王麗麗 趙鴻志 張可立

(航天東方紅衛(wèi)星有限公司，北京 100094)

海洋約占地球表面積的71%，是生命的搖籃、資源的寶庫(kù)、交通的命脈、戰(zhàn)略的要地。中國(guó)既是陸地大國(guó)，也是海洋大國(guó)，擁有漫長(zhǎng)的海岸線、廣袤的管轄海域和豐富的海洋資源，擁有廣泛的海洋戰(zhàn)略利益。

航天遙感技術(shù)的大力發(fā)展使其成為全球海洋信息獲取與服務(wù)的最重要手段。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，中國(guó)海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)取得了顯著成果。截至目前，中國(guó)已先后成功發(fā)射了海洋一號(hào)系列4顆海洋水色遙感衛(wèi)星[1-10]，形成了在軌業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力。當(dāng)前正開展的新一代海洋水色衛(wèi)星的研制，其功能及性能將達(dá)到或接近國(guó)家極軌衛(wèi)星伙伴計(jì)劃(National Polar-orbiting Partnership，NPP，發(fā)射后更名為Suomi NPP)配置的可見近紅外成像輻射計(jì)(Visible/Infrared Imager and Radiometer Suite，VIIRS)、哨兵3A/B衛(wèi)星(Sentinel-3A/B)配置的海洋與陸地彩色成像光譜儀(Ocean and Land Color Instrument，OLCI)等國(guó)際同類水色遙感器的水平，將在中國(guó)海洋信息服務(wù)保障中發(fā)揮更大的作用。

但應(yīng)該看到，隨著人類對(duì)海洋認(rèn)知的不斷深入以及中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，當(dāng)前中國(guó)海洋水色衛(wèi)星技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用效能與未來的應(yīng)用需求還存在一定的差距。因此，在新時(shí)代海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)進(jìn)程中，應(yīng)緊緊圍繞海洋應(yīng)用需求，大力發(fā)展中國(guó)海洋水色衛(wèi)星，補(bǔ)齊海洋環(huán)境探測(cè)手段不足的短板，增強(qiáng)衛(wèi)星遙感對(duì)海洋環(huán)境要素的探測(cè)能力，服務(wù)于海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)的國(guó)家戰(zhàn)略。本文通過梳理國(guó)內(nèi)外海洋水色衛(wèi)星/載荷的發(fā)展現(xiàn)狀，分析未來海洋水色衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)，為中國(guó)發(fā)展下一代海洋水色衛(wèi)星發(fā)展提出建議。

1 國(guó)際海洋水色衛(wèi)星發(fā)展情況

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

從20世紀(jì)70年代開始，全球共發(fā)射海洋水色遙感衛(wèi)星(載荷)20多顆[4,11-12]，典型技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 國(guó)外典型海洋水色衛(wèi)星/載荷指標(biāo)比較

根據(jù)衛(wèi)星(載荷)發(fā)射時(shí)間及水色遙感應(yīng)用情況，基本可以分為三個(gè)階段。

(1)第一階段(探索應(yīng)用階段)：以1978年發(fā)射的云雨-7衛(wèi)星(Nimbus-7)為代表，是世界第一代水色觀測(cè)衛(wèi)星，開始海洋水色探測(cè)及應(yīng)用研究，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)海洋水色要素的探測(cè)，推動(dòng)了國(guó)際海洋水色遙感的發(fā)展。

(2)第二階段(初步應(yīng)用階段)：以1997年美國(guó)發(fā)射的第一顆專用海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星軌道觀測(cè)2號(hào)衛(wèi)星(OrbView-2)配置的海洋寬視場(chǎng)傳感器(Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor，SeaWiFS)、1999年和2002年分別發(fā)射的美國(guó)土衛(wèi)星(Terra)和水衛(wèi)星(Aqua)上配置的中等分辨率成像光譜輻射計(jì)(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS)、2002年歐洲發(fā)射的環(huán)境衛(wèi)星(Environmental Satellite，Envisat)衛(wèi)星上配置的中等分辨率成像光譜儀(Medium Resolution Imaging Spectrometer，MERIS)為代表的世界第二代水色觀測(cè)衛(wèi)星(載荷)，在譜段范圍、光譜分辨率、信噪比等指標(biāo)有一定提升，開啟了國(guó)際水色遙感業(yè)務(wù)化應(yīng)用時(shí)代。

