1到2次成像。今后，在相同條件下，高分三號(hào)01、02星配合可實(shí)現(xiàn)單日成像3次以上，有助于提升“雪龍”號(hào)航行路線的精準(zhǔn)性和安全性。

裝備兩大“利器”，“本領(lǐng)更強(qiáng)”

在原有性能提升的基礎(chǔ)上，研制團(tuán)隊(duì)還應(yīng)用戶需要，在高分三號(hào)02星上增設(shè)了兩個(gè)“利器”。

一是創(chuàng)新增加了AIS船舶定位技術(shù)，及時(shí)更新海上船舶的位置信息并引導(dǎo)對(duì)船舶成像和識(shí)別，及時(shí)掌握海洋氣象、航行信息等數(shù)據(jù)，有助于保障海上生命安全、提高航行的安全性。

二是增加了星上實(shí)時(shí)處理器，在特定觀測(cè)模式下可以即時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，省去了數(shù)據(jù)處理的“中間商”，直接與用戶“見面”。以前，01星從獲取數(shù)據(jù)到用戶拿到影像圖需要間隔幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間;現(xiàn)在，02星在10幾分鐘內(nèi)就能處理完成——這對(duì)于應(yīng)急救援來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)飛躍。

如今，高分三號(hào)02星的成功發(fā)射，將促進(jìn)我國(guó)微波雷達(dá)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)從“有得用”到“用得好”的提升，提高了微波遙感數(shù)據(jù)的連續(xù)性，為應(yīng)用提供更為豐富的信息源。