8年16星,北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)完成,多項(xiàng)技術(shù)具備“中國(guó)特色”。
資源三號(hào)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了我國(guó)民用高分辨率測(cè)繪衛(wèi)星領(lǐng)域零的突破。
海洋二號(hào)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了我國(guó)衛(wèi)星遙感能力水平的巨大提升,推動(dòng)了我國(guó)衛(wèi)星研制技術(shù)和管理水平的跨越式發(fā)展。
十年來(lái),我國(guó)航天事業(yè)蓬勃發(fā)展,百余顆中國(guó)制造的衛(wèi)星被送上太空,在蔚藍(lán)的地球周圍織成了一張龐大的“中國(guó)網(wǎng)”。
如今,我國(guó)衛(wèi)星領(lǐng)域已形成導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星等系列化衛(wèi)星體系,其作用早已滲透到人們?nèi)粘I畹姆椒矫婷?,它們能幫助人們引路?bào)時(shí)、搜索礦藏、觀測(cè)氣象、預(yù)警災(zāi)害、通訊廣播……在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起到了重要作用。
衛(wèi)星數(shù)量迅速增長(zhǎng)的同時(shí),中國(guó)衛(wèi)星(600118,股吧)在技術(shù)上更是不斷創(chuàng)造“新第一”,一次次將我國(guó)航天技術(shù)推上新的高峰。
北斗區(qū)域系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)新第一
2012年10月25日23時(shí)33分,我國(guó)第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在長(zhǎng)征三號(hào)丙火箭的有力托舉下呼嘯升空。隨著它在太空棋盤上的最后落定,北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)全部完成,百姓離北斗導(dǎo)航時(shí)代越來(lái)越近。
1994年,我國(guó)正式拉開(kāi)了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的大幕。2000年10月31日和12月21日,北斗試驗(yàn)衛(wèi)星01、02星先后發(fā)射,創(chuàng)造性地利用兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ弧?003年12月15日,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位試驗(yàn)系統(tǒng)正式開(kāi)通運(yùn)行,成為繼美國(guó)的GPS和俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)之后,全球第三個(gè)建成并投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)從無(wú)到有的突破。
與此同時(shí),我國(guó)也已開(kāi)始了新一代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的研制。
2004年,北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程正式立項(xiàng),各項(xiàng)工作全面啟動(dòng)。從此時(shí)到2007年發(fā)射第一顆試驗(yàn)星,該系統(tǒng)用了三年時(shí)間奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),同時(shí)創(chuàng)造了航天領(lǐng)域研制管理上的多個(gè)“第一”,率先設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了接口數(shù)據(jù)單管理系統(tǒng),開(kāi)創(chuàng)了“集同設(shè)計(jì)”的先河,第一個(gè)提出了“風(fēng)險(xiǎn)分析”的概念……
至今年10月25日,北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)已完成了所有衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),形成了覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務(wù)能力,精度可達(dá)10米以內(nèi)。
導(dǎo)航定位的精度取決于系統(tǒng)的時(shí)間精度,導(dǎo)航衛(wèi)星上裝載的銣原子鐘便是保障時(shí)間精確的關(guān)鍵設(shè)備。系統(tǒng)建設(shè)之初,國(guó)內(nèi)缺乏銣原子鐘研制經(jīng)驗(yàn),為了增加可靠性,衛(wèi)星裝載的銣鐘2臺(tái)國(guó)產(chǎn),2臺(tái)從美國(guó)進(jìn)口。當(dāng)時(shí)進(jìn)口的產(chǎn)品精度約為10-9秒,即每天誤差為十億分之一秒,高于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)幾年的艱苦攻關(guān),國(guó)產(chǎn)星載銣鐘的研制成功突破了國(guó)外的技術(shù)封鎖,不但解決了長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)、空間環(huán)境適應(yīng)性等問(wèn)題,產(chǎn)品的天穩(wěn)定度更是進(jìn)入10-14量級(jí),精度最高的產(chǎn)品甚至與美國(guó)GPS最好的星載銣鐘技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)。
