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国家航天局:我国灾害监测预报能力实现了新跨越
中央政府门户网站 www.gov.cn   2009年04月01日   来源:国家航天局网站

    2009年3月30日,国家国防科技工业局在京组织召开环境与灾害监测预报小卫星A、B星在轨交付仪式。即日起,该卫星正式交付给民政部国家减灾中心、环境保护部环境卫星中心投入使用。

    环境与灾害监测预报小卫星A、B星是我国继气象、海洋、国土资源卫星之后一个全新的民用卫星。卫星投入使用后,将实现对灾害的快速监测和预报,对我国的防灾减灾起到不可替代的作用,这一全新的民用卫星工程无疑也将开启我国民用航天特别是遥感卫星的崭新领域。然而作为中国首个以灾害和环境监测为主要用途的卫星,A、B星的研制工作完全是“白手起家”。工业和信息化部副部长、国防科工局局长陈求发在回顾卫星工程的研制过程时说,“环境与灾害监测预报小卫星A、B星是工程六大系统大力协同、密切配合的结果,所取得的成绩来之不易”。

    成功发射,环境与灾害监测体系初步建立

    A、B双星于北京时间2008年9月6日11点25分由长征二号丙运载火箭在太原卫星发射中心采用一箭双星方式成功发射并顺利进入预定轨道。自此,我国在世界上开创了环境卫星业务化运行的先例。中共中央政治局常委、国务院副总理、国家减灾委员会主任回良玉致信祝贺。他在信中表示,“成功完成了A、B星的研制发射任务,顺利实现了星座组建的第一阶段工作目标,为建立 “天-空-地”一体化的减灾救灾技术支撑体系,完善灾害监测、预警、评估、应急指挥体系提供了重要平台,在加强环境监测保护等方面将发挥重要作用。”

    环境与灾害监测预报小卫星A、B星的成功发射,填补了我国在环境减灾方面自主数据信息的空白,实现了几代航天人的夙愿。早在2003年2月,应原中国国际减灾委员会和国家环保总局要求,原国防科工委、财政部经请示国务院,联合批准“环境与灾害监测预报小卫星星座”立项,旨在通过多颗遥感小卫星组成星座,初步建立起先进的环境与灾害监测预警体系,提高我国环境监测和综合减灾能力,实现大范围、全天候、全天时、动态的环境和灾害监测。经全面规划及反复论证,我国确定了小卫星星座建设分步实施战略。第一步是由A、B两颗光学小卫星和一颗合成孔径雷达小卫星C星组成(即“2+1”方案),达到卫星每48小时回访一次,初步形成对我国灾害和环境进行监测的能力。第二步实现由4颗光学小卫星和4颗合成孔径雷达小卫星组成的“4+4”星座方案,卫星回访周期可达到12小时一次,形成利用空间技术支持灾害和环境监测与预报的业务运行能力。

    作为第一阶段的“先遣部队”,A、B星星座的成功建立,标志着我国已初步具备了对灾害事件的发生、发展进行大范围、动态监测的能力,为进一步实现建立环境与灾害监测预报小卫星星座战略奠定了坚实基础。

    装备精良,灾害预报能力国际领先

    目前,美国和欧洲均已发射了多颗环境卫星,但功能比较单一,主要用于执行环境监测任务。鉴于我国防灾减灾的迫切需要,环境与灾害监测预报小卫星A、B星立项之初,便把减灾功能放在了首位。与单纯的环境监测不同,减灾要求卫星快速反复监测某一地域,这就对卫星研制提出了极大挑战。

    为了满足环境监测与减灾预报的特殊要求,卫星上的主要有效载荷都是针对卫星监测环境和灾害时对空间分辨率的苛刻要求而研制的新产品,其中有“四大武器”格外引人关注,其主要技术指标均达到了国际先进水平。

    首先,A、B星各自装载了两台CCD光学相机,相机观测宽度可达720公里,分辨率可达20-30米。两星组网可缩短对地观测周期,1天成像面积可覆盖国土80%,两天就可对国土全部面积成像一次,非常适宜于灾害的快变量监测和环境的大范围监测。而世界上在可见光范围内,以30米分辨率实现两天的重复观测的并不多见,相同分辨率卫星常以单星或者不同时段卫星组合成像,难以形成2天的重复观测。

