向海而生顯本色 穿雲透霧只為民——訪高分三號衛星總指揮兼總設計師張慶君

作為世界上性能最先進的C 頻段多極化合成孔徑雷達衛星，高分三號衛星發射升空已兩年有餘。衛星在軌運行期間，為國家海洋、減災、水利及氣象等多個行業及業務部門提供服務。近日，《衛星應用》編輯部就高分三號衛星應用採訪了衛星總指揮兼總設計師張慶君。

高分三號衛星干涉測量性能受好評

《衛星應用》：請您介紹下高分三號衛星的技術特點，及其在高分專項工程中的地位。

張慶君：概括來說，高分三號衛星共有十大技術特點：體制新、模式多、性能優、功能強、高功率、長壽命、大體量、創新多、應用廣、影響大。

高分三號衛星是我國高解析度對地觀測系統國家科技重大專項的工程項目之一，既是我國高分專項民用領域中唯一的合成孔徑雷達成像衛星；也是我國第一顆全極化合成孔徑雷達衛星，代表著衛星合成孔徑雷達遙感進入多極化新時代。從應用效果來看可以獲得不同角度的地物散射特性，信息量更大、更豐富。

國際知名的極化SAR 研究機構IETR 對高分三號的圖像質量給出了很高的評價。同時IETR 還開發了針對高分三號的PolSARpro 軟體介面，可實現高分三號圖像數據的分析、處理和評價。也從側面反映了國際上科研人員對高分三號圖像數據的關注和期待。

《衛星應用》：高分三號衛星運行已兩年有餘, 被稱為「海陸全能」，請您介紹下衛星應用總體情況；高分三號衛星如何與其他高分衛星有機配合，保障國家安全。

張慶君：高分三號衛星的用戶包括國家海洋局、民政部、水利部、林業局、中國氣象局、中國地震局、住建部、農業部、國土資源部、環保部等，其獲取的信息在海洋觀測、水利應用、災害監測、環境監測等方面具有獨特的優勢，應用領域十分廣泛。截至2018 年1 月底，高分三號衛星對全球有效覆蓋19012 萬平方千米，對全國有效覆蓋960 萬平方千米，共向用戶分發高分三號衛星數據482543 景。

高分三號衛星可以為減災備災、應急救災、恢復重建提供多層次、立體動態信息，加快災害監測與評估進程，增強災害的快速反應能力，對防災救災工作提供有力保障；可以進行颱風、風暴潮、泥石流、山體滑坡等自然災害監測預測，提高抵禦自然災害的能力。2017 年，四川省九寨溝地區、新疆維吾爾自治區精河縣發生地震，颱風「奧鹿」登陸日本鹿兒島，高分三號衛星觀測數據為災區搶險救災工作提供支撐。高分三號還用於雪龍號南極考察冰區作業中。高分三號衛星國際合作成就顯著，在2017 年斯里蘭卡水災，伊朗、義大利地震之後，高分三號觀測數據為當地搶險救災提供數據幫助。

運用高分三號衛星提供的可靠、穩定的高解析度微波遙感圖像，可以提高我國海洋環境災害監測與預報能力，增強我國近海海域管理和環境保護的能力，充分保障我國海洋國土安全。

高分三號具有不受光照和氣候限制，全天候、全天時工作的特性，特別是對雲層、地表植被、鬆散沙層和冰雪具有一定的穿透能力，解決了光學遙感觀測不到或觀測不足的問題，高分三號衛星全天候、全天時觀測能力，彌補了光學衛星探測能力的不足，提供的高質量、連續穩定的合成孔徑雷達圖像替代目前大量進口的國外同類衛星數據，有力保障了國家安全。

《衛星應用》：有哪些高分三號衛星創新性應用案例令您印象深刻。

張慶君：高分三號的既定任務多極化、C 頻段、多模式等本身就具有創新性和引領性。此外，我們還大膽創新、開發和試驗新模式和新演算法。其中重要的有：

一是首次實現了合成孔徑雷達干涉測量（InSAR），與國外比對性能相近。我們做出的干涉圖像，能看到厘米級、毫米級的地形變化。利用高分三號干涉圖像，可以對地質沉降進行監測。如地下水抽取、煤礦作業、高鐵運行都需要利用InSAR 圖像對周圍地形變化進行監測。「一帶一路」沿線國家地形複雜，山體滑坡等災害頻發，高分三號干涉圖像能夠為這些國家基礎設施建設提供技術支撐。

