“海絲一號”發(fā)回的南極洲冰川SAR圖像

　　“海絲一號”檔案

　　體重：185公斤

　　波段：C波段

　　最高分辨率：1米

　　最大成像幅寬：100公里

　　——可穿透云層，不受時間和惡劣條件限制,，獲取全天時,、全天候的二維高分辨地球表面雷達圖像

　　——國內(nèi)高校首顆近海與海岸帶遙感衛(wèi)星

　　——國際首顆C波段輕小型SAR衛(wèi)星

　　——海絲“星座”的首發(fā)星

　　北京時間2020年12月22日12時37分，由廈門大學,、福建省招標采購集團,、三明投資集團、長沙天儀空間科技研究院有限公司和中國電子科技集團公司第三十八研究所等單位聯(lián)合策劃研制的“海絲一號”衛(wèi)星,，在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心搭載長征八號運載火箭成功發(fā)射升空,，實現(xiàn)了福建衛(wèi)星從“0”到“1”的突破。

　　這顆近海與海岸帶遙感衛(wèi)星是新技術集成應用的成果,，開創(chuàng)了福建新基建建設的新模式,。在不遠的將來，它和它的小伙伴們不僅會在科研領域大顯神通,，而且會對福建“海洋強省”“數(shù)字福建”建設產(chǎn)生積極影響——

　　發(fā)射升空近84小時后,，亦即北京時間12月25日23時59分，“海絲一號”首次成像工作即獲得有效回波數(shù)據(jù),。12月27日,，“海絲一號”得到首批多幅高清SAR圖像，實現(xiàn)了我國首顆商業(yè)SAR衛(wèi)星的高質(zhì)量成像,，這也是國際上首幅C波段小衛(wèi)星SAR圖像,。

　　“海絲一號”SAR總工程師、中國電科38所對地觀測研發(fā)中心副主任盛磊說,，入軌后“海絲一號”表現(xiàn)穩(wěn)定,，先后完成多項調(diào)試。目前衛(wèi)星正在抓緊在軌測試工作,，保障按時投入業(yè)務運行,。

　　福建省招標采購集團董事長助理簡燦良博士表示，福建是海洋大省,，岸線資源全國第二,，海域面積超過陸域面積?！昂＝z一號”填補了福建空間數(shù)據(jù)獲取體系的空白,，真正實現(xiàn)了“星、空,、地,、海”全覆蓋,。

　　中國科學院院士,、廈大地球科學與技術學部主任戴民漢說，這是廈大繼“嘉庚”號科考船、東山海洋觀測與試驗站之后的一個重大科研平臺,，自此構架海天陸基的海洋觀測一體化的觀測系統(tǒng),，將有力地提升觀測海洋、認知海洋,、經(jīng)略海洋的水平,。

　　“你好，海洋”,，穿云透霧全天候

　　福建圓夢九天是多年夙愿,。

　　黨的十八大報告首次提出“建設海洋強國”的宏偉目標，十九大報告則明確要求“堅持陸海統(tǒng)籌,，加快建設海洋強國”,。作為古代海上絲綢之路的起點、“21世紀海上絲綢之路”核心區(qū),，福建作為海洋大省,，依海而興，是“數(shù)字中國”“智慧海洋”和海洋經(jīng)濟的示范省份,。

　　“海絲一號”英文名為“HISEA-1”,，諧音“HI，SEA”,，意為“你好,，海洋”。從命名到內(nèi)核,，它具有鮮明的海洋屬性,。福建首顆衛(wèi)星以“海絲一號”命名，既符合國家戰(zhàn)略,，又有深厚的歷史和文化淵源,。

　　2013年，廈門大學在翔安校區(qū)籌建全省首座高?！靶l(wèi)星遙感地面站”,。不久，發(fā)射小衛(wèi)星的想法也開始萌芽,。

　　2016年后,，借著國家政策的東風和我國產(chǎn)業(yè)結構的紅利，我國民用航空產(chǎn)業(yè),，包括衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)成為硬科技領域的藍海,。福建衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)隨之蓄勢待發(fā)，海洋遙感衛(wèi)星成為福建“問天”之路的起點,，其實也算水到渠成,。