    其次就是A星上携带的超光谱成像仪,它拥有115 个探测谱段、平均光谱分辨率为5纳米,是国内首先利用静态干涉型成像光谱技术原理研制而成的,是继美国强力小卫星后,第二台运用该技术的相机。它具有可靠性高、稳定性好、体积小、光谱线性度高、光谱范围宽等特点,代表了当前光谱成像技术领域的发展方向。

    环境减灾B星上的红外相机,采用了机械制冷方式,可探测到地表500K的温度,是国内卫星上可探测地表温度最高的相机。适用于对森林火灾、火山爆发等灾害的监测。对干旱、雪灾、地震、辐射、热污染等的预报、发生、评估等发挥重要作用,并可进行夜间探测。相机内设四个谱段,近红外对植物分类、健康状况、水情监测具有很好的作用;短波红外可对植被等特性进行检测;中波红外可对森林火灾走势、秸秆焚烧进行环境监测;长波红外对热特性敏感,可用来记录地表的发热特性。

    最后是亚太空间技术合作项目的Ka频段试验分系统。其主要任务是在亚太多任务小卫星A星上使用Ka频段载荷进行与泰国境内地面站之间数据传输的试验,其目的是泰国用于掌握卫星产品设计制造技术,同时通过Ka通信试验用于雨衰研究等。该项目对于推动亚太多边空间合作具有十分重要的意义,也是我国空间技术方面国际合作上的有益尝试。该系统已通过在轨测试,并于2008年12月25日,正式交付泰国农业大学使用。

    双星合璧,在轨测试初显成效

    卫星在轨测试期间,国家减灾委便结合在轨测试期间灾害发生的情况,积极组织减灾应用工作。在应对西藏雪灾、黄河宁蒙段冰凌、地震灾区堰塞湖、泥石流、澳大利亚森林火灾等灾害时,通过卫星业务运行的自主管理,及时、灵活、机动地获取了卫星影像,有效提高了应急监测响应能力。

    在自然灾害监测方面,国家减灾委利用A、B星CCD数据、红外数据展开了对西藏雪灾的动态遥感监测,并对澳大利亚东南部山林火灾进行监测和分析,为救灾应急工作提供了及时的辅助决策信息。2009年2月,澳大利亚维多利亚州发生了特大火灾。应澳方请求,我国立刻调整了环境减灾卫星A、B星拍摄角度和运行频率。双星通过配备的光学和红外传感器,迅速准确地拍摄了澳大利亚火场的光学、红外和雷达图像。经国内技术人员处理后,形成卫星监测图像提供给澳大利亚空间信息合作研究中心。澳大利亚科学家据此绘出了火点的位置和移动方向图,极大地帮助了澳大利亚有关部门的灭火行动。

    在环境污染监测方面,卫星对太湖水华和京津唐及珠江三角城市群进行遥感监测,通过A、B星获取的CCD数据,制作出了太湖水华分布图,并对城市大气污染以及温室气体状况等环境空气指标进行监测,验证了环境卫星在湖泊水华监测和气溶胶监测中的应用效果。

    在生态遥感监测方面,通过对卧龙自然保护区震后生态恢复进行遥感监测,利用A星CCD2数据、北京1号小卫星、SPOT卫星以及MODIS数据,对不同时段卫星影像对比分析,以及对震前震后地表植被覆盖度的变化分析,定量评估灾后卧龙自然保护区植被恢复情况,为自然波湖区管理和决策提供支持;利用B星CCD1数据和热红外数据,对北京市热岛效应的强度和分布情况进行分析,为城市生态环境保护提供决策支持。

    在轨测试数据及应用情况表明,卫星数据质量基本满足应用需求,具备减灾与环境应用能力,在减灾与环境领域具有良好的应用前景。随着环境减灾小卫星星座的日臻完善,城市生态评价、大型工程与区域开发长期生态环境影响监测与评价,国家生态建设区域效果监测与评价,区域生态、环境灾害监测与评价、全球变暖监测与评价等一系列有特色的应用也将随之不断展开。届时,将实现对我国及世界范围内环境和灾害全天候、短重复周期的有效监测预报。我国环境卫星应用的前景值得期待。

 
 
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