● 文 | 國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心 國(guó)家海洋局第一海洋研究所 蔣興偉 林明森 張有廣 馬毅
海洋衛(wèi)星能夠?qū)θ蚝Q蟠蠓秶?、長(zhǎng)時(shí)期的觀測(cè),為人類深入了解和認(rèn)識(shí)海洋提供了其他觀測(cè)方式都無法替代的數(shù)據(jù)源。海洋遙感衛(wèi)星通過搭載各類遙感器來探測(cè)海洋環(huán)境信息,按照功能可分為海洋水色衛(wèi)星、海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星。目前,全球共有海洋衛(wèi)星或具備海洋探測(cè)功能的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星近百顆。美國(guó)、歐洲、日本和印度等國(guó)家和地區(qū)均已建立了比較成熟和完善的海洋衛(wèi)星系統(tǒng)。我國(guó)已經(jīng)發(fā)射了2顆海洋水色衛(wèi)星——海洋一號(hào)衛(wèi)星A星和B星(HY-1A/B)、1顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星——海洋二號(hào)衛(wèi)星A星(HY-2A)以及高分三號(hào)(GF-3)衛(wèi)星,初步建立起海洋衛(wèi)星監(jiān)測(cè)體系,這為我國(guó)建立完善的海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)體系奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是,目前我國(guó)的海洋衛(wèi)星監(jiān)測(cè)體系尚不完善,觀測(cè)要素相對(duì)較少;定標(biāo)和真實(shí)性檢驗(yàn)與國(guó)外相比存在明顯差距;在全球海洋遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品制作、分發(fā)和服務(wù)等方面尚處于起步階段。我國(guó)海洋遙感應(yīng)用方向雖然較多,但業(yè)務(wù)化應(yīng)用程度較低。隨著我國(guó)后續(xù)海洋衛(wèi)星的發(fā)展,完整的海洋遙感立體觀測(cè)體系將逐步形成,健全的衛(wèi)星應(yīng)用體系將逐步建立,將顯著提高面向海洋綜合管理、公共服務(wù)、安全保障等領(lǐng)域的能力。海洋遙感衛(wèi)星必將在建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程中發(fā)揮出重要作用。
對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星先后經(jīng)歷了20世紀(jì)60年代的起步階段,70年代的初步應(yīng)用階段,80年代到90年代的大發(fā)展階段,直到近十余年來,對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星中專門用于海洋觀測(cè)的海洋衛(wèi)星及具備部分海洋信息觀測(cè)功能的衛(wèi)星開始向高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率、高信噪比和高穩(wěn)定性等方向發(fā)展。國(guó)外主要航天大國(guó)均有專門的海洋衛(wèi)星觀測(cè)計(jì)劃,并形成了多種業(yè)務(wù)應(yīng)用,在海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)和軍民應(yīng)用中對(duì)海洋衛(wèi)星的依賴程度不斷加大[1]。下面對(duì)主要航天大國(guó)海洋遙感衛(wèi)星的發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
(1)美國(guó)
美國(guó)是世界上首個(gè)發(fā)展海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)的國(guó)家,在1978年發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星SEASAT,近40年來美國(guó)發(fā)展了海洋環(huán)境衛(wèi)星、海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和海洋水色衛(wèi)星等不同類型的專用海洋衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)了從空間獲取海洋水色和海洋動(dòng)力環(huán)境信息的能力。
地球軌道測(cè)地衛(wèi)星(GEOS)是美國(guó)“國(guó)家測(cè)地衛(wèi)星計(jì)劃”的一部分,由美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和制造。GEOS衛(wèi)星共有3顆,前兩顆衛(wèi)星GEOS-1和GEOS-2用于重力測(cè)量;GEOS-3主要用于海洋動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。GEOS-3衛(wèi)星于1975年4月9日發(fā)射。該衛(wèi)星為確定海洋學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)研究提供了3年有效數(shù)據(jù),獲取的大量高質(zhì)量的數(shù)據(jù)使人們的注意力從雷達(dá)高度計(jì)的試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)向了應(yīng)用階段。
SEASAT衛(wèi)星是美國(guó)航空航天局(NASA)發(fā)展的首顆海洋衛(wèi)星,也是一顆“方案驗(yàn)證”衛(wèi)星,主要任務(wù)是驗(yàn)證利用海洋微波遙感載荷從空間探測(cè)海洋及有關(guān)海洋動(dòng)力現(xiàn)象的有效性。SEASAT于1978年6月27日發(fā)射,1978年10月9日,衛(wèi)星電源系統(tǒng)發(fā)生故障,11月21日衛(wèi)星正式宣告失敗。盡管該衛(wèi)星工作了僅3個(gè)月,但獲取的數(shù)據(jù)對(duì)后續(xù)雷達(dá)高度計(jì)遙感技術(shù)的發(fā)展意義重大。
Geosat衛(wèi)星是美國(guó)海軍早期發(fā)展的雷達(dá)測(cè)高衛(wèi)星,目標(biāo)是為海軍提供高密度全球海洋重力場(chǎng)模型,以及進(jìn)行海浪、渦旋、風(fēng)速、海冰和物理海洋研究,獲得高精度的全球海洋大地水準(zhǔn)面精確制圖。Geosat衛(wèi)星1985年3月13日發(fā)射,1990年退役。