除了良好的導(dǎo)航定位性能,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)還創(chuàng)造了多項(xiàng)具備“中國(guó)特色”的技術(shù)。
為優(yōu)先滿足區(qū)域?qū)Ш叫枨?,北斗星座?顆MEO衛(wèi)星外,還包括了5顆GEO(地球靜止軌道)衛(wèi)星以及5顆IGSO(傾斜地球同步軌道)衛(wèi)星,時(shí)刻“注視”著我國(guó)及周邊地區(qū)。然而,要讓GEO衛(wèi)星完全保持星下點(diǎn)不動(dòng),需要消耗大量燃料。為最大限度節(jié)省燃料,國(guó)內(nèi)專家開(kāi)創(chuàng)性地提出GEO衛(wèi)星預(yù)留小傾角偏置方法,使其在一個(gè)小“8”字上轉(zhuǎn)動(dòng),有效提高了衛(wèi)星壽命。
“北斗”的另一大特點(diǎn),是能把導(dǎo)航與通信緊密結(jié)合起來(lái),這是其他導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備的。一般來(lái)講,導(dǎo)航系統(tǒng)只是告訴用戶什么時(shí)間、在什么地方,而“北斗”可以為用戶與用戶、用戶與地面指揮中心之間提供雙向簡(jiǎn)短報(bào)文通信服務(wù),讓用戶把自己的情況告訴別人,互相解決“我在哪”和“你在哪”的問(wèn)題。
“資源三號(hào)”創(chuàng)造我國(guó)民用高分辨率測(cè)繪衛(wèi)星新第一
"資源三號(hào)"實(shí)現(xiàn)了我國(guó)民用高分辨率測(cè)繪衛(wèi)星領(lǐng)域零的突破,是我國(guó)遙感衛(wèi)星研制的里程碑。”在2012年7月30日舉行的資源三號(hào)衛(wèi)星在軌交付儀式上,有專家如此感慨。該衛(wèi)星在軌測(cè)試結(jié)果表明:衛(wèi)星系統(tǒng)功能和性能全面滿足《資源三號(hào)衛(wèi)星工程研制總要求》,關(guān)鍵項(xiàng)目性能優(yōu)于指標(biāo)要求。衛(wèi)星在軌測(cè)試期間獲取的影像清晰,三線陣、多光譜相機(jī)內(nèi)方位、外方位元素精度保持穩(wěn)定,經(jīng)過(guò)地面幾何檢校后,定位精度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
“資源三號(hào)”是我國(guó)首顆高分辨率光學(xué)立體測(cè)繪衛(wèi)星,設(shè)計(jì)壽命約5年,具有立體測(cè)圖功能,測(cè)圖精度高,影像數(shù)據(jù)量大,處理速度快等特點(diǎn)。該工程于2008年3月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)研制立項(xiàng),被列為“十一五”期間我國(guó)民用航天的重點(diǎn)科研項(xiàng)目。研制過(guò)程中,科技人員堅(jiān)持自主創(chuàng)新,突破了我國(guó)遙感衛(wèi)星的諸多技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)第一:
第一次實(shí)現(xiàn)我國(guó)遙感衛(wèi)星多角度、多光譜綜合立體成像衛(wèi)星配置前視、正視、后視三臺(tái)全色相機(jī),立體測(cè)繪成功率達(dá)到100%,可同時(shí)獲取優(yōu)于2.1米的全色數(shù)據(jù)和優(yōu)于6米的多光譜數(shù)據(jù)。
第一次使我國(guó)衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平通過(guò)星地一體化設(shè)計(jì),衛(wèi)星圖像質(zhì)量大幅提升,幾何定位精度達(dá)到30米。
第一次實(shí)現(xiàn)我國(guó)超高碼速率遙感數(shù)據(jù)傳輸該衛(wèi)星采用450兆雙通道,數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)每秒900兆,比以往提高了4至5倍。每天接收、處理和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可達(dá)1790GB,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)空間數(shù)據(jù)傳輸能力的重大技術(shù)跨越。
第一次實(shí)現(xiàn)我國(guó)低軌遙感衛(wèi)星5年設(shè)計(jì)壽命通過(guò)采用整星三級(jí)自主控制體制等技術(shù),使衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命由3年提高到5年,大大提升了我國(guó)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的應(yīng)用效益。
“海洋二號(hào)”實(shí)現(xiàn)我國(guó)衛(wèi)星研制技術(shù)、管理水平新第一
