版權歸原作者所有，如有侵權，請聯係我們(men)

一直以來，我國高度重視海洋資源監測與(yu) 調查研究，我國的海洋遙感技術始於(yu) 20世紀70年代，並製定了長遠的自主海洋衛星發展規劃。2002年5月15日，第一顆海洋一號A衛星（HY-1A）發射升空，填補了我國海洋衛星領域的空白，開啟了“海洋一號”係列衛星發展的新紀元。

截至目前，我國已發射海洋水色係列衛星（即“海洋一號”係列衛星）、海洋動力環境係列衛星（含“海洋二號”係列衛星和中法海洋衛星）、海洋監視監測衛星（即“海洋三號”係列衛星）。

Part.1

海洋水色係列衛星

海洋水色係列衛星是以可見光和紅外成像觀測為(wei) 手段的海洋遙感衛星，主要為(wei) 已發射的“海洋一號”係列衛星，即海洋一號A衛星（HY-1A）、海洋一號B衛星（HY-1B）、海洋一號C衛星（HY-1C）、海洋一號D衛星（HY-1D）。

HY-1A於(yu) 2002年發射，搭載一台10波段的水色掃描儀(yi) 和一台4波段的成像儀(yi) ，主要任務是探測海洋水色環境要素（如葉綠素濃度、懸浮泥沙含量、可溶性有機物）、水溫、汙染物及淺海水深和水下地形。2007年發射的HY-1B為(wei) HY-1A的接替星，載荷及性能與(yu) HY-1A基本相同。

HY-1C於(yu) 2018年9月7日成功發射，開啟了中國自然資源衛星陸海統籌發展的新時代。H Y - 1 C配置了海洋水色水溫掃描儀(yi) 、海岸帶成像儀(yi) 、紫外成像儀(yi) 、星上定標光譜儀(yi) 、船舶自動識別係統等5大載荷，與(yu) HY-1A和HY-1B相比，觀測精度、觀測範圍均有大幅度提升。

圖注：HY-1C衛星拍攝的黃河口影響

HY-1D於(yu) 2020年6月11日發射成功，其技術性能與(yu) HY-1C基本相同。海洋水色探測條件要求高，同時受到太陽耀斑、海上泡沫及雲(yun) 層陰影影響。HY-1D與(yu) HY-1C組成中國首個(ge) 海洋民用業(ye) 務衛星星座，拉開了中國海洋衛星組網的大幕。通過HY-1C與(yu) HY-1D上、下午組網觀測，可使每天觀測頻次與(yu) 獲取的觀測數據提高一倍：上午被太陽耀斑影響的海域，下午觀測能夠避免；上午被雲(yun) 層覆蓋的觀測海域和未被觀測的區域，下午有機會(hui) 得到彌補。此舉(ju) 可大幅度提高全球海洋水色、海岸帶資源與(yu) 生態環境的有效觀測能力，並為(wei) 氣象、農(nong) 業(ye) 、水利、交通等行業(ye) 應用提供支持，標誌著中國躋身國際海洋水色遙感領域前列。

自2002年5月15日HY-1A發射升空以來，我國已在海洋衛星領域成功打造出以“海洋一號”命名的中國海洋水色觀測衛星家族。“海洋一號”係列衛星已從(cong) 試驗應用轉向業(ye) 務服務，在自然災害監測、資源調查、南北極考察、生態文明建設及海洋強國建設中發揮著重要作用。以HY-1C為(wei) 例，這顆衛星在遠洋漁業(ye) 巴布亞(ya) 新幾內(nei) 亞(ya) 金槍魚漁場海域、黃海和東(dong) 海出現的滸苔、可可西裏鹽湖封凍結冰及海冰、赤潮、溢油、圍填海等監測中做出了突出貢獻。

圖注：利用HY-1C、HY-2B、EOS/MODIS等衛星數據製作的巴布亞(ya) 新幾內(nei) 亞(ya) 金槍魚概率圖

圖注：HY-1C衛星對渤海海冰的持續監測（圖示為(wei) 2019年1月9日）

圖注：HY-1C衛星數據三亞(ya) 溢油應急遙感檢測圖（對三亞(ya) 附近船舶溢油的持續遙感監測，為(wei) 海上溢油事件快速響應、應急處理和海洋生態環境保護與(yu) 修複提供了輔助決(jue) 策支持）

Part.2

海洋動力環境係列衛星

海洋動力環境係列衛星包含“海洋二號”係列衛星和中法海洋衛星。“海洋二號”係列載荷包括微波散射計、雷達高度計和微波輻射計等，集主、被動微波遙感器於(yu) 一體(ti) ，具有高精度測軌、定軌能力與(yu) 全天時、全天候、全球探測能力，獲得包括中國近海和全球範圍的海麵風場、海麵高度、海浪波高、海洋重力場、海流、海麵溫度等海洋動力環境信息，極大地提升了我國海洋監管、海權維護和海洋科研的能力。