TOPEX/Poseidon衛(wèi)星是美國(guó)和法國(guó)合作研發(fā)的海面地形測(cè)量衛(wèi)星,用于全球高精度海面高度的測(cè)量,從而觀測(cè)和了解潮汐以及大洋環(huán)流。1992年8月10日TOPEX/Poseidon衛(wèi)星發(fā)射,2005年10月9日衛(wèi)星停止運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)間13年。TOPEX/Poseidon衛(wèi)星在軌道設(shè)計(jì)、載荷配置和數(shù)據(jù)處理等方面的技術(shù),使其成為迄今海面高度觀測(cè)精度最高的衛(wèi)星,它與其后續(xù)衛(wèi)星也是用于潮汐研究最為合適的測(cè)高系統(tǒng)。
海星(SeaStar)衛(wèi)星又稱軌道觀測(cè)-2衛(wèi)星(OrbView-2),是美國(guó)軌道科學(xué)公司的軌道觀測(cè)系列衛(wèi)星之一,于1997年8月1日發(fā)射,主要用于海洋水色觀測(cè)、海洋生物和生態(tài)學(xué)研究,為美國(guó)地球探測(cè)計(jì)劃提供全球環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)。SeaStar衛(wèi)星繼承了雨云-7(Nimbus-7)衛(wèi)星上搭載的海岸帶水色掃描儀的特性,所獲取的海洋遙感數(shù)據(jù)廣泛用于海洋研究各個(gè)領(lǐng)域。
QUIKSCAT衛(wèi)星是NASA研制的用于海洋風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)的衛(wèi)星。該衛(wèi)星的目標(biāo)是重啟NASA“海洋風(fēng)測(cè)量”計(jì)劃,以滿足改善天氣預(yù)報(bào)和氣候研究的需要。衛(wèi)星上載有一臺(tái)海洋風(fēng)場(chǎng)微波散射計(jì)SeaWinds,主要用來全天候、連續(xù)測(cè)量和記錄全球的海洋風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)。QUIKSCAT衛(wèi)星1999年6月20日發(fā)射,成功運(yùn)行了10年,在2009年11月23日不再提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。
國(guó)防氣象衛(wèi)星計(jì)劃(DMSP)衛(wèi)星是美國(guó)國(guó)防部發(fā)展的軍用極軌氣象衛(wèi)星,主要用于獲取全球氣象、海洋和空間環(huán)境信息,為軍事作戰(zhàn)提供信息保障。DMSP系列衛(wèi)星首發(fā)時(shí)間是1962年5月23日,截至2012年6月30日,DMSP衛(wèi)星共發(fā)展12個(gè)型號(hào),發(fā)射衛(wèi)星51顆,成功46顆。DMSP-5D3衛(wèi)星搭載的微波成像儀/探測(cè)器可用于海冰和海面溫度的觀測(cè)。
雨云(Nimbus)衛(wèi)星是美國(guó)早期的實(shí)驗(yàn)型氣象衛(wèi)星,主要用來實(shí)驗(yàn)地球環(huán)境衛(wèi)星上使用的新遙感器,同時(shí)也提供部分氣象探測(cè)資料。從1964年8月到1978年10月,Nimbus系列共發(fā)射了8顆衛(wèi)星。其中,Nimbus-7衛(wèi)星上搭載的海岸帶水色掃描儀用于測(cè)量海洋和海岸帶水色,測(cè)量葉綠素濃度、沉積物分布等,具有5個(gè)通道,波長(zhǎng)分別為0.44 μm、0.56μm、0.67μm、0.75μm、11.5μm。幅寬1556km,空間分辨率825m;多通道微波輻射儀可實(shí)現(xiàn)海冰和海面溫度的觀測(cè),工作中心頻率分別為:6.6GHz、10.7GHz、18.0GHz、21.0GHz、37.0GHz。
諾阿(NOAA)衛(wèi)星是美國(guó)發(fā)展的民用極軌氣象衛(wèi)星,也可用于全球海洋、陸地和空間等環(huán)境監(jiān)測(cè)。NOAA衛(wèi)星是由NASA和美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)合作研制,其他國(guó)際合作伙伴有法國(guó)、加拿大、英國(guó)和歐洲氣象衛(wèi)星組織(EUMETSAT)。NASA負(fù)責(zé)衛(wèi)星設(shè)計(jì)、研制、總裝和發(fā)射,NOAA負(fù)責(zé)衛(wèi)星的運(yùn)行、數(shù)據(jù)的接收、存檔和分發(fā)。NOAA衛(wèi)星自1970年12月發(fā)射第一顆以來,共經(jīng)歷了5代。目前使用較多的是第五代NOAA衛(wèi)星,1998 ~2009年發(fā)射的NOAA-15~19衛(wèi)星搭載的第三代先進(jìn)甚高分辨率輻射計(jì)可用于海面溫度的觀測(cè);先進(jìn)微波探測(cè)儀可用于海冰的監(jiān)測(cè)。
“土”(Terra)衛(wèi)星是美國(guó)、日本和加拿大聯(lián)合發(fā)展的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,屬于美國(guó)“地球觀測(cè)系統(tǒng)”(EOS)計(jì)劃,主要用來觀測(cè)地球氣候變化。Terra衛(wèi)星搭載的有效載荷中分辨率成像光譜儀可以獲取海面溫度和海洋水色信息。Terra衛(wèi)星1999年12月18日發(fā)射,現(xiàn)仍在軌運(yùn)行?!八保ˋqua)衛(wèi)星是NASA發(fā)展的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,屬于EOS計(jì)劃,原名為“上午星”(EOS/PM-1),后NASA改名為“水”衛(wèi)星。它的主要任務(wù)是對(duì)地球上的水循環(huán)進(jìn)行全方位的觀測(cè),可以獲取海洋溫度和海洋水色信息。Aqua衛(wèi)星2002年5月4日發(fā)射,現(xiàn)仍在軌運(yùn)行?!氨保↖CESAT)衛(wèi)星是美國(guó)NASA、工業(yè)界和大學(xué)聯(lián)合研制的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,屬于EOS計(jì)劃,主要任務(wù)包括監(jiān)測(cè)極地冰蓋的質(zhì)量平衡及其對(duì)全球海平面變化的影響。ICESAT衛(wèi)星2003年1月13日發(fā)射,2010年8月退役。
(2)中國(guó)
經(jīng)過多年的建設(shè),我國(guó)在海洋衛(wèi)星方面取得了顯著進(jìn)展。自2002年5月到2011年8月陸續(xù)發(fā)射了HY-1A / B和HY-2A三顆衛(wèi)星,已經(jīng)初步建立海洋水色和海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