2012年3月2日,海洋二號(hào)衛(wèi)星正式交付使用,這是我國(guó)第三顆海洋衛(wèi)星。投入使用后,它與已經(jīng)在軌運(yùn)行的海洋一號(hào)衛(wèi)星相互配合,分別以微波、光學(xué)兩種觀測(cè)手段,將海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)與海洋資源探測(cè)相結(jié)合,構(gòu)成空間立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng),進(jìn)一步完善了我國(guó)海洋立體監(jiān)測(cè)體系,大幅提升了我國(guó)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的調(diào)查和監(jiān)測(cè)能力。
我國(guó)第一顆海洋衛(wèi)星“海洋一號(hào)A星”于2002年5月15日發(fā)射,在軌運(yùn)行685天。2007年4月11日,我國(guó)又成功發(fā)射了“海洋一號(hào)B星”。海洋一號(hào)系列衛(wèi)星均采用的是可見(jiàn)光和紅外譜段的光學(xué)設(shè)備對(duì)地成像,主要探測(cè)海洋水色信息,在軌期間,獲取了大量海洋遙感圖像數(shù)據(jù),為我國(guó)海洋事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn)。
“海洋二號(hào)”是我國(guó)首顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星,采用的是微波遙感技術(shù),可全天時(shí)、全天候?qū)C骘L(fēng)場(chǎng)、海流、海浪和溫度等海洋要素進(jìn)行監(jiān)測(cè),直接為海洋減災(zāi)防災(zāi)、海上交通運(yùn)輸、海洋工程和海洋科學(xué)研究等工作提供技術(shù)支持。該工程研制突破了高精度有效載荷、精密測(cè)定軌等關(guān)鍵技術(shù),在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)衛(wèi)星遙感能力的巨大提升,推動(dòng)了我國(guó)衛(wèi)星研制技術(shù)和管理水平的跨越式發(fā)展。主要體現(xiàn)在五個(gè)方面:
一是觀測(cè)精度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。海洋二號(hào)衛(wèi)星測(cè)高精度達(dá)8.5厘米,有效波高精度0.5米,風(fēng)速精度2米/秒,溫度精度1.0K,是目前世界在軌運(yùn)行的重要的海洋微波遙感綜合觀測(cè)衛(wèi)星;二是衛(wèi)星測(cè)定軌精度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。通過(guò)星上裝載的雙頻GPS、激光角反射器等設(shè)備,衛(wèi)星測(cè)軌精度由米級(jí)提高到厘米級(jí);三是成功開(kāi)展了504Mbps星地高速激光通信試驗(yàn),使我國(guó)在星地激光高速數(shù)據(jù)傳輸方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先,為衛(wèi)星光通信技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);四是實(shí)現(xiàn)了部分關(guān)鍵部件自主研制,提升了我國(guó)衛(wèi)星關(guān)鍵核心部件自主研發(fā)能力的發(fā)展;五是通過(guò)采用航天器數(shù)字集成設(shè)計(jì)系統(tǒng),縮短了生產(chǎn)研制周期,衛(wèi)星設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)過(guò)程中全面采用數(shù)字化技術(shù),有效促進(jìn)了我國(guó)衛(wèi)星研制生產(chǎn)信息化水平的提升。
社會(huì)效益
北斗已成國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)“助推器”
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化水平得到不斷提升和擴(kuò)大,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)已應(yīng)用到交通運(yùn)輸、基礎(chǔ)測(cè)繪、工程勘測(cè)、資源調(diào)查、地震監(jiān)測(cè)、公共安全與應(yīng)急管理等國(guó)民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域,在保障船舶安全航行、交通運(yùn)輸、海洋石油勘探、海洋資源調(diào)查、海上搜救打撈、海洋和關(guān)口工程建設(shè)施工等方面得到了廣泛的應(yīng)用,在應(yīng)急救災(zāi)中也發(fā)揮了重要作用。
在交通運(yùn)輸上,基于北斗系統(tǒng)的“新疆公眾交通衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)”、“公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)控系統(tǒng)”、“港口高精度實(shí)時(shí)定位調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)”等應(yīng)用推廣工作,取得了良好的示范效果。