二是首次實現了動目標監測，即對運動目標實時監測，包括汽車、火車、輪船等運動目標的速度、方向。

三是首次實現超解析度成像。在全球C 頻段多極化衛星中，高分三號擁有最高的解析度，超解析度重建後能做到0.5m。

國產衛星應用推廣需建立溝通協調機制

《衛星應用》：隨著國產衛星性能指標提高，國產衛星應用推廣的問題日益凸顯，請結合高分三號衛星以及其他國產衛星應用推廣、市場化面臨的困境談一下您的看法。

張慶君：建立一個衛星應用協調機制是有必要的。目前，國產衛星運行管理方、用戶部門之間尚未形成有效良好的溝通機制，是脫節的，數據成像業務主要由衛星運行管理方主導，形成了衛星數據成像部門工作缺乏目標管理、用戶得不到想要的數據、主用戶單位對提供的數據不滿意的局面。衛星在軌成像、數據分發和處理工作的無序低效，實際上是對衛星資源的極大浪費。現在InSAR 圖像是很值錢的，1m 解析度的圖像，已經值四五萬元人民幣。應該用好、提高效益。航天建設背後是國人巨大的支持和付出。我們花費巨資發射衛星，一定要好好用起來。

《衛星應用》：您對踐行「一帶一路」倡議，國產衛星藉助政府間合作平台進行推廣應用不斷深化國際交流與合作，有何看法。

張慶君：我們正在航天大國向航天強國行進的道路上。既然是航天大國，就要承擔大國責任。以前我們的遙感圖像質量不好、解析度不高，想送也送不出去。現在我國國產衛星圖像質量越來越好，甚至超過了國外，希望能夠在國際上發揮作用，有償、無償都可以。通過國際交流，我們既可以獲得效益，又可以擴大影響。要擴大交流，交流的好處在哪？互相之間可以借鑒，在溝通中提高能力和水平，把這件事能做得越來越精，實現航天國際合作從無到有、從好到精。

在「一帶一路」沿線基礎設施建設中，可以充分發揮SAR 圖像優勢。高分三號衛星不受天氣的影響，無論是航路航向制定、交通運輸建設、港口碼頭管理都可以充分發揮高分三號衛星的優勢，尤其山區多霧的地區。微波圖像不能完全代替光學圖像，但是在關鍵的時候可以發揮其特殊優勢，比方說在水壩、橋樑被沖毀，山體滑坡致使道路中斷，出現堰塞湖的時候。往往越是天氣不好的時候，雷達衛星恰恰越能很清楚地看出道路有沒有變形。

中國海洋衛星遙感領域將成為航天強國的

重要標誌

《衛星應用》：《海洋衛星業務發展「十三五」規劃》已發布，請談一下對海洋衛星未來發展趨勢和規劃、保障我國海洋權益的看法。

張慶君：我國海洋衛星遙感規劃做得很好，瞄準了國家急需和國際前沿，系列全、性能好，改變了我國遠海、深海數據匱乏的局面。海洋二號A 星發射後從時效性、數據精度、覆蓋性上都有所提高。

今後會建立海洋二號衛星動力觀測網、高分三號新一代海洋水色衛星觀測網、海洋監視監測網3 個系列的海洋衛星體系，建成功能完備的海洋觀測系統，海洋衛星技術能力、運行規模、應用水平達到國際先進水平，可為海洋強國和國家安全提供可靠的信息保障。相信到2025 年，海洋衛星遙感領域在整個中國航天領域中是最有可能達到國際領先水平的，將成為航天強國的一個重要標誌。

《衛星應用》：黨的十九大報告提出建設航天強國的宏偉目標，您認為航天人應如何提高創新發展能力；如何看待軍民融合發展戰略；中國空間技術研究院已走過五十年發展歷程，您認為未來將如何充分發揮航天對相關產業的牽引帶動作用。