(3)第三階段(精細(xì)化應(yīng)用階段)：以美國(guó)2011年發(fā)射的Suomi NPP衛(wèi)星(見圖1(a))和2017年發(fā)射的聯(lián)合極軌衛(wèi)星系統(tǒng)1號(hào)(Joint Polar Satellite System-1，JPSS-1)衛(wèi)星配置的VIIRS(見圖1(b))、歐洲2016年和2018年分別發(fā)射的Sentinal-3A衛(wèi)星和Sentinal-3B衛(wèi)星(見圖2(a))配置的OLCI(見圖2(b))為代表的世界第三代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星(載荷)，是當(dāng)前國(guó)際海洋水色觀測(cè)的主流，實(shí)現(xiàn)了水色遙感的精細(xì)化應(yīng)用。

圖1 SuomiNPP衛(wèi)星及其配置的VIIRS載荷

圖2 Sentinal-3A/B衛(wèi)星及其配置的OLCI載荷

根據(jù)當(dāng)前國(guó)際海洋水色觀測(cè)計(jì)劃，未來5～10年仍然以第三代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星(載荷)為主，美國(guó)NPP計(jì)劃中規(guī)劃的JPSS-2(預(yù)計(jì)2022年發(fā)射)、JPSS-3(預(yù)計(jì)2027年發(fā)射)、JPSS-4(預(yù)計(jì)2032年發(fā)射)3顆衛(wèi)星仍然以當(dāng)前的VIIRS載荷作為未來海洋水色觀測(cè)主載荷接續(xù)當(dāng)前海洋水色觀測(cè)任務(wù)。預(yù)計(jì)2023年發(fā)射的浮游生物-氣溶膠-云-海洋生態(tài)系統(tǒng)衛(wèi)星(Plankton，Aerosol，Cloud，ocean Ecosystem，PACE)配置的海洋水色光譜儀(Ocean Color Instrument，OCI)載荷也只是對(duì)MODIS和VIIRS等載荷的延續(xù)，將光譜分辨率提升到5 nm的水平。同時(shí)，歐洲規(guī)劃的Sentinel-3后續(xù)系列衛(wèi)星仍然以O(shè)LCI為海洋水色觀測(cè)主載荷。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)分析

縱觀國(guó)際海洋水色探測(cè)衛(wèi)星(載荷)的發(fā)展規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)國(guó)際海洋水色遙感的發(fā)展具有如下趨勢(shì)。

1)形成持續(xù)穩(wěn)定的觀測(cè)體系

海洋觀測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)，通過長(zhǎng)期、連續(xù)的觀測(cè)來發(fā)現(xiàn)海洋變化的規(guī)律，最終服務(wù)于海洋研究及應(yīng)用。國(guó)際上注重觀測(cè)體系的頂層設(shè)計(jì)，通過制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展計(jì)劃，建立全球性、立體、多維度的綜合海洋觀測(cè)體系，注重觀測(cè)數(shù)據(jù)的持續(xù)性，實(shí)現(xiàn)多種海洋衛(wèi)星聯(lián)合觀測(cè)和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2)海洋水色觀測(cè)由綜合型觀測(cè)衛(wèi)星向?qū)Ｓ玫挠^測(cè)衛(wèi)星發(fā)展

早期的海洋水色觀測(cè)，通常將水色載荷與其他載荷裝配在同一衛(wèi)星上進(jìn)行觀測(cè)，如MODIS搭載在Terra和Aqua衛(wèi)星上。但隨著海洋水色觀測(cè)要素的增多，海洋水色觀測(cè)任務(wù)越來越復(fù)雜，目前大多發(fā)展專用的海洋衛(wèi)星，如Sentinel-3A/B、全球變化觀測(cè)任務(wù)-氣候1衛(wèi)星(Global Change Observation Mission-Climate 1，GCOM-C1)、PACE等，進(jìn)一步提升海洋觀測(cè)業(yè)務(wù)能力。