在海洋漁業(yè)上,建立了基于北斗系統(tǒng)的海洋漁業(yè)綜合信息服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了向漁業(yè)管理部門提供船位監(jiān)控、緊急救援、信息發(fā)布、漁船出入港管理等服務(wù)。漁民通過(guò)漁船上安裝的北斗導(dǎo)航儀,不僅知道漁船的行進(jìn)航線以及周圍漁場(chǎng)的位置,尋找將要到某個(gè)點(diǎn)的魚(yú)群,漁船和魚(yú)群交匯以捕到大量的魚(yú),還可以發(fā)送短信與陸地上的漁船管理部門取得聯(lián)系,一旦遇到臺(tái)風(fēng)或患疾病需要求救時(shí),一條短信就可以報(bào)警,陸地管理部門就可以及時(shí)救援或調(diào)集附近的漁船展開(kāi)互救。通過(guò)北斗導(dǎo)航,還準(zhǔn)確地了解到生產(chǎn)行情,有針對(duì)性地制訂捕撈計(jì)劃,選擇到哪里捕魚(yú),捕什么樣的魚(yú)。
在水利上,建立了基于北斗系統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了多山地域水文測(cè)報(bào)信息的實(shí)時(shí)傳輸,大大提高了災(zāi)情預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,為制定防洪抗旱調(diào)度方案提供重要的保障。
在林業(yè)上,基于北斗的森林防火系統(tǒng)已成功用于實(shí)戰(zhàn),目前已經(jīng)配備700多臺(tái)套。
在氣象觀測(cè)預(yù)報(bào)上,研制成功了一系列氣象測(cè)報(bào)型北斗終端設(shè)備,提出了實(shí)用可行的系統(tǒng)應(yīng)用解決方案,解決了國(guó)家氣象局和各地氣象中心氣象站的數(shù)字報(bào)文自動(dòng)傳輸和可視化問(wèn)題。
在通信上,成功開(kāi)展了北斗/GPS雙模授時(shí)應(yīng)用示范,突破了光纖拉遠(yuǎn)、抗干擾螺旋天線等關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)了一體化衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)。
在電力上,成功開(kāi)展了基于北斗系統(tǒng)的電力時(shí)間同步應(yīng)用示范,為電力事故分析、電力預(yù)警系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等高精度時(shí)間應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
在緊急救援上,基于北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航定位、短報(bào)文通信以及位置報(bào)告功能,提供全國(guó)范圍的實(shí)時(shí)救災(zāi)指揮調(diào)度、應(yīng)急通信、災(zāi)情信息快速上報(bào)與共享等服務(wù),極大地提高了災(zāi)害應(yīng)急救援的快速反應(yīng)能力和決策能力。
此外,利用北斗系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間傳遞和時(shí)間同步的研究也取得了豐碩的成果,已經(jīng)在科學(xué)、金融、電力及通信中得到廣泛應(yīng)用。
上至航空航天,下至工業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活,衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)無(wú)所不在,并已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的“助推器”。
未來(lái)展望
“十二五”期間我國(guó)將有百余顆衛(wèi)星發(fā)射升空
隨著我國(guó)航天事業(yè)快速發(fā)展,衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)也在迅速擴(kuò)大,如今正在成為國(guó)家重要戰(zhàn)略基石。近年來(lái),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng),以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等重大專項(xiàng)已經(jīng)陸續(xù)實(shí)施,“十二五”期間,我國(guó)將有百余顆衛(wèi)星發(fā)射升空、百余顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行,為衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更強(qiáng)勁的動(dòng)力。
在衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)方面,目前我國(guó)已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈,涉足衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用與服務(wù)產(chǎn)業(yè)的廠商與機(jī)構(gòu)超過(guò)5000家,2011年衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1000億元左右。隨著該行業(yè)的迅猛發(fā)展,市場(chǎng)規(guī)模還將不斷擴(kuò)大。按計(jì)劃,今后我國(guó)還將陸續(xù)發(fā)射組網(wǎng)導(dǎo)航衛(wèi)星,不斷提升系統(tǒng)服務(wù)能力,擴(kuò)大覆蓋區(qū)域,到2020年,將建成由30余顆衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。屆時(shí),國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值有望躍升至4000億元,將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。
高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)是我國(guó)重大科技專項(xiàng)之一。目前該系統(tǒng)各項(xiàng)研制和試驗(yàn)任務(wù)正在順利進(jìn)行,計(jì)劃2013年開(kāi)始陸續(xù)研制發(fā)射新型衛(wèi)星并投入使用,在2020年前后全部建成。該系統(tǒng)的實(shí)施,將為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、資源環(huán)境、公共安全等重要領(lǐng)域提供信息服務(wù)和決策支持,滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需求,對(duì)于促進(jìn)我國(guó)空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、培育衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)鏈、推動(dòng)衛(wèi)星應(yīng)用和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展均有重大意義。
隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn),防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展對(duì)天氣氣候資料的需求也越來(lái)越迫切,發(fā)展氣象衛(wèi)星綜合探測(cè)能力,提高定量應(yīng)用水平,已成為氣象衛(wèi)星發(fā)展的必然趨勢(shì)。未來(lái)10年,我國(guó)計(jì)劃發(fā)射13顆氣象衛(wèi)星,無(wú)論在規(guī)模和質(zhì)量上都將有長(zhǎng)足的發(fā)展。按照計(jì)劃,將在2015年前建立以風(fēng)云二號(hào)、風(fēng)云三號(hào)系列衛(wèi)星為代表的高、低軌道雙星業(yè)務(wù)觀測(cè)網(wǎng)。到2020年實(shí)現(xiàn)靜止氣象衛(wèi)星的升級(jí)換代,極軌氣象衛(wèi)星上午星、下午星和降水測(cè)量雷達(dá)星三星組網(wǎng)觀測(cè),在自然災(zāi)害、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、海洋等方面的監(jiān)測(cè)能力將明顯加強(qiáng)。2030年前實(shí)現(xiàn)我國(guó)第三代太陽(yáng)同步和靜止氣象衛(wèi)星的組網(wǎng)觀測(cè),形成全球觀測(cè)系統(tǒng)。屆時(shí)我國(guó)氣象衛(wèi)星將在提高氣象預(yù)報(bào)預(yù)準(zhǔn)確率、應(yīng)對(duì)氣候變化、防災(zāi)減災(zāi)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家安全以及提升我國(guó)國(guó)際影響力等方面發(fā)揮更顯著的效益。
通過(guò)海洋衛(wèi)星,我國(guó)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)逐步建立和完善了海域使用疑點(diǎn)疑區(qū)遙感監(jiān)測(cè)、區(qū)域用海規(guī)劃遙感監(jiān)測(cè)以及重大建設(shè)項(xiàng)目遙感監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)效機(jī)制。按照規(guī)劃,2020年前我國(guó)將發(fā)射8顆海洋系列衛(wèi)星,包括4顆海洋水色衛(wèi)星、2顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星。屆時(shí),我國(guó)將能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)海上目標(biāo)的監(jiān)視,同時(shí)滿足在惡劣海況下對(duì)海上溢油等災(zāi)害應(yīng)急、海洋權(quán)益維護(hù)保障、海域和海島監(jiān)管等監(jiān)測(cè)和監(jiān)視的需求。
除上述領(lǐng)域外,隨著我國(guó)應(yīng)用衛(wèi)星體系的不斷健全,“智慧中國(guó)”和“物聯(lián)網(wǎng)”等新概念的提出和實(shí)施,我國(guó)信息化建設(shè)將得到有力促進(jìn),衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景可觀。
延伸鏈接
新一代風(fēng)云衛(wèi)星突破多項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)
