12月15日，中國境外首個遙感衛(wèi)星地面站北極接收站(以下簡稱北極站)在瑞典基律納投入試運行。北極站由中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所承擔(dān)建設(shè)和運行，由國家高分重大專項支持。
根據(jù)中國科學(xué)院的說法，北極站是中國境外首個遙感衛(wèi)星地面站，具有全天候、全天時、多種分辨率衛(wèi)星的接收能力，它的落成運行極大提高了我國全球數(shù)據(jù)的接收獲取能力。
這或?qū)⒔o中國遙感產(chǎn)業(yè)的廣大從業(yè)人員，注入一針“強(qiáng)心劑”。熱情的人們禁不住猜想：在瑞典建一個支點，中國可以撬起全球遙感服務(wù)的未來嗎?
北極站落成儀式于當(dāng)?shù)貢r間2016年12月15日12時(北京時間19時)舉行
國旗輝映下的北極站
從無到有，遙感衛(wèi)星接收站見證了我國國力增強(qiáng)
孫家棟院士曾講述過這樣一段歷史：1979年鄧小平到美國訪問，就向美國總統(tǒng)提出來采購兩個大項目，一個是通訊衛(wèi)星，一個是遙感衛(wèi)星地面接收站。
孫院士指出，衛(wèi)星的地面管理系統(tǒng)很復(fù)雜，不僅要對用戶負(fù)責(zé)，而且出現(xiàn)問題要給予及時有效的反饋與服務(wù)。在和平時期，衛(wèi)星民用非常重要。
目前，我國擁有五個衛(wèi)星地面站接收站，除了瑞典北極站之外，四個均設(shè)在國內(nèi)，分別為密云站、喀什站、三亞站和昆明站，四個國內(nèi)站具有覆蓋我國全部領(lǐng)土和亞洲70%陸地區(qū)域的衛(wèi)星數(shù)據(jù)實時接收能力。此前建成的地面衛(wèi)星接收站均承擔(dān)了對高分三號、高分四號等遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行接收的工作。北極站建成后，也將為“高分系列”遙感衛(wèi)星的使用提供更好地支持。
為何要海外建站?
原來，海外建站是為了滿足當(dāng)前衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)日益增多的需求。歷經(jīng)多年發(fā)展，我國的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)：2015年，衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到1735億元，較2014年增長29.2%。
在過去，國內(nèi)無法制造地面處理系統(tǒng)，只能靠引進(jìn)。如今，我國的衛(wèi)星系統(tǒng)從過去只有單一類型的衛(wèi)星變成現(xiàn)在朝著陸地觀測和高分系列衛(wèi)星發(fā)展;數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)從過去一顆衛(wèi)星匹配一個地面處理系統(tǒng)變成現(xiàn)在朝著多星綜合并行處理系統(tǒng)發(fā)展;衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)范圍從過去只專注于中國國內(nèi)需求，轉(zhuǎn)向國內(nèi)、國際均衡發(fā)展。
正是基于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，遙感衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。通過遙感衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)，人們可以清晰地看到滑坡、堰塞湖的情況;一旦發(fā)生地震，可緊急調(diào)配衛(wèi)星拍攝發(fā)生地震時的場景，通過檢索之前的背景數(shù)據(jù)，了解地震發(fā)生前的地貌，兩者對比后觀察受災(zāi)情況。此外，衛(wèi)星也為水利部、國家林業(yè)局、防火辦等提供數(shù)據(jù)，調(diào)查森林火災(zāi)、濕地情況等。
因此，中國在海外建設(shè)衛(wèi)星接收站，不僅有助于我國全球數(shù)據(jù)的接收獲取能力——未來衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的支持能力將是以前系統(tǒng)的5倍，還可以幫助其他國家進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測或開展人道主義救援工作。
海外建站第一站為何選在北極?