　　2018年底，福建省招標采購集團與廈門大學對接海洋觀測重點項目，不謀而合的想法促成了福建發(fā)射衛(wèi)星計劃的正式出發(fā),。

　　廈門大學海洋與地球學院高級工程師,、“海絲一號”應用總工程師耿旭樸表示,，作為國內(nèi)高校首顆近海與海岸帶遙感衛(wèi)星,，也是國際首顆C波段輕小型SAR衛(wèi)星，“海絲一號”特別適用于多云多雨地區(qū)遙感數(shù)據(jù)采集,。

　　SAR即合成孔徑雷達,，是一種主動式的對地觀測傳感器，采用的微波成像原理,，類似于蝙蝠,、海豚，主要依靠自身發(fā)射信號,、碰到物體后接受反射信號成像,。上世紀50年代問世后多運用于軍事領域，上世紀70年代美國率先發(fā)射SAR衛(wèi)星,，隨后開始軍轉民用,。

　　由于波長較長，SAR衛(wèi)星“海絲一號”具備“穿云透霧”的能力,，更可實現(xiàn)夜觀,，不受夜晚和惡劣觀測條件限制，可全天時,、全天候獲得圖像,。在海洋動力觀測方面，星載SAR是獲取大范圍,、高分辨率海面風場,、海浪、海流,、內(nèi)波等動力要素的唯一手段,。

　　目前“海絲一號”成像區(qū)域已覆蓋亞洲、北美洲,、南美洲,、歐洲和南極洲，地貌豐富,。未來經(jīng)過三個月左右的調(diào)試,，“海絲一號”將以我國東南沿海和西北太平洋海域為主要觀測對象，為全球變化背景下海洋動力環(huán)境參數(shù)的遙感反演,、海洋災害監(jiān)測,、洪水監(jiān)測和地表形變分析等提供有力支持。

　　“以前我們需要向海外高價購買SAR圖像，海絲一號有望幫助我們實現(xiàn)‘圖像自由’,?！惫⑿駱阏f道，“衛(wèi)星還可以根據(jù)福建的需求去定制獲取數(shù)據(jù),，無論科研還是應用都會更精準和精細,。”

　　簡燦良也表示,，目前福建全省空間數(shù)據(jù)采集獲取局限于中低空,，海洋測繪方面受限更大。遙感衛(wèi)星填補了海洋區(qū)域空白,，為數(shù)據(jù)獲取插上了翅膀,。

　　產(chǎn)校融合，輕小衛(wèi)星研制闖新路

　　簡燦良博士透露,，“海絲一號”作為國內(nèi)首個商用SAR衛(wèi)星,，依托于福建，又整合了國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)單位的力量,，項目的團隊既有高校,、國企，也有國家級科研院所和民營航空企業(yè),。中國電子科技集團公司第三十八研究所（簡稱“中國電科38所”）主要負責SAR載荷和地面應用系統(tǒng)的研制,，長沙天儀空間科技研究院有限公司（簡稱“天儀研究院”）負責研制衛(wèi)星平臺和測運控系統(tǒng)。

　　廈門大學借助強大的海洋科研實力,，對衛(wèi)星的主要技術參數(shù)以及觀測目標進行了設計規(guī)劃,，在衛(wèi)星的研發(fā)過程中起到了引領作用，讓“海絲一號”成為一顆滿足科研需求,、體現(xiàn)海洋特色的“訂制衛(wèi)星”,。

　　幾個團隊在各自負責領域精誠合作，歷時1年研制完成,，讓這顆中國造SAR衛(wèi)星具備輕小型,、低成本、高分辨率特點,。

　　據(jù)悉,，“海絲一號”衛(wèi)星僅重185公斤，與已發(fā)射的適用于海洋觀測的C波段SAR衛(wèi)星動輒幾千公斤的“噸位”相比,，著實輕巧不少,。