我國(guó)第一顆海洋水色衛(wèi)星HY-1A,于2002年5月15日成功發(fā)射。它實(shí)現(xiàn)了我國(guó)海洋衛(wèi)星零的突破,完成了海洋水色功能及試驗(yàn)驗(yàn)證,使海洋水色信息提取與定量化應(yīng)用水平得到了提高,促進(jìn)了海洋遙感技術(shù)的發(fā)展,為我國(guó)的海洋衛(wèi)星發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。2004年4月HY-1A衛(wèi)星停止工作,在軌運(yùn)行685天期間,獲取了中國(guó)近海及全球重點(diǎn)海域的葉綠素濃度、海表溫度、懸浮泥沙含量、海冰覆蓋范圍、植被指數(shù)等動(dòng)態(tài)要素信息以及珊瑚、島礁、淺灘、海岸地貌特征,研發(fā)制作了42種遙感產(chǎn)品。
我國(guó)第二顆海洋水色衛(wèi)星HY-1B,于2007年4月11日成功發(fā)射,該衛(wèi)星在HY-1A衛(wèi)星基礎(chǔ)上研制,其觀測(cè)能力和探測(cè)精度進(jìn)一步增強(qiáng)和提高。在軌運(yùn)行7年多,實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星由試驗(yàn)型向業(yè)務(wù)服務(wù)型的過渡。
我國(guó)第一顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星HY-2A,于2011年8月16日發(fā)射,現(xiàn)仍在軌運(yùn)行。HY-2A衛(wèi)星集主、被動(dòng)微波遙感器于一體,具有高精度測(cè)軌、定軌能力與全天候、全天時(shí)、全球探測(cè)能力。衛(wèi)星主要載荷有:雷達(dá)高度計(jì)、微波散射計(jì)、掃描輻射計(jì)、校正輻射計(jì)。主要使命是監(jiān)測(cè)和調(diào)查海洋環(huán)境,獲得包括海面風(fēng)場(chǎng)、浪高、海流、海面溫度等多種海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù),直接為災(zāi)害性海況預(yù)警預(yù)報(bào)提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),為海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋權(quán)益維護(hù)、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋科學(xué)研究以及國(guó)防建設(shè)等提供支撐服務(wù)[2][3]。
2016年8月10日,我國(guó)首顆分辨率達(dá)到1m的C頻段多極化合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像衛(wèi)星(高分三號(hào))成功發(fā)射。它顯著提升了我國(guó)對(duì)地遙感觀測(cè)能力,是高分專項(xiàng)工程實(shí)現(xiàn)時(shí)空協(xié)調(diào)、全天候、全天時(shí)對(duì)地觀測(cè)目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。2017年1月23日,高分三號(hào)(GF-3)衛(wèi)星交付用戶單位,正式投入使用。GF-3衛(wèi)星的成功運(yùn)行,使我國(guó)民用天基高分辨率SAR數(shù)據(jù)全部依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀得到極大改善。GF-3衛(wèi)星已在多個(gè)行業(yè)開展了廣泛應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)對(duì)海上船舶、海島和海岸帶的高精度監(jiān)測(cè),海上溢油、綠潮、海冰等海洋災(zāi)害的全天候觀測(cè)[4]。
1988年9月,我國(guó)發(fā)射了第一顆極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號(hào)(FY-1A)衛(wèi)星,搭載的主要傳感器是多通道可見光和紅外掃描輻射計(jì)(MVISR)。1990年9月發(fā)射了FY-1B衛(wèi)星,配置了兩個(gè)海洋水色通道的高分辨率掃描輻射計(jì)(VHRSR)。雖然兩顆衛(wèi)星的壽命不長(zhǎng),但首次利用我國(guó)自己的衛(wèi)星獲得了我國(guó)海區(qū)較高質(zhì)量的葉綠素濃度和懸浮泥沙濃度的分布圖。2008年5月27日,我國(guó)新一代極軌氣象衛(wèi)星FY-3A發(fā)射,衛(wèi)星裝載11臺(tái)儀器,光譜通道達(dá)百個(gè)。FY-3A衛(wèi)星上的微波成像儀(MWRI)頻段范圍:10 ~ 89GHz,地面分辨率:15~ 85GHz,能夠獲取的海洋信息包括:海面溫度、海面風(fēng)速以及海冰信息[1]。
(3)俄羅斯
蘇聯(lián)/俄羅斯-烏克蘭研制的海洋衛(wèi)星系列分為兩類:第一類遙感器以可見光、紅外探測(cè)器為主;第二類遙感器主要為側(cè)視雷達(dá)。
1979年2月12日第一顆海洋衛(wèi)星(宇宙-1076)發(fā)射,用于衛(wèi)星試驗(yàn)和海洋氣象、大氣物理參數(shù)的測(cè)量。1983年9月28日發(fā)射了載有測(cè)試?yán)走_(dá)的試驗(yàn)衛(wèi)星宇宙-1500,觀測(cè)結(jié)果表明側(cè)視雷達(dá)作為海洋遙感的手段具有很大潛力。
1988年7月5日,第一顆實(shí)用型海洋衛(wèi)星(Okean-O1)發(fā)射成功。海洋系列衛(wèi)星共發(fā)展了4代,第一代為Okean-E系列,共發(fā)射2顆;第二代Okean-OE系列衛(wèi)星,共發(fā)射2顆;第三代為Okean-O1系列衛(wèi)星,共發(fā)射9顆;最后一代為Okean-O系列衛(wèi)星,發(fā)射1顆。Okean系列衛(wèi)星的用途是對(duì)海表溫度、風(fēng)速、海洋水色、冰覆蓋等進(jìn)行觀測(cè)。
2006年,俄羅斯的Vega公司提出了X、C、S、L頻段高軌SAR系統(tǒng),分析了用低軌衛(wèi)星、飛機(jī)和同步衛(wèi)星SAR構(gòu)成雙基SAR系統(tǒng)的性能指標(biāo),但未見后續(xù)的衛(wèi)星規(guī)劃。Geo-IK是俄羅斯的系列衛(wèi)星,其中Geo-IK-2衛(wèi)星用于進(jìn)行海洋測(cè)繪的研究。衛(wèi)星高度1500km,主載荷是9.4Ghz的雷達(dá)高度計(jì)。采用激光、GLONASS和GPS聯(lián)合定軌的方式,海面高度的測(cè)量精度為3~5cm。該衛(wèi)星2016年6月4日發(fā)射,設(shè)計(jì)壽命為1-2年。