3)海洋水色觀測(cè)已由傳統(tǒng)的海洋水色要素觀測(cè)逐漸向海洋光學(xué)環(huán)境要素的精細(xì)化觀測(cè)過渡

在已發(fā)射的海洋水色觀測(cè)遙感器中，空間分辨率越來越高，由典型的1.1 km(SeaWiFS)提高到250 m(新一代地球靜止海洋水色成像儀(Geostationary Ocean Color Imager，GOCI))的觀測(cè)能力；譜段范圍由傳統(tǒng)的可見近紅外譜段擴(kuò)展到紫外到熱紅外全譜段，譜段數(shù)由最初的8個(gè)(SeaWiFS)譜段發(fā)展到數(shù)十個(gè)(VIIRS有22個(gè))，光譜帶寬越來越窄，由典型的20～40 nm發(fā)展到7.5～20 nm的精細(xì)光譜，而正在研制的PACE/OCI為帶寬5 nm的光譜成像儀；信噪比由典型的500提高到1000?？臻g分辨率、光譜分辨率、信噪比等性能指標(biāo)的提升，伴隨光譜分辨率的大幅提高，使得海洋水色探測(cè)能力向精細(xì)化方向邁進(jìn)。此外，由于譜段范圍越來越寬帶來的好處就是觀測(cè)手段就越來越豐富，尤其是一些新發(fā)展水色探測(cè)衛(wèi)星/載荷補(bǔ)充了偏振第二代全球成像儀(Second generation Global Imager，SGLI)、夜光(VIIRS)等新型探測(cè)手段，海洋水色探測(cè)已由傳統(tǒng)的水色探測(cè)拓展到水色水溫、水體透明度、藻類辨識(shí)、浮游生物等海洋環(huán)境要素探測(cè)，并正向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域(如海洋溢油)發(fā)展。

4)衛(wèi)星重訪周期進(jìn)一步縮短，覆蓋范圍由局部海域變?yōu)槿蚝Ｑ?/p>

四維動(dòng)態(tài)變化的海洋監(jiān)測(cè)要求衛(wèi)星重訪周期要短，一般都在1～3天以內(nèi)，隨著靜止軌道衛(wèi)星和星座組網(wǎng)在海洋水色觀測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)特定區(qū)域的重訪周期將甚至提高到1天多次，觀測(cè)覆蓋范圍也由局部海域變?yōu)槿虼笱蟆?/p>

2 中國(guó)海洋水色衛(wèi)星發(fā)展情況

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)海洋衛(wèi)星發(fā)展起步較晚，2000年11月發(fā)布的《中國(guó)的航天》白皮書明確了海洋衛(wèi)星系列是中國(guó)長(zhǎng)期穩(wěn)定的衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)體系的重要組成部分。2002年5月15日成功發(fā)射了中國(guó)第一顆海洋衛(wèi)星——海洋一號(hào)(HY-1A)衛(wèi)星，也是第一顆海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)海洋衛(wèi)星零的突破，開啟了國(guó)產(chǎn)化海洋水色探測(cè)和應(yīng)用研究的序幕。2007年4月11日成功發(fā)射的中國(guó)第二顆海洋衛(wèi)星——海洋一號(hào)B(HY-1B)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了海洋水色遙感衛(wèi)星由試驗(yàn)型向業(yè)務(wù)服務(wù)型的過渡。2018年和2020年分別發(fā)射的海洋一號(hào)03(HY-1C)衛(wèi)星和海洋一號(hào)04(HY-1D)衛(wèi)星兩顆水色衛(wèi)星在HY-1A/B衛(wèi)星基礎(chǔ)上進(jìn)行了功能、性能升級(jí)，在軌組網(wǎng)形成了中國(guó)首個(gè)海洋水色業(yè)務(wù)衛(wèi)星星座，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球大洋和中國(guó)近海近岸等重點(diǎn)區(qū)域的高精度、高頻次監(jiān)測(cè)。HY-1A/B/C/D系列衛(wèi)星為中國(guó)第一代海洋水色遙感專用衛(wèi)星，主要技術(shù)指標(biāo)與SeaWiFS、MODIS等國(guó)際第二代水色衛(wèi)星(載荷)相近，具體如表2所示，形成了中國(guó)國(guó)產(chǎn)化水色遙感業(yè)務(wù)體系。