　　耿旭樸說，近年來,，衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展期,，發(fā)射數(shù)量逐年大幅增長,。隨著微電子技術、快速低成本發(fā)射和衛(wèi)星模塊化等技術的不斷成熟,，在衛(wèi)星小型化浪潮推動下,，百公斤量級的SAR衛(wèi)星應運而生了。傳統(tǒng)SAR衛(wèi)星作為動力的太陽能板和信號天線是分開的,，“海絲一號”實現(xiàn)了兩者的集成,，部件模塊化，自重也就下來了,。無論是研發(fā)制造費用,，還是發(fā)射費用,，越輕小也就意味著成本降低,。

　　在短短一年多時間里，對標國際先進指標,，采用基于C頻段輕量化有源相控陣天線技術和一體化中央電子設備集成技術,，“海絲一號”在SAR衛(wèi)星領域進行了一次技術集成創(chuàng)新試驗。其設計簡潔,、功能密度高,，具有技術引領和示范效應。

　　據(jù)悉,，“海絲一號”還裝備了主動離軌裝置,，如果衛(wèi)星在若干年后的生命末期失效，會啟動離軌裝置自行墜落,，進入大氣層后焚毀,，不會變成“太空垃圾”。

　　根據(jù)設計,，高清分辨率也是“海絲一號”的撒手锏,，其特定區(qū)域的重返周期為3天。從目前傳回3米條帶模式成像圖像看,，“海絲一號”與歐洲航空局Sentinel-1和加拿大RADARSAT-2衛(wèi)星在地物特性獲取等方面基本上相當,。

　　未來，成像分辨率達1米的超高清圖像更值得期待,。

　　2020年12月22日,，長征八號首飛成功,，將“海絲一號”等5顆衛(wèi)星送入太空。 新華社

　　觀江瞰海,，監(jiān)測預警的一把利器

　　據(jù)簡燦良介紹,，2018年,，福建省和國家航天局聯(lián)合制定了《衛(wèi)星應用助力數(shù)字福建創(chuàng)新發(fā)展總體方案》，促進“數(shù)字福建”從地上向空中拓展,，從陸上向海上,、海外拓展，構筑立體化,、三位一體的信息保障體系,。去年6月，福建省新基建三年行動計劃出爐,，其中提出“積極發(fā)展空天地一體化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”,。“海絲一號”對于推動數(shù)字福建,、智慧社會的意義不言而喻,。

　　“海絲一號”為福建叩開了深空的大門，為后續(xù)海絲衛(wèi)星星座組網(wǎng)奠定了良好的基礎,。簡燦良透露,，后續(xù)計劃由多顆輕小型SAR衛(wèi)星和多光譜水色小衛(wèi)星組成“海絲”星座，輻射福建,、我國東南沿海,，甚至服務“一帶一路”沿線國家。

　　今年上半年,，我省還計劃發(fā)射“海絲二號”衛(wèi)星,。這是一顆多光譜水色小衛(wèi)星，也將延續(xù)產(chǎn)校合作模式,。與“海絲一號”關注形變,、物理變化不同，“海絲二號”側重于水體,、水質(zhì)變化監(jiān)測,。

　　廈大海洋與地球學院商少凌教授解釋說，“水色”就是觀測水的顏色,，因為顏色變化可以反映出水體的健康狀況,。比如說近海赤潮的監(jiān)測、水體浮游生物的監(jiān)測等,。兩顆衛(wèi)星相互協(xié)作,，將對衛(wèi)星海洋遙感技術發(fā)展起到引領與示范作用，對近海形成立體的監(jiān)測,。

　　在科研方面,，可以進行海洋動力與生態(tài)環(huán)境的綜合觀測，將大大提高對近岸和流域水體水質(zhì)的觀測能力,，對全球變化背景下的海洋研究具有重要的科學價值,。