俄羅斯氣象衛(wèi)星系列Meteor-M包括11顆業(yè)務(wù)化的衛(wèi)星。Meteor-M系列中的Meteor-M N3衛(wèi)星用于海洋觀測(cè),主載荷有海洋水色掃描儀(OCS)、X頻段SAR和微波散射計(jì)等,能夠提供海面風(fēng)場(chǎng)、海冰類型等海洋環(huán)境信息。衛(wèi)星計(jì)劃2021年發(fā)射,設(shè)計(jì)壽命7年。
(4)歐洲航天局
歐洲遙感衛(wèi)星(ERS)是歐洲航天局(ESA)研制的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。1991年7月17日,ERS-1衛(wèi)星從法屬圭亞那航天中心發(fā)射,2000年3月10日,由于計(jì)算機(jī)和陀螺儀故障,ERS-1服役結(jié)束。1995年4月21日,ERS-2衛(wèi)星發(fā)射,2003年6月,ERS-2失去星上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力,此后僅支持實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸。
環(huán)境衛(wèi)星Envisat是ESA發(fā)展的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,用于綜合性環(huán)境觀測(cè),是ERS的后繼衛(wèi)星,與氣象業(yè)務(wù)(MetOp)衛(wèi)星同屬于“極軌地球觀測(cè)任務(wù)”。2002年3月1日,Envisat-1衛(wèi)星發(fā)射,2012年5月9日,ESA宣布Envisat-1任務(wù)終止,在軌服務(wù)10年。MetOp衛(wèi)星是歐洲發(fā)展的首個(gè)極軌氣象衛(wèi)星,屬于“歐洲極軌業(yè)務(wù)型氣象衛(wèi)星系統(tǒng)”。MetOp系列衛(wèi)星共3顆,分別為MetOp-A、MetOp-B和 MetOp-C衛(wèi)星。MetOp-A衛(wèi)星2006年10月19日發(fā)射,MetOp系列衛(wèi)星將至少運(yùn)行到2020年。MetOp-A衛(wèi)星上的先進(jìn)甚高分辨率輻射計(jì)可用于獲取海面溫度和海冰信息;先進(jìn)散射計(jì)可用于獲取全球的海面風(fēng)場(chǎng)和海冰信息。
重力與穩(wěn)態(tài)洋流探測(cè)器(GOCE)是ESA獨(dú)立發(fā)展的地球動(dòng)力學(xué)和大地測(cè)量衛(wèi)星,是全球首顆用于探測(cè)地核結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星。GOCE于2009年3月17日發(fā)射,能夠提供海洋重力場(chǎng)和海洋大地水準(zhǔn)面的信息。
土壤濕度和海洋鹽度衛(wèi)星(SMOS)是ESA首顆用于監(jiān)測(cè)全球土壤濕度和海洋鹽度的衛(wèi)星。衛(wèi)星于2009年11月2日發(fā)射,目前仍在軌運(yùn)行。Cryosat是“歐洲地球探測(cè)者計(jì)劃”中的衛(wèi)星,該衛(wèi)星采用雷達(dá)高度計(jì)測(cè)量陸地和海洋冰蓋厚度的變化,可對(duì)極地冰層和海洋浮冰進(jìn)行精確監(jiān)測(cè)。Cryosat-1衛(wèi)星2005年10月8日發(fā)射失敗,Cryosat-2衛(wèi)星于2010年4月8日發(fā)射,目前在軌運(yùn)行。
(5)法國(guó)
賈森(Jason)系列衛(wèi)星是法國(guó)國(guó)家空間研究中心(CNES)和美國(guó)NASA聯(lián)合研制的海洋地形觀測(cè)衛(wèi)星,是TOPEX/Poseidon衛(wèi)星的后繼星,屬于美國(guó)EOS的高度計(jì)任務(wù)。用于海洋表面地形和海平面變化的測(cè)量。CNES負(fù)責(zé)平臺(tái)、載荷和DORIS接收機(jī)的研制,NASA負(fù)責(zé)衛(wèi)星的發(fā)射。2001年12月7日, Jason-1衛(wèi)星發(fā)射。2008年6月20日,Jason-2發(fā)射。目前Jason-2衛(wèi)星在軌正常運(yùn)行。
(6)日本
海洋觀測(cè)衛(wèi)星(MOS)是日本的第一個(gè)地球觀測(cè)衛(wèi)星系列,又稱桃花(Momo)衛(wèi)星。共發(fā)射了2顆。MOS-1衛(wèi)星于1987年2月18日發(fā)射,是一顆試驗(yàn)型海洋觀測(cè)衛(wèi)星,用于測(cè)量海洋水色、海面溫度和大氣水汽含量。MOS-1B衛(wèi)星于1990年2月7日發(fā)射,是一顆應(yīng)用型海洋衛(wèi)星,用于觀測(cè)海洋洋流、海面溫度、海洋水色等。
日本地球資源衛(wèi)星(JERS)是日本發(fā)展的首顆對(duì)陸地表面進(jìn)行觀測(cè)的衛(wèi)星,星上裝載的合成孔徑雷達(dá)可以用于海岸以及溢油的監(jiān)測(cè);高分辨率相機(jī)能夠獲取海洋資源信息。JERS-1衛(wèi)星1992年2月11日發(fā)射,1998年10月停止運(yùn)行。
先進(jìn)地球觀測(cè)衛(wèi)星(ADEOS)是日本的地球環(huán)境觀測(cè)衛(wèi)星,主要用于監(jiān)測(cè)全球環(huán)境變化,能夠獲取海洋水色和海面溫度信息。其中,搭載的先進(jìn)微波掃描輻射計(jì),可用于海面溫度、海面風(fēng)速和海冰分布觀測(cè);全景成像儀有36個(gè)譜段,幅寬1600km,用于監(jiān)測(cè)海洋碳循環(huán);微波散射計(jì)用于觀測(cè)全球海面風(fēng)場(chǎng);水色和海溫掃描儀能夠?qū)Q筮M(jìn)行高精度觀測(cè),測(cè)量海洋水色和海面溫度。
全球變化觀測(cè)任務(wù)(GCOM)是日本開發(fā)的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,由3顆GCOM-W衛(wèi)星和3顆GCOM-C衛(wèi)星組成,旨在構(gòu)建一個(gè)可以全面、有效進(jìn)行全球環(huán)境變化監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。衛(wèi)星上搭載的載荷主要有:高性能微波輻射計(jì)-2和新型圓錐掃描式微波輻射計(jì),可用于海面風(fēng)速、海面溫度和海冰信息的獲取。
(7)印度
海洋衛(wèi)星(Oceansat)是印度發(fā)展的專用海洋衛(wèi)星,包括Oceansat-1和Oceansat-2,用于海洋環(huán)境探測(cè),包括測(cè)量海面風(fēng)場(chǎng)、葉綠素濃度、浮游植物以及海洋中的懸浮和沉淀物。Oceansat-1是印度遙感衛(wèi)星系統(tǒng)(IRS)中首顆用于海洋觀測(cè)的衛(wèi)星,于1999年5月26日發(fā)射,2010年8月8日退役。Oceansat-2衛(wèi)星2009年9月23日發(fā)射,目前在軌運(yùn)行。Oceansat-1衛(wèi)星和Oceansat-2衛(wèi)星的主要載荷有海洋水色監(jiān)測(cè)儀、多頻率掃描微波輻射計(jì)和掃描微波散射計(jì)。