表2 中國(guó)第一代海洋水色衛(wèi)星與國(guó)際第二代水色衛(wèi)星/載荷比較情況

中國(guó)海洋水色衛(wèi)星的發(fā)展歷程如圖3所示。當(dāng)前中國(guó)正開展以新一代海洋水色衛(wèi)星為代表的第二代海洋水色衛(wèi)星的研制工作，其是在中國(guó)第一代海洋水色衛(wèi)星的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升海洋水色探測(cè)精度，主要技術(shù)指標(biāo)與VIIRS、OLCI等國(guó)際第三代海洋水色衛(wèi)星(載荷)技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)(如表3所示)，將使中國(guó)海洋水色遙感實(shí)現(xiàn)從“跟跑者”向“并跑者”角色的轉(zhuǎn)變。

圖3 中國(guó)海洋水色衛(wèi)星發(fā)展歷程

表3 中國(guó)第二代海洋水色衛(wèi)星與國(guó)際第三代水色衛(wèi)星/載荷比較情況

2.2 存在的不足

隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)海洋水色精細(xì)化、快速化、常態(tài)化的觀測(cè)需求越來越高，海洋水色觀測(cè)效益日益凸顯。然而，隨著觀測(cè)需求的不斷提高[13-15]，受當(dāng)前水色探測(cè)技術(shù)發(fā)展的局限，現(xiàn)有海洋水色衛(wèi)星不能完全滿足精細(xì)化探測(cè)需求，具體表現(xiàn)如下。

1)信噪比需要進(jìn)一步提高

由于海洋水色觀測(cè)主要是針對(duì)水體目標(biāo)，為了能有效反演水體光學(xué)特性參數(shù)必須要求觀測(cè)數(shù)據(jù)有高信噪比，尤其是要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化觀測(cè)，對(duì)信噪比的要求更高。如當(dāng)前國(guó)際主流的OLCI載荷[16-18]，水色觀測(cè)主要譜段在300 m空間分辨率、光譜帶寬10 nm的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)信噪比大于1000的觀測(cè)能力，部分譜段信噪比甚至超過2000，具體如表4所示。中國(guó)第一代海洋水色衛(wèi)星上配置的海洋水色水溫掃描儀信噪比一般在300～500，與其空間分辨率相當(dāng)?shù)腗ODIS載荷相比(MODIS主要譜段信噪比如表5所示)，也存在較大的差距。當(dāng)前正研發(fā)的第二代海洋水色衛(wèi)星上配置的水色水溫掃描儀伴隨大量技術(shù)革新，能夠?qū)崿F(xiàn)信噪比大于1000的觀測(cè)能力，但是分辨率比OLCI低約1倍，光譜帶寬近似為OLCI對(duì)應(yīng)譜段的2.7倍。因此，在高信噪比觀測(cè)能力上與OLCI還是存在一定的差距。