2012年1月13日,我國(guó)自主研制的靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云二號(hào)07星成功發(fā)射。它將擇機(jī)接替目前在軌超期服役的同類衛(wèi)星,對(duì)確保中國(guó)靜止氣象衛(wèi)星觀測(cè)業(yè)務(wù)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義,并將進(jìn)一步提高我國(guó)對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨、大霧、沙塵暴、森林火災(zāi)等災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。
自1988年發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號(hào)太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星至今,我國(guó)已成功發(fā)射了12顆氣象衛(wèi)星,目前7顆衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)行。中國(guó)風(fēng)云衛(wèi)星逐步完成了從試驗(yàn)應(yīng)用型向業(yè)務(wù)服務(wù)型的轉(zhuǎn)變,形成了區(qū)域高頻次觀測(cè)和全球觀測(cè)的格局,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化、系列化的發(fā)展。
風(fēng)云系列衛(wèi)星在研制過(guò)程中,突破了多項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)。與第一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號(hào)相比,新一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)實(shí)現(xiàn)了從單一遙感成像到地球環(huán)境綜合觀測(cè)、從光學(xué)遙感到微波遙感、從公里級(jí)分辨率到百米級(jí)分辨率、從國(guó)內(nèi)接收到極地接收、從單星觀測(cè)到雙星組網(wǎng)觀測(cè)五大技術(shù)跨越,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)衛(wèi)星平臺(tái)、有效載荷研制等方面的技術(shù)空白。近日,風(fēng)云三號(hào)地面應(yīng)用系統(tǒng)已通過(guò)業(yè)務(wù)驗(yàn)收。
明年將轉(zhuǎn)入正樣研制的新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào),相比風(fēng)云二號(hào)也有很大變化。作為高軌地球遙感衛(wèi)星,風(fēng)云四號(hào)將首次采用三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制方式,有一個(gè)儀器安裝面始終對(duì)地球,可以實(shí)現(xiàn)大氣垂直探測(cè),其觀測(cè)的時(shí)間分辨率和區(qū)域機(jī)動(dòng)探測(cè)能力大有提高。該星還將安裝多通道掃描成像輻射計(jì)、干涉式大氣垂直探測(cè)儀、閃電成像儀和空間天氣監(jiān)測(cè)儀器4種有效載荷,可實(shí)現(xiàn)多種遙感儀器的綜合探測(cè)。此外,其設(shè)計(jì)壽命、衛(wèi)星功能及技術(shù)性能指標(biāo)均有大幅提高。
我國(guó)天地一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)體系初步建立
環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心于今年10月24日宣布,“環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)工程”項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收。該系統(tǒng)的建成進(jìn)一步豐富了我國(guó)環(huán)境管理的技術(shù)手段,標(biāo)志著我國(guó)天地一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)體系初步建立。
我國(guó)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座計(jì)劃分兩期進(jìn)行,第一期先建成2顆光學(xué)遙感小衛(wèi)星(環(huán)境一號(hào)A、B星)和1顆雷達(dá)小衛(wèi)星(環(huán)境一號(hào)C星)組成的“2+1”星座系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星每48小時(shí)回訪一次,初步形成對(duì)災(zāi)害與環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的能力;第二期完成由4顆光學(xué)小衛(wèi)星和4顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星組成的“4+4”星座,實(shí)現(xiàn)對(duì)中國(guó)乃至全球?yàn)?zāi)害與環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