(8)韓國(guó)
通信、海洋和氣象衛(wèi)星(COMS)是韓國(guó)發(fā)展的地球靜止軌道衛(wèi)星,用于朝鮮半島及周邊區(qū)域的海洋和氣象監(jiān)測(cè)。COMS-1衛(wèi)星2010年6月26日發(fā)射,目前正在運(yùn)行。COMS-2衛(wèi)星正在研制。COMS-1衛(wèi)星采用歐洲星-E-3000平臺(tái),采用三軸穩(wěn)定方式,天線指向精度優(yōu)于0.11°。COMS-1衛(wèi)星的主載荷是地球靜止海洋水色成像儀,空間分辨率500m×500m,譜段為0.4 ~0.9μm,用于提供海岸帶資源管理和漁業(yè)信息。
(9)其他國(guó)家
科學(xué)應(yīng)用衛(wèi)星(SAC)是阿根廷國(guó)家空間計(jì)劃的核心項(xiàng)目,共包括4顆衛(wèi)星,其中SAC-A、SAC-C和SAC-D具備對(duì)地觀測(cè)能力。SAC-D衛(wèi)星中的主載荷是 “寶瓶座”微波輻射計(jì)和散射計(jì),NASA負(fù)責(zé)研制,由L頻段推掃式微波輻射計(jì)和L頻段微波散射計(jì)組成,用于獲取全球海面鹽度信息,并用于研究海洋環(huán)流。另外,SAC-D衛(wèi)星搭載的Ka頻段微波輻射計(jì)可以用來測(cè)量海面風(fēng)速以及海冰特征。SAC-D衛(wèi)星2011年6月10日發(fā)射,目前在軌運(yùn)行。
雷達(dá)衛(wèi)星(RADARSAT)是加拿大航天局(CSA)研制的成像雷達(dá)衛(wèi)星,主要用于地球環(huán)境監(jiān)測(cè)和資源調(diào)查。RADARSAT衛(wèi)星系列目前已經(jīng)發(fā)射了RADARSAT-1和RADARSAT-2兩顆。RADARSAT-1 / 2衛(wèi)星的主載荷為合成孔徑雷達(dá)(SAR),可用于海洋溢油和海冰的監(jiān)測(cè)。RADARSAT-1衛(wèi)星1995年11月4日發(fā)射,1996年4月1日投入運(yùn)行;RADARSAT-2衛(wèi)星2007年12月14日發(fā)射,2008年4月24日投入運(yùn)行。
X頻段陸地合成孔徑雷達(dá)(TerraSAR-X)是德國(guó)民用和商用高分辨率雷達(dá)成像衛(wèi)星,可用于海冰和溢油監(jiān)測(cè)。TerraSAR-X衛(wèi)星2007年6月15日發(fā)射。
日益增長(zhǎng)的海洋研究水平和海洋應(yīng)用能力對(duì)海洋衛(wèi)星觀測(cè)精度與時(shí)空分辨率提出了更高的要求,這也是海洋衛(wèi)星的發(fā)展方向。在海洋環(huán)境要素的反演精度方面,目前葉綠素濃度達(dá)到35%;海面溫度由1k提高至0.3 ~ 0.5k;衛(wèi)星測(cè)高精度由米級(jí)提高至2 ~ 3cm;海面風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)精度優(yōu)于2 m / s,風(fēng)向優(yōu)于20°等等。伴隨著海洋遙感技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的提高,海洋環(huán)境要素的觀測(cè)精度還會(huì)不斷提高。隨著電腦運(yùn)算能力的提高,海洋環(huán)境預(yù)報(bào)模式的空間網(wǎng)格越來越細(xì),未分辨的海洋環(huán)境過程具有更精細(xì)的尺度,這對(duì)海洋遙感的空間分辨率提出了更高的要求,需要提供亞中尺度或更精細(xì)尺度以及高時(shí)效的海洋過程的觀測(cè)信息。
定量化應(yīng)用是海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用的特點(diǎn)。由海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)生產(chǎn)的葉綠素、懸浮泥沙、海溫、海面高度、海面風(fēng)場(chǎng)、海浪場(chǎng)等遙感產(chǎn)品,都屬于定量化反演應(yīng)用的范疇??煽客晟频亩?biāo)技術(shù)和檢驗(yàn)手段是確保高質(zhì)量海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的關(guān)鍵。早期的海洋水色遙感器、雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)都沒有經(jīng)過定標(biāo),雷達(dá)高度計(jì)衛(wèi)星也沒有精密定軌載荷,這些嚴(yán)重影響了海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)精度和數(shù)據(jù)的應(yīng)用。目前典型的星載海洋遙感器定標(biāo)精度不斷提高,如海洋水色遙感器總幅亮度絕對(duì)定標(biāo)精度已優(yōu)于5%,雷達(dá)衛(wèi)星絕對(duì)輻射精度提升至1.0dB,這保證了海洋衛(wèi)星定量化應(yīng)用進(jìn)一步的需求。
積極發(fā)展新型海洋遙感載荷是海洋衛(wèi)星發(fā)展的重要推動(dòng)力。世界各國(guó)都在積極發(fā)展海洋遙感載荷技術(shù),使得海洋衛(wèi)星可觀測(cè)要素不斷增加,測(cè)量精度不斷提高,拓展了衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域,有力推動(dòng)了衛(wèi)星應(yīng)用水平的不斷提高。從目前國(guó)際上列入研制計(jì)劃的新型海洋遙感載荷的技術(shù)指標(biāo)來看,今后技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①星載雷達(dá)遙感器體積小型化,電子部件低功耗;②高頻段(尤其Ka頻段)高效、高功率發(fā)射機(jī);微波遙感載荷向高頻、多頻、多極化等方向發(fā)展以及微波與光學(xué)遙感器的協(xié)同使用;③星上數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)下傳能力進(jìn)一步提高;④針對(duì)不同空間尺度的海洋環(huán)境要素或海洋目標(biāo)設(shè)計(jì)專用的工作模式;⑤多角度、多譜段、多通道成像光譜儀,進(jìn)一步提高穩(wěn)定性、信噪比和大氣訂正能力;⑥在開發(fā)新型遙感載荷和技術(shù)不斷創(chuàng)新的同時(shí),可采用穩(wěn)定可靠的多星組網(wǎng)方式來進(jìn)一步提高海洋要素觀測(cè)的時(shí)空分辨率。
