“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(shí)間和惡劣條件限制,，獲取全天時(shí)、全天候的二維高分辨地球表面雷達(dá)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(shí)間2020年12月22日12時(shí)37分，由廈門大學(xué),、福建省招標(biāo)采購集團(tuán),、三明投資集團(tuán)、長沙天儀空間科技研究院有限公司和中國電子科技集團(tuán)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(yùn)載火箭成功發(fā)射升空,，實(shí)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(shù)集成應(yīng)用的成果,，開創(chuàng)了福建新基建建設(shè)的新模式,。在不遠(yuǎn)的將來，它和它的小伙伴們不僅會(huì)在科研領(lǐng)域大顯神通,，而且會(huì)對福建“海洋強(qiáng)省”“數(shù)字福建”建設(shè)產(chǎn)生積極影響——

　　發(fā)射升空近84小時(shí)后,，亦即北京時(shí)間12月25日23時(shí)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(shí)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(xiàng)調(diào)試。目前衛(wèi)星正在抓緊在軌測試工作,，保障按時(shí)投入業(yè)務(wù)運(yùn)行,。

　　福建省招標(biāo)采購集團(tuán)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(bǔ)了福建空間數(shù)據(jù)獲取體系的空白,，真正實(shí)現(xiàn)了“星、空,、地,、海”全覆蓋,。

　　中國科學(xué)院院士,、廈大地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)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(yàn)站之后的一個(gè)重大科研平臺(tái),，自此構(gòu)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(rèn)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(bào)告首次提出“建設(shè)海洋強(qiáng)國”的宏偉目標(biāo)，十九大報(bào)告則明確要求“堅(jiān)持陸海統(tǒng)籌,，加快建設(shè)海洋強(qiáng)國”,。作為古代海上絲綢之路的起點(diǎn)、“21世紀(jì)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(jì)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(xué)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(fēng)和我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(lǐng)域的藍(lán)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(diǎn),，其實(shí)也算水到渠成。

　　2018年底,，福建省招標(biāo)采購集團(tuán)與廈門大學(xué)對接海洋觀測重點(diǎn)項(xiàng)目,，不謀而合的想法促成了福建發(fā)射衛(wèi)星計(jì)劃的正式出發(fā),。

　　廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院高級工程師、“海絲一號”應(yīng)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(dá),，是一種主動(dòng)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(jì)50年代問世后多運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，上世紀(jì)70年代美國率先發(fā)射SAR衛(wèi)星,，隨后開始軍轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)夜觀,，不受夜晚和惡劣觀測條件限制，可全天時(shí),、全天候獲得圖像,。在海洋動(dòng)力觀測方面，星載SAR是獲取大范圍,、高分辨率海面風(fēng)場,、海浪、海流,、內(nèi)波等動(dòng)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(gè)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?yàn)橹饕^測對象，為全球變化背景下海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù)的遙感反演,、海洋災(zāi)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(jià)購買SAR圖像,，海絲一號有望幫助我們實(shí)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(yīng)用都會(huì)更精準(zhǔn)和精細(xì),。”

　　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(bǔ)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(gè)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(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)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(tuán)公司第三十八研究所（簡稱“中國電科38所”）主要負(fù)責(zé)SAR載荷和地面應(yīng)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(fù)責(zé)研制衛(wèi)星平臺(tái)和測運(yùn)控系統(tǒng)。

　　廈門大學(xué)借助強(qiáng)大的海洋科研實(shí)力,，對衛(wèi)星的主要技術(shù)參數(shù)以及觀測目標(biāo)進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)劃,，在衛(wèi)星的研發(fā)過程中起到了引領(lǐng)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(gè)團(tuán)隊(duì)在各自負(fù)責(zé)領(lǐng)域精誠合作，歷時(shí)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(diǎn),。

　　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(dòng)輒幾千公斤的“噸位”相比,，著實(shí)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(shù),、快速低成本發(fā)射和衛(wèi)星模塊化等技術(shù)的不斷成熟,，在衛(wèi)星小型化浪潮推動(dòng)下，百公斤量級的SAR衛(wèi)星應(yīng)運(yùn)而生了,。傳統(tǒng)SAR衛(wèi)星作為動(dòng)力的太陽能板和信號天線是分開的,，“海絲一號”實(shí)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(fèi)用，還是發(fā)射費(fèi)用,，越輕小也就意味著成本降低,。