2008年9月6日,環(huán)境一號(hào)A、B星以一箭雙星方式成功發(fā)射。當(dāng)時(shí),美、歐均已發(fā)射多顆環(huán)境衛(wèi)星,但功能比較單一,主要用于執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)。而我國(guó)針對(duì)防災(zāi)減災(zāi)的迫切需要,在環(huán)境一號(hào)A、B星立項(xiàng)之初便把減災(zāi)功能放在了首位,要求衛(wèi)星能快速反復(fù)監(jiān)測(cè)某一地域,這給衛(wèi)星研制帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。
為滿足衛(wèi)星監(jiān)測(cè)環(huán)境和災(zāi)害時(shí)對(duì)空間分辨率的苛刻要求,衛(wèi)星上的主要有效載荷均為針對(duì)性研制的新產(chǎn)品,其中“四大武器”CCD光學(xué)相機(jī)、超光譜成像儀、紅外相機(jī),以及亞太空間技術(shù)合作項(xiàng)目的Ka頻段試驗(yàn)分系統(tǒng),主要技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
環(huán)境一號(hào)C星是我國(guó)首顆民用雷達(dá)衛(wèi)星,也是首顆S波段合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星。該星的SAR雷達(dá)具有條帶和掃描兩種工作模式,成像帶寬度分別為40公里和100公里,單視模式空間分辨率可到5米,距離向四視時(shí)分辨率為20米。該星預(yù)計(jì)將在近期發(fā)射。
東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)整體性能達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平
通信衛(wèi)星一般需運(yùn)行在36000千米的地球靜止軌道上,對(duì)火箭和衛(wèi)星的要求都很高,目前只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握了通信衛(wèi)星的研制和發(fā)射技術(shù),中國(guó)便是其中之一。
1984年4月8日,我國(guó)首顆通信衛(wèi)星東方紅二號(hào)順利升空,邁出了我國(guó)通信衛(wèi)星的第一步。1997年5月12日,首顆中容量通信衛(wèi)星東方紅三號(hào)的成功發(fā)射,使我國(guó)通信衛(wèi)星水平一下跨越了20年。相比上一代產(chǎn)品,東方紅三號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量增加了5倍,設(shè)計(jì)壽命延長(zhǎng)了1倍,并采用了全三軸穩(wěn)定技術(shù)、公用平臺(tái)設(shè)計(jì)等當(dāng)時(shí)的新技術(shù)。
為滿足長(zhǎng)壽命、大容量通信衛(wèi)星的需求,我國(guó)于2001年10月正式批準(zhǔn)“東方紅四號(hào)”平臺(tái)立項(xiàng)。
東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)是我國(guó)第三代大型靜止軌道衛(wèi)星公用平臺(tái),由電源、測(cè)控、數(shù)據(jù)管理、姿態(tài)和軌道控制、推進(jìn)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、熱控等分系統(tǒng)組成,全三軸穩(wěn)定控制方式,具有輸出功率大、承載能力強(qiáng)和服務(wù)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),衛(wèi)星整體性能達(dá)到國(guó)際同類通信衛(wèi)星的先進(jìn)水平。該平臺(tái)采用高效率的砷化鎵太陽(yáng)電池翼和氫鎳蓄電池組;通過(guò)星上數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),可自動(dòng)控制星上正常設(shè)備工作溫度和進(jìn)行蓄電池充放電管理;裝載了V型動(dòng)量輪控制系統(tǒng)和星上計(jì)算機(jī),能提供更高的姿態(tài)和軌道控制精度。它的有效載荷承載能力為595千克,可提供有效載荷功率達(dá)8千瓦,設(shè)計(jì)壽命15年,可用于大容量通信衛(wèi)星、直播衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星和移動(dòng)通信衛(wèi)星等。
至今,我國(guó)已先后發(fā)射基于該平臺(tái)的“鑫諾”、“中星”等系列共9顆衛(wèi)星。
目前,我國(guó)已開(kāi)始研制東方紅五號(hào)超大型衛(wèi)星平臺(tái)。該平臺(tái)將使用二次展開(kāi)十字太陽(yáng)翼、桁架結(jié)構(gòu)、電推技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù),具有更強(qiáng)的電力供應(yīng),能攜帶更多載荷,將是中國(guó)未來(lái)主力大容量通信衛(wèi)星平臺(tái)。
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