高分三號，探海看地全能星

8月10日6時55分成功發射的高分三號衛星，是我國國家科技重大專項「高解析度對地觀測系統重大專項」中首批啟動的項目之一，是我國首顆C頻段多極化合成孔徑雷達（SAR）高解析度微波遙感衛星。

高分三號究竟有哪些本領，在「高分家族」中扮演怎樣的角色，與我們的生活又有哪些聯繫？

國防科工局重大專項工程中心主任、高分專項工程總師童旭東介紹：「高分三號衛星綜合技術指標已經達到或超出國際同類衛星水平，具有高解析度，整星最高可提供1米解析度圖像，同時也可以提供10米量級和百米量級解析度圖像。此外，它還是我國首顆8年長壽命設計的低軌遙感衛星，可為用戶提供觀測數據的時間更長，進一步提升整個衛星系統的效能。」

具備全天時、全天候工作能力，可隨時對地成像

高分三號衛星採用中國空間技術研究院先進的遙感衛星平台，總重量約2.8噸，運行於平均軌道高度為755公里的太陽同步軌道。

與先前已經發射的高分一號、高分二號、高分四號等衛星以及正在研製的高分五號、高分六號和高分七號等光學遙感衛星不同，高分三號衛星是一顆微波雷達成像的遙感衛星。

「微波雷達遙感衛星與光學遙感衛星相比最大的特點就是具備可以全天時、全天候的成像能力，不管白天或黑夜，也不管晴空或雷雨多雲，都可以隨時對地成像。」高分三號衛星工程總師徐福祥說，「這種特點尤其適合於防災減災的應用，在出現地震、滑坡、洪澇等自然災害時，往往伴隨惡劣的氣象條件，並且要求快速響應提供災區第一手圖像信息，這個時候，類似高分三號這樣的衛星往往能發揮更大作用。」

據介紹，高分三號這顆C頻段多極化合成孔徑雷達遙感衛星，它的解析度是從1米到500米，幅寬從10公里到650公里。

為什麼選擇C頻段？什麼又是合成孔徑雷達？

「在電磁波中，我們比較常用的頻段是從1G赫茲到10G赫茲。其中，L頻段是比較低的一個頻段，是1G赫茲，C頻段是4G赫茲到6G赫茲，X波段則是比較高的一個頻段，從8G赫茲到12G赫茲。簡單說，頻段越低的，它的穿透性就越強，頻段越高，穿透性就越弱，全天候的能力就會變差。」高分三號衛星系統載荷副總師禹衛東說。

他進一步舉例：「從穿透性上來說，比如說一片樹林，你要用L頻段去對它進行成像的話，它會穿透整個樹林，看到的是地面；如果你用X頻段來成像的話，你看到的是樹頂，而C頻段基本上就是介於二者之間，既有上面也有下面。所以說，C頻段是一個綜合性能比較好的頻段，國際上用的也比較多，特別是對海洋觀測來說優勢更明顯，陸地也能兼顧。」

至於什麼是合成孔徑雷達，徐福祥解釋說：「如果要用微波來成像的話肯定要用很大很大的天線，差不多要幾百米的天線才能得到這樣最大優於1米的解析度。而合成孔徑雷達技術就能解決這個問題。它用很多很小的孔徑雷達，採用衛星跟運動體的運動速度的變化，可以獲取不同時間的微波信號，再通過我們一些數學的計算，把它綜合成相當於幾百米的這樣一個大天線獲取的數據。」

「高分三號衛星的大成像幅寬一次過去可以看到650公里範圍內的圖像。同時，它不但能夠大範圍地普查，也能夠對待定的區域進行詳查，可以滿足不同用戶對不同目標成像的需求。」高分三號衛星系統總體主任設計師劉傑補充說。

是世界上成像模式最多的雷達遙感衛星，可一星多用

高分三號衛星有一個突出的特點是，成像模式多，系統設計複雜。其整星具備12種成像模式，是世界上成像模式最多的多極化合成孔徑雷達遙感衛星，涵蓋了傳統的條帶成像模式和掃描成像模式，以及面向海洋應用的波成像模式和全球觀測成像模式。既可探海又可看地，是「一星多用」的典範。

「不同成像模式我們是針對不同需求來做的。比如，滑動聚束模式，它的解析度是1米，主要是針對細節描述需求比較高的一些用戶，它可以刻畫出更多的細節上的特性。另外，我們針對主用戶海洋局做了兩種特殊的工作模式，一種是波模式，一種是全球觀測模式。利用波模式，我們可以提供全球海洋動力環境的預報，另外的全球觀測模式則是能夠對海洋上的大尺度渦峰等現象進行一個長時間、大範圍的監測。」劉傑說。

此外，高分三號衛星還有一個顯著特點就是在軌設計壽命長達8年，是我國首顆長壽命設計的低軌遙感衛星，這將為用戶提供長時間穩定的數據支撐服務，大幅提升衛星系統效能。

劉傑說：「之前，我們國內低軌遙感衛星的設計壽命都是5年。為此，我們整個研製團隊針對長壽命進行了專項設計，形成了一整套的長壽命衛星設計思路和方法，這些思路和方法未來也會應用到其它衛星上面。」

8年的時間高分三號衛星要在太空中在軌運行和工作，穩定很關鍵。為了提高衛星在軌壽命以及提高在軌穩定運行的能力，研製團隊在衛星上首次採用了星上自主健康管理系統，能夠在無人為干擾的條件下，針對潛在安全問題提前報警並提供自主管理策略，實現衛星長時間在軌穩定運行。

服務減災、水利等多領域，可替代大量國外衛星數據

高分三號衛星是高分專項工程實現時空協調、全天候、全天時對地觀測目標的重要基礎，能夠獲取可靠、穩定的高解析度SAR圖像，極大改善我國民用天基高解析度SAR數據嚴重依賴進口現狀。

國家衛星海洋應用中心主任、高分專項應用系統副總師蔣興偉說：「據統計，我國的主要自然災害是颱風、風暴潮、地震、洪澇和泥石流等，而以往我國使用的衛星微波遙感影像數據主要依賴進口，所以國內的用戶都非常迫切希望高分三號衛星儘早發揮作用，以替代目前大量進口的國外衛星數據。」

高分三號衛星的應用將服務于海洋、減災、水利、氣象以及其他多個領域，為海洋監視監測、陸地環境資源監測和應急防災減災提供重要技術支撐。

「在海洋方面，比如高分三號衛星可提供我國臨近海域的風暴潮、熱帶氣旋、海冰、海面溢油、綠潮信息。為災害監測和評估、應對重大環境事件提供地理空間信息支持等等。」蔣興偉說。

除海洋之外，高分三號衛星也是我國衛星減災應用體系至關重要的補充之一，將有效填補載荷類型、空間解析度、時間解析度、極化性能等方面的空白，是「天—地—現場」一體化的災害監測評估網路體系建設的重要基礎，尤其在洪澇、地震、滑坡泥石流、冰凌、海冰、旱災、雪災、颱風等災害領域有巨大的應用潛力。

高分三號衛星帶動下開發的新產品、新方法、新工藝也將應用於國民經濟其他領域，實現航天技術的創新引領作用。

《 人民日報 》（ 2016年08月11日 12 版）

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