近地遙感衛(wèi)星的軌道每一圈都經(jīng)過南北極，高緯度地面站與低緯度相比，衛(wèi)星每天重訪的次數(shù)大大增加，可下傳的數(shù)據(jù)量也大大增加，可以說北極對遙感衛(wèi)星是重要的戰(zhàn)略位置。因此，歐美航天強(qiáng)國多年前早已在北極建立了衛(wèi)星地面站。中國建設(shè)北極衛(wèi)星站，是正式開啟衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)全球化布局的標(biāo)志。
中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所副所長劉建波研究員說，北極站能大大增加衛(wèi)星拍攝數(shù)據(jù)的下傳時效。極軌衛(wèi)星南北向繞地球運轉(zhuǎn)，每軌都會飛越極地上空。因此對于同一顆衛(wèi)星而言，北極站每天的數(shù)據(jù)接收量是國內(nèi)站的2倍以上。
對于全球數(shù)據(jù)獲取，國內(nèi)站獲取某一區(qū)域數(shù)據(jù)的最長時間間隔可達(dá)7個小時以上，而北極站獲取同樣區(qū)域數(shù)據(jù)的最長時間間隔不會超過3.5個小時，全球任意地區(qū)數(shù)據(jù)的平均獲取時間不超過2小時，數(shù)據(jù)獲取時效性可以提升1倍以上。這對自然災(zāi)害等需要快速響應(yīng)的應(yīng)用具有重大意義。
北極站的技術(shù)牛在哪里?站址經(jīng)緯度北緯67°53′、東經(jīng)21°04′，位于北極圈以北約200公里處。北極站的多項技術(shù)性能取得了重大突破，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
據(jù)悉，北極站天線系統(tǒng)擁有S/X/Ka三頻段數(shù)據(jù)接收能力，這是我國三頻段天線的第一次工程化應(yīng)用，同時它也是我國第一套具備Ka頻段極軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收能力的接收系統(tǒng);北極站天線系統(tǒng)數(shù)據(jù)最高支持的接收碼速率為4×1.5Gbps(Ka頻段)，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
這一參數(shù)意味著，北極站天線系統(tǒng)對未來衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的支持能力是以前系統(tǒng)的5倍;此外，為了應(yīng)對地域條件、氣候條件、工作條件等挑戰(zhàn)，北極站在工程建設(shè)方面突破了一大批關(guān)鍵技術(shù)，包括大型三軸天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)輕型化、模塊化、抗低溫、易拆裝設(shè)計、無人值守和遠(yuǎn)程故障診斷及維護(hù)等。通過北極站建設(shè)，我國接收站相關(guān)工程技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
關(guān)于中國境內(nèi)的四大遙感衛(wèi)星地面接收站
從1999年開始，我國所發(fā)射的一系列對地觀測衛(wèi)星均由地面站負(fù)責(zé)接收，包括CBERS-01、CBERS-02、CBERS-02B、HJ-1A、HJ-1B、HJ-1C、資源一號02C、資源三號、實踐九號A、B、高分一號、高分二號、CBERS-04等衛(wèi)星。
目前，我國擁有五個衛(wèi)星地面站接收站，除了瑞典北極站之外，四個均設(shè)在國內(nèi)，分別為密云站、喀什站、三亞站和昆明站。
中國遙感衛(wèi)星地面站密云站、喀什站、三亞站、昆明站和北極站接收覆蓋圈
北京密云站
1986年，位于北京密云的中國遙感衛(wèi)星地面接收站的建成使我國有了自己的遙感衛(wèi)星地面站，但密云遙感衛(wèi)星地面接收站的數(shù)據(jù)接收范圍僅能覆蓋我國陸地國土的約80%。
為此，中科院于2000年建議建立陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)全國接收站網(wǎng)，以北京、新疆、海南三站組網(wǎng)，形成接收國內(nèi)外陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)的公用服務(wù)平臺。
新疆喀什站
2008年，新疆喀什站建成。該站建有5套12米天線數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，接收范圍覆蓋我國西部以及中亞南亞等多個國家。幾年來，喀什站共接收20余顆國內(nèi)外衛(wèi)星，累計接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)量三萬余軌，數(shù)據(jù)接收成功率常年穩(wěn)定在99.2%以上。
2015年，喀什站年接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)量突破7000軌，每天接收數(shù)據(jù)任務(wù)量平均都在20軌以上，達(dá)到歷史新高。
海南三亞站
2013年，三亞衛(wèi)星接收站建成并投入運行。三亞站的建設(shè)和運行使我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)直接獲取能力首次延伸到南部海疆，解決了我國南海和周邊區(qū)域長期缺乏遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的狀況，填補(bǔ)了我國民用對地觀測數(shù)據(jù)接收空白，對于利用空間信息保障國家利益具有重要意義，至此覆蓋了亞洲70%的面積。
三亞接收站和研究中心的建立，不僅使衛(wèi)星數(shù)據(jù)能夠立足海南、服務(wù)南方，涵蓋南海，而且使我國擁有了在東南亞地區(qū)系統(tǒng)開展對地觀測應(yīng)用和研究的能力，可以使我國直接有效地協(xié)助東南亞國家，提高利用空間技術(shù)應(yīng)對洪澇、風(fēng)暴潮等區(qū)域性頻發(fā)自然災(zāi)害的研究。
云南昆明站
昆明衛(wèi)星接收站2016年部署完成，目前擁有1套7.3米數(shù)據(jù)接收天線系統(tǒng)，接收范圍覆蓋我國西南以及周邊地區(qū)。
經(jīng)過三十年的不斷發(fā)展，地面站已形成了完整的衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、傳輸、存檔、處理、分發(fā)體系，即以北京總部的運行管理與數(shù)據(jù)處理中心、密云站、喀什站、三亞站、昆明站為數(shù)據(jù)接收網(wǎng)的運行格局。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)檢索與技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)協(xié)同運行，成為我國對地觀測領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)設(shè)施之一。（文|泰伯網(wǎng) 小白）
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