表4 OLCI載荷主要水色譜段信噪比

表5 MODIS載荷主要水色譜段信噪比

2)光譜帶寬需要進(jìn)一步優(yōu)化

從水體光譜的響應(yīng)特性可以看到，水體反射率隨波長(zhǎng)變化較為平緩，響應(yīng)特征峰對(duì)應(yīng)譜段帶寬較窄，主要譜段帶寬在5～10 nm左右。為精細(xì)分辨出這些特征，要求水色載荷觀測(cè)譜段設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮水體響應(yīng)特征譜段[19-20]，只有帶寬較窄的情況下才能夠識(shí)別出相應(yīng)水體的光學(xué)特性。例如，國(guó)際第二代水色載荷MODIS海洋觀測(cè)譜段光譜帶寬基本在10 nm，當(dāng)前國(guó)際上典型的OLCI載荷主要水色觀測(cè)譜段帶寬在7.5～10 nm，美國(guó)即將發(fā)射的PACE衛(wèi)星上配置的OCI載荷為成像光譜儀，光譜帶寬為5 nm。中國(guó)第一代海洋水色衛(wèi)星上配置的海洋水色水溫掃描儀主要水色觀測(cè)譜段的光譜帶寬均在20 nm，正研發(fā)的第二代海洋水色衛(wèi)星上配置的水色水溫掃描儀水色觀測(cè)譜段的光譜帶寬一般在15～20 nm。因此，針對(duì)精細(xì)化水色觀測(cè)需求，在光譜帶寬設(shè)置上還需要進(jìn)一步提升水色光譜的分辨能力。

3)探測(cè)譜段需要進(jìn)一步豐富

隨著人類對(duì)海洋認(rèn)知的加深，傳統(tǒng)水色產(chǎn)品服務(wù)外的新的用戶需求不斷增加。因此，除了傳統(tǒng)的水色探測(cè)譜段外，還需要針對(duì)新的應(yīng)用需求增加相應(yīng)的探測(cè)譜段和探測(cè)能力。例如，OLCI載荷在MERIS載荷[21]的基礎(chǔ)上，增加了673 nm通道用于葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量，增加764.4 nm和767.5 nm兩個(gè)氧氣吸收譜線和940 nm的水汽吸收譜段用于提高云層厚度的反演，增加1.02 μm的譜段用于提升近岸水體大氣和氣溶膠校正的能力。另外，當(dāng)前國(guó)際上廣泛使用的海洋水色載荷VIIRS增加高靈敏度的日夜觀測(cè)譜段(Day night band，DNB)以滿足夜間海洋觀測(cè)應(yīng)用需求[22]。此外，日本的SGLI載荷為了反演全球氣溶膠分布，增加了2個(gè)三方向的偏振譜段。同時(shí)，相關(guān)研究表明，可見光偏振在海面溢油檢測(cè)以及油種區(qū)分方面展現(xiàn)出的潛力使其成為未來海洋觀測(cè)需要重點(diǎn)關(guān)注的手段[23-24]。對(duì)于中國(guó)海洋水色衛(wèi)星而言，目前仍然以海洋水色水溫觀測(cè)為主，大氣校正通道不豐富，尤其是針對(duì)近岸水體大氣校正[25-30]，針對(duì)新的應(yīng)用需求的探測(cè)手段稍顯不足。

4)海洋水色觀測(cè)空間尺度需進(jìn)一步提升

海洋每天都發(fā)生著各種尺度的海洋現(xiàn)象。為了研究各種海洋現(xiàn)象，需要開展精細(xì)化監(jiān)測(cè)。對(duì)于海洋水色環(huán)境研究，需要進(jìn)行中小尺度的觀測(cè)。以美國(guó)典型的海洋水色載荷VIIRS為例[31-32]，其水色空間分辨率為375 m，水溫空間分辨率為750 m；而歐洲的典型水色載荷OLCI空間分辨率達(dá)到300 m。當(dāng)前，中國(guó)海洋水色觀測(cè)仍以大中尺度海洋現(xiàn)象為主，空間分辨率一般在1 km左右，即使在新一代海洋水色衛(wèi)星中提升到500 m，但與海岸帶等區(qū)域的精細(xì)化監(jiān)測(cè)需求仍有較大的差距。