張慶君：提高創新發展能力，一是靠需求牽引，二是靠技術推動。但現階段我們首先要圍繞需求做創新，使創新的目標性更強，創新成果能很快轉化為生產力。在這個過程當中我們按照航天研製一代、預研一代的傳統，為後面新一代航天技術發展奠定基礎。

推動軍民融合發展涉及到國家安全，軍民融合過程中要有抓有放，明確釐清軍民各自發展的界限。

航天必須能夠提供更好的服務，才能推動相關產業發展。發展航天，首先要掌握核心技術。中國空間技術研究院提出要做強總體、做優專業、做精產品，面對越來越激烈的市場環境，我們必須做好服務，這首先是個生存問題。衛星打上天后，要看應用效果，否則老百姓不買單，國家就不會支持。航天技術的價值體現在能夠提供相應的產品，而且得到市場的認可。

推動衛星應用「天地一體化」

《衛星應用》：您如何看待人工智慧、大數據對衛星技術及其應用的影響以及發展建議。

張慶君：人工智慧、大數據技術處在一個剛剛起步的階段，是一種手段，而不是目標。一方面，航天事業本身具有創新性，要加快人工智慧、大數據技術在航天領域的應用；另一方面，發展航天事業首先要滿足國民經濟建設的需求，穩中求進，不能把人工智慧、大數據技術當成我們的目標。對於用戶來說，剛好就是最好、就是恰到好處，否則會帶來額外代價，額外代價就是讓用戶去買單。

但應該認識到，人工智慧、大數據技術對於衛星遙感領域的發展是很有必要的，這裡涉及到廣種薄收的概念：我們從海量數據里獲得需要的數據，要抓緊研究如何及時獲取數據、精準獲取數據、有效獲取數據，否則數據泛濫就會變成垃圾。發射的衛星越來越多，數據量呈現爆髮式增長，有條理地存儲這些數據是一個需要趕緊解決的問題，應當儘快對大數據的獲取、處理、存儲形成規範。

《衛星應用》：請談一下對商業航天的看法。

張慶君：商業航天的發展是件好事，能夠更好地利用空間資源服務經濟建設和人民生活，這也是我們追求的目標，引入更多的資金和運行模式，有利於行業的發展；但商業航天要和技術創新區分開來，不能只是炒概念、造影響，而無應用模式和盈利模式，那樣不會長久。

《衛星應用》：請談一下對於「天地一體化」的期待和建議。

張慶君：所謂一體化現在應該理解成如何能夠給用戶提供無時不在、無處不在的服務。從衛星遙感來看，縱向來講，從衛星數據接收處理到應用的整個過程可以稱為天地一體化。在研製高分三號衛星的時候，我就提出在研製過程中把載荷、衛星平台和地面處理和應用一同考慮，把相關技術指標分解到位、處理方法明確到位，有問題早點發現，這也是高分三號衛星在軌性能好、圖像處理效果好的原因。

從橫向來說，天地一體化就是建立一個信息可以及時獲取、及時處理、及時分發、滿足及時應用需求的體系，這也是李德仁院士一直在推動的事情。不把衛星遙感技術應用到老百姓身上，遙感產業很難做大。

《衛星應用》：您當初毫不猶豫地選擇航天的初衷是什麼；您在走上工作崗位還不到一個月的時間，就承擔飛船系統13 項關鍵技術攻關項目之一的「神舟飛船圖像處理話音傳輸系統」總體方案設計任務，壓力不小，對於正在起步階段同時面臨壓力的青年科研人員有什麼樣的話想說。

張慶君：我投身航天事業一是出於對航天的好奇和對行業純粹的熱愛；二是一種使命感、責任感，那時候飛船剛剛立項，投身這樣的大工程很榮幸和自豪。人總是要做點事情的，青年科研人員要抓住時機好好乾。

在採訪最後，張慶君總師數次提到要大力氣對高分三號衛星應用進行宣傳推廣，開放數據、鼓勵大眾應用，實現「高分專項的凱歌奏在應用上」。

文_ 高菲 圖_ 甄小雲

來源：《衛星應用》2018年第6期

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