美國(guó)和歐洲等在海面風(fēng)場(chǎng)、海浪、海表層流、海面溫度、水汽含量等海洋動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)方面發(fā)布了多種多源遙感融合數(shù)據(jù)產(chǎn)品。NASA基于多源散射計(jì)和輻射計(jì)數(shù)據(jù)生成了高時(shí)空分辨率全球海洋海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)集CCMP等。ESA項(xiàng)目Globwave基于多源衛(wèi)星高度計(jì)和SAR數(shù)據(jù)提供了全球海洋海浪波高二級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)。法國(guó)CNES的業(yè)務(wù)高度計(jì)多任務(wù)系統(tǒng)(AVISO)基于多源高度計(jì)數(shù)據(jù)制作了全球海洋每天1°×1°的海浪波高數(shù)據(jù)產(chǎn)品和每天0.25°×0.25°的地轉(zhuǎn)流數(shù)據(jù)產(chǎn)品,同時(shí)還提供空間分辨率高達(dá)1 / 8°× 1 / 8°的付費(fèi)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。美國(guó) 的 RSS (Remote Sensing Systems)制 作 了 基 于 AVHRR、MODIS、AMSR-E、TMI、WindSat等遙感數(shù)據(jù)的多個(gè)版本SST數(shù)據(jù)產(chǎn)品和水汽含量數(shù)據(jù)產(chǎn)品等。
NASA的OceanColor已經(jīng)形成一套完善的海洋生態(tài)環(huán)境要素遙感產(chǎn)品生產(chǎn)和發(fā)布體系,包括遙感數(shù)據(jù)收集、產(chǎn)品制作、評(píng)估和發(fā)布,以及開放的全球檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和成熟的數(shù)據(jù)處理軟件;產(chǎn)品內(nèi)容涵蓋了水體光場(chǎng)分布和水體物質(zhì)組成等多種生態(tài)環(huán)境要素;其業(yè)務(wù)化遙感產(chǎn)品的空間分辨率為4km和9km,時(shí)間分辨率為單天、8天及月平均產(chǎn)品。目前融合多源遙感數(shù)據(jù),生成具有最大空間和時(shí)間覆蓋的海洋生態(tài)環(huán)境要素遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。ESA和NASA已相繼開展全球海洋生態(tài)環(huán)境要素融合項(xiàng)目,包括 ESA 的 GlobColour、OC_CCI和NASA的MEaSUREs項(xiàng)目。截至目前,GlobColour項(xiàng) 目 基 于 MERIS、MODIS、SeaWiFS、VIIRS數(shù)據(jù)生成并發(fā)布了全球(4km)和歐洲區(qū)域(1km)的海洋生態(tài)環(huán)境要素融合產(chǎn)品,涉及海洋生態(tài)、大氣光學(xué)、海洋光學(xué)等共計(jì)48個(gè)參數(shù)。
國(guó)外基于 CHAMP、GRACE、GOCE重力衛(wèi)星和Geosat、GFO、T/P、Jason-1 / 2、ERS-1 / 2、Envisat RA-2、HY-2、CryoSat-2 等衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù),已開展了全球重力場(chǎng)和海底地形探測(cè)。美國(guó)Scripps海洋研究所利用CryoSat-2衛(wèi)星和 Jason-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)研制了精度達(dá)2mGal、空間分辨率為1′×1′的全球海洋重力異常模型,該模型中清晰可見海底斷裂帶和海底山脊等海底特征。目前已有船測(cè)海底地形資料僅為全球海洋的10%左右,衛(wèi)星測(cè)高反演已是彌補(bǔ)船測(cè)空白區(qū)的重要手段,隨著測(cè)高衛(wèi)星的時(shí)空分辨率的提高,結(jié)合公開的船載測(cè)深數(shù)據(jù),目前已獲得分辨率為1′×1′、精度在100m的全球海底地形。
目前,美、日、法、加拿大、挪威等世界海洋漁業(yè)大國(guó)都建立了基于衛(wèi)星資料的漁海況預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)。美國(guó)、法國(guó)采用半商業(yè)企業(yè)化模式,代表性的有美國(guó)的ROFFS公司和法國(guó)的CATSAT公司,可業(yè)務(wù)化提供漁場(chǎng)海表溫度等溫線圖、海流信息、100m、200m、300m次表層溫度信息、混合層深度信息以及海水葉綠素信息等。日本漁場(chǎng)信息服務(wù)工作主要由日本專門的水產(chǎn)機(jī)構(gòu)即日本漁業(yè)情報(bào)服務(wù)中心來完成,主要負(fù)責(zé)搜集、分析、歸檔、分發(fā)資料,每天以一定頻率定時(shí)向本國(guó)漁民發(fā)布漁海況速報(bào)圖,速報(bào)圖因子包括海溫、流隔、流向、渦流、水色等十幾項(xiàng)漁場(chǎng)環(huán)境情報(bào)。此外,韓國(guó)、英國(guó)、印度等國(guó)家也都開展了漁業(yè)遙感研究工作。遙感技術(shù)已成為各國(guó)開展?jié)O場(chǎng)漁情服務(wù)的重要技術(shù)手段。
世界上第一臺(tái)光學(xué)浮標(biāo)布放在夏威夷拉奈島西20km處,從1996年 開 始 已 為 SeaWiFS、MODIS、MERIS、VIIRS等遙感器做過定標(biāo);第二臺(tái)光學(xué)浮標(biāo)布放在地中海西北部,該浮標(biāo)從2003年開始工作。從2006年開始,該自動(dòng)氣溶膠觀測(cè)網(wǎng)很多沿岸站點(diǎn)更名為AERONET-OC,廣泛應(yīng)用于SeaWiFs、MERIS、MODIS等水色產(chǎn)品的真實(shí)性檢驗(yàn)。法國(guó)Bio-Argo小組通過在Argo浮標(biāo)加裝光學(xué)探頭實(shí)現(xiàn)了海洋光學(xué)參數(shù)的三維測(cè)量,成為海洋光學(xué)遙感真實(shí)性檢驗(yàn)的一種新的方式。1992年開始Harvest石油平臺(tái)定標(biāo)場(chǎng)對(duì)T/P高度計(jì)進(jìn)行了一系列定標(biāo)和檢驗(yàn),針對(duì)后續(xù)高度計(jì)衛(wèi)星,除了已有的Harvest石油平臺(tái)專用定標(biāo)場(chǎng)外,法國(guó)南部的科西嘉島(Corsica)、西班牙伊比薩島(Ibiza)、希臘加夫多斯島(Gavdos)等也被建成專用定標(biāo)場(chǎng)。此外,各類浮標(biāo)網(wǎng)、浮標(biāo)陣以及浮標(biāo)群為海洋溫度、鹽度、風(fēng)場(chǎng)、波浪的遙感反演產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐,而很多調(diào)查船裝載的紅外輻射計(jì)以及其他走航設(shè)備也提供了大量的真實(shí)性檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