5)重訪能力需要進(jìn)一步提高

海洋是動(dòng)態(tài)變化的水體，海洋水色環(huán)境也不斷地發(fā)生著變化。因此，對(duì)海洋水色環(huán)境的觀測(cè)需要高頻次的觀測(cè)能力。以美國(guó)JPSS計(jì)劃為例，VIIRS單個(gè)載荷幅寬在3000 km，單顆衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)1天1次的全球覆蓋，在SuomiNPP、JPSS-1兩星組網(wǎng)運(yùn)行后可以實(shí)現(xiàn)1天2次的重訪能力，如果考慮到跟美國(guó)的國(guó)防氣象衛(wèi)星計(jì)劃(Defense Meteorological Satellite Program，DMSP)、歐洲的氣象衛(wèi)星運(yùn)行計(jì)劃(Meteorological Operational Satellite Program of Europe，MetOp)組網(wǎng)運(yùn)行，將能實(shí)現(xiàn)每天3個(gè)不同時(shí)間段多次的全球覆蓋能力。中國(guó)目前在軌的HY-1C/D衛(wèi)星，雙星組網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)1天2次的全球覆蓋能力，基本能夠滿足用戶對(duì)全球大洋的觀測(cè)需求。但對(duì)于中國(guó)海岸帶區(qū)域，由于海岸帶成像儀幅寬相對(duì)偏窄，導(dǎo)致對(duì)近海等重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域只能1天1次的重訪能力，需要更高頻次的重訪能力來滿足海岸帶區(qū)域的監(jiān)測(cè)需求。

3 中國(guó)下一代海洋水色衛(wèi)星發(fā)展建議

縱觀中國(guó)海洋水色衛(wèi)星的發(fā)展歷程可以看出，中國(guó)海洋水色衛(wèi)星的發(fā)展與國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)基本一致，但在具體發(fā)展中又按照中國(guó)海洋遙感應(yīng)用特色不斷推進(jìn)，即按照大洋和海岸帶不同探測(cè)區(qū)域的目標(biāo)特性設(shè)計(jì)與觀測(cè)需求相適應(yīng)的載荷，如海洋水色水溫掃描儀主要針對(duì)全球大洋水色水溫觀測(cè)，而海岸帶成像儀主要針對(duì)海岸帶等重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)。

根據(jù)國(guó)家總體規(guī)劃，中國(guó)將發(fā)展海洋水色衛(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)星的三大系列海洋衛(wèi)星，逐步形成以中國(guó)為主導(dǎo)的海洋空間監(jiān)測(cè)網(wǎng)[4-7]。結(jié)合國(guó)際海洋水色衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)當(dāng)前中國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)的背景和未來需求，對(duì)下一代海洋水色衛(wèi)星的發(fā)展建議如下。

(1)下一代海洋水色衛(wèi)星應(yīng)該接續(xù)中國(guó)第二代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星，繼續(xù)發(fā)展專用的海洋水色衛(wèi)星來維持保持我國(guó)海洋水色衛(wèi)星的觀測(cè)體系，保持對(duì)海洋水色環(huán)境等要素長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定的觀測(cè)能力。

(2)繼續(xù)按照中國(guó)特色的海洋水色遙感發(fā)展思路推進(jìn)，在關(guān)注全球大洋的同時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注中國(guó)近海近岸、大江大河、大湖等不同區(qū)域的水體特征，著重服務(wù)于海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)需要。

(3)下一代海洋水色衛(wèi)星要以滿足精細(xì)化觀測(cè)需求為驅(qū)動(dòng)，需要發(fā)展具備高信噪比、窄光譜帶寬、多觀測(cè)譜段、高空間分辨率的海洋水色觀測(cè)載荷/衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)海洋水色水溫觀測(cè)向海洋光學(xué)環(huán)境要素探測(cè)拓展；同時(shí)，針對(duì)新興應(yīng)用需求，應(yīng)考慮增加偏振、夜光等探測(cè)手段來提升探測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)中國(guó)海洋水色遙感從“并跑”到“領(lǐng)跑”的跨越。

(4)為了提高對(duì)海洋水色觀測(cè)的時(shí)效性，應(yīng)充分發(fā)揮小衛(wèi)星低成本、快速研制的優(yōu)勢(shì)，在軌采用多星組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全球大洋以及海岸帶等重點(diǎn)區(qū)域的快速覆蓋和高頻次重訪。