　　在短短一年多時(shí)間里，對標(biāo)國際先進(jìn)指標(biāo),，采用基于C頻段輕量化有源相控陣天線技術(shù)和一體化中央電子設(shè)備集成技術(shù),，“海絲一號”在SAR衛(wèi)星領(lǐng)域進(jìn)行了一次技術(shù)集成創(chuàng)新試驗(yàn)。其設(shè)計(jì)簡潔,、功能密度高,，具有技術(shù)引領(lǐng)和示范效應(yīng)。

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

　　根據(jù)設(shè)計(jì),，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(dāng),。

　　未來，成像分辨率達(dá)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(yù)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(yīng)用助力數(shù)字福建創(chuàng)新發(fā)展總體方案》,，促進(jìn)“數(shù)字福建”從地上向空中拓展,，從陸上向海上,、海外拓展，構(gòu)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(dòng)計(jì)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(dòng)數(shù)字福建,、智慧社會(huì)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(chǔ),。簡燦良透露,，后續(xù)計(jì)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(wù)“一帶一路”沿線國家。

　　今年上半年,，我省還計(jì)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(guān)注形變,、物理變化不同，“海絲二號”側(cè)重于水體,、水質(zhì)變化監(jiān)測,。

　　廈大海洋與地球?qū)W院商少凌教授解釋說，“水色”就是觀測水的顏色,，因?yàn)轭伾兓梢苑从吵鏊w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(shù)發(fā)展起到引領(lǐng)與示范作用，對近海形成立體的監(jiān)測,。

　　在科研方面,，可以進(jìn)行海洋動(dòng)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(xué)價(jià)值,。

　　在服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和防災(zāi)減災(zāi)方面，衛(wèi)星數(shù)據(jù)還有更多的應(yīng)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(zāi)害、水旱災(zāi)害監(jiān)測與防災(zāi)減災(zāi),、城市高層建筑,、電力設(shè)施、交通設(shè)施,、應(yīng)急響應(yīng)等方面具有廣泛應(yīng)用場景,，尤其對于復(fù)雜氣象條件下的應(yīng)急遙感監(jiān)測應(yīng)用方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。

　　他舉例說,，海洋監(jiān)測可利用SAR全天時(shí),、全天候和二維高分辨率成像能力，實(shí)現(xiàn)對船只目標(biāo)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(jié)合的動(dòng)態(tài)監(jiān)測方式,，與地面調(diào)查相配合,，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)填海造地問題,。

　　此外,，當(dāng)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(jié)合海流運(yùn)動(dòng)和風(fēng)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(jì)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(guān)系,。

　　不僅海域，陸域的監(jiān)測應(yīng)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(dòng)的變化軌跡，加強(qiáng)觀測能力與數(shù)據(jù)處理能力，將進(jìn)一步實(shí)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(jìn)資源管理,、空間規(guī)劃、生態(tài)保護(hù),、民生建設(shè)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(jì)劃,，國內(nèi)民用衛(wèi)星發(fā)射動(dòng)作頻頻,。在這個(gè)民用空間風(fēng)起云涌、基礎(chǔ)設(shè)施投資方興未艾的時(shí)代,，福建用“海絲”星座計(jì)劃點(diǎn)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(qiáng),?！昂＝z一號”依海而“星”，拉開了我省加快推動(dòng)海洋衛(wèi)星領(lǐng)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(jì)劃研發(fā)的數(shù)十顆“海絲”衛(wèi)星既能在經(jīng)濟(jì)、信息化建設(shè)領(lǐng)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(wù),，也能助力“一帶一路”空間信息走廊建設(shè),，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(yīng)

　　廈大海洋觀測從地面到天空

　　海洋科學(xué)是廈門大學(xué)的優(yōu)勢學(xué)科之一,，已擁有近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、水聲通信與海洋信息技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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_(tái)和重大設(shè)施,。

　　“海絲一號”衛(wèi)星是廈門大學(xué)現(xiàn)有海洋觀測能力從水下,、地面向天空的延伸,，將進(jìn)一步推動(dòng)海洋科學(xué)、生態(tài)學(xué)等“雙一流”建設(shè)學(xué)科的發(fā)展,。

　?。ㄓ浾?張穎）