我國(guó)海洋動(dòng)力環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)與應(yīng)用取得長(zhǎng)足進(jìn)步。HY-2A衛(wèi)星有效提高了全球海洋衛(wèi)星觀測(cè)在時(shí)間和空間上的采樣頻率,極大地拓展了我國(guó)在全球海域的實(shí)時(shí)探測(cè)能力,推動(dòng)了我國(guó)海洋動(dòng)力環(huán)境調(diào)查應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展。HY-2A衛(wèi)星3個(gè)微波遙感器有效載荷測(cè)量準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取的中國(guó)海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù),以及延時(shí)獲得的全球海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù),已直接為災(zāi)害性海況預(yù)報(bào)提供初始場(chǎng)和檢驗(yàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),并應(yīng)用于海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋權(quán)益維護(hù)、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護(hù)、遠(yuǎn)洋漁業(yè)生產(chǎn)、極區(qū)信息監(jiān)測(cè)、航行安全保障、海洋科學(xué)研究以及國(guó)防建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域,提高了我國(guó)對(duì)海洋經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋事務(wù)管理的現(xiàn)代化水平。
我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)與應(yīng)用初具規(guī)模。HY-1衛(wèi)星作為我國(guó)海洋立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分,在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)、海洋資源開發(fā)與管理、全球氣候變化、海洋科學(xué)研究及國(guó)際與地區(qū)合作等多個(gè)領(lǐng)域取得了可喜成果。其應(yīng)用呈現(xiàn)定量化、高精度、業(yè)務(wù)化和全球化發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)第一顆海洋水色衛(wèi)星HY-1A在軌運(yùn)行期間,研發(fā)并制作了42種海洋相關(guān)產(chǎn)品。在HY-1A基礎(chǔ)上研制的HY-1B衛(wèi)星,觀測(cè)能力和探測(cè)精度方面進(jìn)一步提高,實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星由試驗(yàn)型向業(yè)務(wù)服務(wù)型的過渡。除海洋衛(wèi)星外,利用其他具備海洋觀測(cè)能力的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星也在積極開展衛(wèi)星海洋應(yīng)用工作。
HY-2A衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)測(cè)高數(shù)據(jù)可改善海洋大地水準(zhǔn)面的求定精度,這將是HY-2A衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)對(duì)大地測(cè)量學(xué)和地球物理學(xué)研究的一個(gè)重要貢獻(xiàn)。采用與HY-2A衛(wèi)星同類型的衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)實(shí)際計(jì)算結(jié)果表明,衛(wèi)星測(cè)高已經(jīng)能夠提供海洋地區(qū)具有統(tǒng)一高程基準(zhǔn)以及具有較高精度和分辨率的大地水準(zhǔn)面起伏。HY-2A衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)測(cè)高在大地測(cè)量學(xué)中的間接應(yīng)用是推求海洋區(qū)域的重力異常。利用HY-2A衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)測(cè)高數(shù)據(jù)可計(jì)算得出大地水準(zhǔn)面高度,再根據(jù)Stokes或Hotine反解公式,可推算出海洋區(qū)域的重力異常。此外,衛(wèi)星測(cè)高信息含有大量的高頻成分,通過HY-2A衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)推算得到的重力異常還可作為求解和改進(jìn)地球重力場(chǎng)模型中高階次項(xiàng)的一個(gè)重要數(shù)據(jù)源。
我國(guó)衛(wèi)星遙感海洋漁業(yè)生產(chǎn)服務(wù)起步較晚,發(fā)展很快。我國(guó)在“六五”期間,開始漁場(chǎng)遙感分析的研究,經(jīng)過多年聯(lián)合攻關(guān),在自主衛(wèi)星海洋遙感信息獲取、大洋漁業(yè)漁情預(yù)報(bào)、業(yè)務(wù)化漁海況信息系統(tǒng)及應(yīng)用等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,已突破自主衛(wèi)星業(yè)務(wù)化全球海洋漁業(yè)生產(chǎn)綜合信息共享服務(wù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)陸地到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)漁船的雙向、準(zhǔn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通信。目前已建成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一體化衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)平臺(tái)、漁場(chǎng)信息預(yù)報(bào)平臺(tái)、信息發(fā)布平臺(tái),并在北京、上海兩地實(shí)現(xiàn)了分布式運(yùn)行,每周一次的漁情分析與預(yù)報(bào),實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。