中法海洋衛星（CFOSAT）於(yu) 2018年10月29日在中國酒泉衛星發射中心用長征二號丙運載火箭成功發射。作為(wei) 中法兩(liang) 國合作研製的首顆衛星，CFOSAT在國際上首次實現海洋表麵風浪的大麵積、高精度同步聯合觀測。CFOSAT獲取全球海麵波浪譜、海麵風場、南北極海冰信息，促進理解海-氣相互作用，預測洋麵風浪，監測海洋狀況，同時還能在大氣-海洋界麵建模、海浪在大氣-海洋界麵作用的分析、海冰和極地研究、氣候變化等方麵發揮作用。CFOSAT將增強中國和法國的海洋遙感觀測能力，為(wei) 雙方應用研究合作和全球氣候變化研究奠定基礎，意義(yi) 重大，影響深遠。

HY-2A自2011年8月成功發射以來，獲取了大量全球海洋動力環境遙感數據，並向全國海洋、氣象、防災、減災、農(nong) 業(ye) 和科學研究等領域的數十家用戶分發了數據產(chan) 品，同時還向歐洲等國提供了產(chan) 品服務，實現了業(ye) 務化運行。

HY-2B於(yu) 2018年10月發射，是我國第二顆海洋動力環境衛星，也是我國民用空間基礎設施規劃的海洋業(ye) 務衛星。HY-2B增加了校正輻射計、數據收集係統和船舶自動識別係統等載荷，具有高精度測軌、定軌能力與(yu) 全天候、全天時、全球海洋探測能力。

圖注：HY-2B搭載的微波輻射觀測到的2018年3月1日全球海麵風場分布（數據來源：國家衛星海洋應用中心發布的HY-2B數據，圖中可以看到日本東(dong) 部及太平洋北部有台風形成）

HY-2C是運行在傾(qing) 斜軌道（非太陽同步軌道）的海洋動力環境衛星，於(yu) 2020年9月發射升空，有效載荷包括雷達高度計、微波散射計、校正微波輻射計、衛星多普勒定軌定位係統（DORIS）、雙頻GPS、數據收集係統和船舶自動識別係統等，可提供海麵風場、高度，以及海麵高度異常和有效波高數據，在軌壽命增至5年。HY-2D於(yu) 2021年5月發射成功，其技術性能與(yu) HY-2C相同。

HY-2B、HY-2C和HY-2D形成1顆極軌兩(liang) 顆傾(qing) 斜軌道組網運行，組成了我國首個(ge) 海洋動力環境衛星星座，共同構成我國海洋動力環境監測網。

Part.3

海洋監視監測係列衛星

海洋監視監測係列衛星含“海洋三號”係列衛星，繼承了目前在軌運行的高分三號（GF-3）衛星的技術基礎，主要載荷為(wei) 多極化、多模式合成孔徑雷達（SAR）。其通過主動向海麵發射微波波束，再接收來自海麵的後向散射回波獲取海麵信息；通過左右姿態機動提升快速響應能力，擴大對地觀測範圍；通過合成孔徑技術與(yu) 脈衝(chong) 壓縮技術，實現對海洋和陸地表麵高分辨率（1米）二維圖像的獲取。

高分三號衛星於(yu) 2016年8月10日發射升空，搭載的SAR具有12種成像模式，既可探地，又可觀海，達到“一星多用”的效果。衛星的分辨率達到1米，能看清地麵上的小轎車、海上行駛的船隻、海洋的內(nei) 波。高分三號的空間分辨率從(cong) 1米到500米，幅寬從(cong) 10千米到650千米，無論白天或黑夜、晴空萬(wan) 裏或雷雨多雲(yun) ，都可以隨時對地成像。這種特點尤其適合於(yu) 防災、減災。

“海洋三號”係列衛星通過多顆衛星同軌分布運行，可全天時、全天候監視海島、海岸帶、海上目標，並獲取海洋波浪場、風場、風暴潮漫灘、內(nei) 波、海冰、溢油等信息，滿足海洋目標監測、陸地資源監測等多種需求。

圖注：高分三號SAR檢測的海洋內(nei) 波

目前，中國自主研發的這些海洋衛星已經形成了科學觀測網，成為(wei) 我國探索神秘“蔚藍”的“利器”，服務於(yu) 深海前沿研究、氣候預報和海洋環境預報等，使我國在海洋觀測領域躋身國際前列，星辰大海，讓我們(men) 拭目以待！

注：本文內(nei) 容節選自熱帶海洋環境國家重點實驗室（中國科學院南海海洋研究所）編撰圖書(shu) 《探海觀瀾——海洋觀測的奧秘》。

出品：中國科普博覽

作者：儲(chu) 小青 中國科學院南海海洋研究所

歡迎掃碼關(guan) 注深圳科普！

我們(men) 將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物！