　　在服務地方經(jīng)濟社會發(fā)展和防災減災方面,，衛(wèi)星數(shù)據(jù)還有更多的應用空間。

　　簡燦良介紹說,，SAR遙感在自然資源監(jiān)測,、海洋環(huán)境監(jiān)測與船舶識別、農(nóng)產(chǎn)品估產(chǎn)與農(nóng)業(yè)資源調(diào)查,、地質(zhì)災害,、水旱災害監(jiān)測與防災減災、城市高層建筑,、電力設施,、交通設施、應急響應等方面具有廣泛應用場景,，尤其對于復雜氣象條件下的應急遙感監(jiān)測應用方面具有獨特優(yōu)勢,。

　　他舉例說，海洋監(jiān)測可利用SAR全天時,、全天候和二維高分辨率成像能力,，實現(xiàn)對船只目標的檢測、定位和識別,。利用SAR衛(wèi)星資源，采取多種數(shù)據(jù)源相結合的動態(tài)監(jiān)測方式,，與地面調(diào)查相配合,，能夠及時、準確地發(fā)現(xiàn)填海造地問題,。

　　此外,，當海面發(fā)生溢油事件，衛(wèi)星可以探測油帶的位置,、面積,、油膜形態(tài)，判斷其漂移方向和漂移速度等,，再結合海流運動和風場信息,，可以分析評估其對海洋生態(tài)環(huán)境的影響。

　　在較大區(qū)域內(nèi),，衛(wèi)星還可以監(jiān)測養(yǎng)殖網(wǎng)箱的分布信息,，估計養(yǎng)殖密度，監(jiān)督水下網(wǎng)箱,，協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境及養(yǎng)殖空間規(guī)劃間的關系,。

　　不僅海域，陸域的監(jiān)測應用也將得到拓展,。借由衛(wèi)星天眼看清地球,，在遙感影像上智能追蹤人類活動的變化軌跡,，加強觀測能力與數(shù)據(jù)處理能力，將進一步實現(xiàn)“天上看,、地上查,、網(wǎng)上管”，提高我省自然資源信息化和管理水平,，促進資源管理,、空間規(guī)劃、生態(tài)保護,、民生建設等方面可持續(xù)發(fā)展,。

　　記者手記

　　我們的征途是星辰大海

　　隨著科技的發(fā)展，遙感衛(wèi)星成為獲取空間地理信息的重要手段,。近年來,，國外有SpaceX、OneWeb和亞馬遜等公司雄心勃勃推出衛(wèi)星軌道計劃,，國內(nèi)民用衛(wèi)星發(fā)射動作頻頻,。在這個民用空間風起云涌、基礎設施投資方興未艾的時代,，福建用“海絲”星座計劃點亮了浩瀚宇宙中屬于自己的那些繁星,。

　　作為海洋大省，我們向海圖強,?！昂＝z一號”依海而“星”，拉開了我省加快推動海洋衛(wèi)星領域探索創(chuàng)新的新篇,。從0到1,，再到2，“海絲”星座蓄勢待發(fā),。我們期待,，未來計劃研發(fā)的數(shù)十顆“海絲”衛(wèi)星既能在經(jīng)濟、信息化建設領域發(fā)揮重要作用,，為人們提供高精度,、高質(zhì)量、高安全性的空間地理信息服務,，也能助力“一帶一路”空間信息走廊建設,，從國內(nèi)走向國際、從區(qū)域走向全球,。

　　辭舊迎新,，“零”的突破值得喜悅；憧憬未來,，我們的征途是星辰大海,！

　　效應

　　廈大海洋觀測從地面到天空

　　海洋科學是廈門大學的優(yōu)勢學科之一,，已擁有近海海洋環(huán)境科學國家重點實驗室,、水聲通信與海洋信息技術教育部重點實驗室、海洋遙感大數(shù)據(jù)福建省高校工程研究中心,、“嘉庚”號海洋科考船,、東山太古海洋觀測與實驗站、聯(lián)合遙感中心及衛(wèi)星接收站等一系列重要涉?？蒲衅脚_和重大設施,。

　　“海絲一號”衛(wèi)星是廈門大學現(xiàn)有海洋觀測能力從水下、地面向天空的延伸,，將進一步推動海洋科學,、生態(tài)學等“雙一流”建設學科的發(fā)展。

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