在國(guó)內(nèi)遙感定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)方面,從2002年發(fā)射首顆海洋衛(wèi)星HY-1A后,我國(guó)就一直致力于海上定標(biāo)場(chǎng)的謀劃工作。為配合HY-1A衛(wèi)星COCTS的定標(biāo)與水色產(chǎn)品檢驗(yàn),對(duì)我國(guó)海區(qū)進(jìn)行了海洋光學(xué)的斷面調(diào)查,基本確定南海北部為水色遙感器定標(biāo)場(chǎng)備選區(qū),黃海、東海為水色產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)備選區(qū),其后的我國(guó)近海海洋光學(xué)調(diào)查進(jìn)一步印證了這一結(jié)論。2011年海洋動(dòng)力衛(wèi)星HY-2A發(fā)射后,國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心在南海的PY30-1平臺(tái)上集成了海洋微波、紅外以及光學(xué)觀測(cè)設(shè)備,建立了綜合觀測(cè)系統(tǒng),完成了基本的海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù)、海洋光學(xué)參數(shù)的遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)。目前正在開展海上專用定標(biāo)場(chǎng)的建設(shè)。
近些年來,我國(guó)在全球海洋遙感觀測(cè)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比仍存在較大差距。主要表現(xiàn)在:1)我國(guó)海洋衛(wèi)星遙感定標(biāo)和真實(shí)性檢驗(yàn)與國(guó)外相比存在明顯差距。美歐在水色衛(wèi)星的定標(biāo)和產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)、高度計(jì)衛(wèi)星定標(biāo)及其風(fēng)、浪等產(chǎn)品的真實(shí)性檢驗(yàn)方面形成了完備的技術(shù)體系和業(yè)務(wù)能力,而我國(guó)存在基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,缺少長(zhǎng)期運(yùn)行的定標(biāo)觀測(cè)站,數(shù)據(jù)積累少,遙感機(jī)理與反演算法的研究投入不足等問題。2)我國(guó)在全球海洋遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品制作、分發(fā)和服務(wù)等方面尚處于起步階段。國(guó)外已形成了完整的全球海洋遙感產(chǎn)品體系和完備的產(chǎn)品分發(fā)服務(wù)能力,并提供后續(xù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)支持。國(guó)內(nèi)通過HY-1A/B和HY-2A衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)已在各級(jí)政府管理部門、科研院所、軍事部門等大量單位使用,在海洋維權(quán)執(zhí)法、海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋開發(fā)管理、海洋調(diào)查和科學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用。然而,目前我國(guó)海洋衛(wèi)星應(yīng)用主要以數(shù)據(jù)服務(wù)為主,增值產(chǎn)品和服務(wù)較少,在全球海洋遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品制作、分發(fā)和服務(wù)等方面尚處于起步階段。3)我國(guó)海洋遙感應(yīng)用方向雖然較多,但業(yè)務(wù)化應(yīng)用程度較低。尚未形成可業(yè)務(wù)化的全球海洋遙感產(chǎn)品和再分析產(chǎn)品體系,現(xiàn)有海洋遙感數(shù)據(jù)的共享、分發(fā)服務(wù)與美歐差距也較大,同時(shí)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品支撐業(yè)務(wù)化應(yīng)用能力還亟待發(fā)展和提升。
通過分析國(guó)內(nèi)外海洋衛(wèi)星應(yīng)用發(fā)展歷程與趨勢(shì)可以看出,隨著衛(wèi)星平臺(tái)、載荷技術(shù)、地面數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步,海洋遙感衛(wèi)星觀測(cè)的精度與時(shí)空分辨率不斷提高,衛(wèi)星數(shù)據(jù)定量化應(yīng)用不斷深入。不斷出現(xiàn)的新型海洋遙感載荷,將具備更快、更精確獲取更大范圍、更多種海洋觀測(cè)信息的能力。隨著海洋對(duì)全球氣候和環(huán)境的影響越來越受到重視,與世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)、軍事的影響越來越密切,世界各國(guó)對(duì)海洋衛(wèi)星的投入不斷加大,可以預(yù)見海洋衛(wèi)星遙感未來將獲得更大的發(fā)展空間,取得更顯著的應(yīng)用成果。隨著我國(guó)后續(xù)海洋衛(wèi)星的發(fā)展,完整的海洋遙感立體觀測(cè)體系將逐步形成,健全的衛(wèi)星應(yīng)用體系將逐步建立,將顯著提高面向海洋綜合管理、公共服務(wù)、安全保障等領(lǐng)域的能力。海洋遙感衛(wèi)星必將在建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程中發(fā)揮出重要作用。
[1]林明森,張有廣,袁欣哲.海洋遙感衛(wèi)星發(fā)展歷程與趨勢(shì)展望[J].海洋學(xué)報(bào),2015,37 (1):1-10.
[2]國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心. HY-2A在軌測(cè)試總結(jié)報(bào)告[R]. 2012.
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[4]國(guó)家海洋局. 2017年中國(guó)海洋衛(wèi)星應(yīng)用報(bào)告[R]. 2017.