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國家航天局:我國災害監測預報能力實現了新跨越
中央政府門戶網站 www.gov.cn   2009年04月01日   來源:國家航天局網站

    2009年3月30日,國家國防科技工業局在京組織召開環境與災害監測預報小衛星A、B星在軌交付儀式。即日起,該衛星正式交付給民政部國家減災中心、環境保護部環境衛星中心投入使用。

    環境與災害監測預報小衛星A、B星是我國繼氣象、海洋、國土資源衛星之後一個全新的民用衛星。衛星投入使用後,將實現對災害的快速監測和預報,對我國的防災減災起到不可替代的作用,這一全新的民用衛星工程無疑也將開啟我國民用航天特別是遙感衛星的嶄新領域。然而作為中國首個以災害和環境監測為主要用途的衛星,A、B星的研製工作完全是“白手起家”。工業和信息化部副部長、國防科工局局長陳求發在回顧衛星工程的研製過程時説,“環境與災害監測預報小衛星A、B星是工程六大系統大力協同、密切配合的結果,所取得的成績來之不易”。

    成功發射,環境與災害監測體系初步建立

    A、B雙星于北京時間2008年9月6日11點25分由長征二號丙運載火箭在太原衛星發射中心採用一箭雙星方式成功發射並順利進入預定軌道。自此,我國在世界上開創了環境衛星業務化運行的先例。中共中央政治局常委、國務院副總理、國家減災委員會主任回良玉致信祝賀。他在信中表示,“成功完成了A、B星的研製發射任務,順利實現了星座組建的第一階段工作目標,為建立 “天-空-地”一體化的減災救災技術支撐體系,完善災害監測、預警、評估、應急指揮體系提供了重要平臺,在加強環境監測保護等方面將發揮重要作用。”

    環境與災害監測預報小衛星A、B星的成功發射,填補了我國在環境減災方面自主數據信息的空白,實現了幾代航天人的夙願。早在2003年2月,應原中國國際減災委員會和國家環保總局要求,原國防科工委、財政部經請示國務院,聯合批准“環境與災害監測預報小衛星星座”立項,旨在通過多顆遙感小衛星組成星座,初步建立起先進的環境與災害監測預警體系,提高我國環境監測和綜合減災能力,實現大範圍、全天候、全天時、動態的環境和災害監測。經全面規劃及反復論證,我國確定了小衛星星座建設分步實施戰略。第一步是由A、B兩顆光學小衛星和一顆合成孔徑雷達小衛星C星組成(即“2+1”方案),達到衛星每48小時回訪一次,初步形成對我國災害和環境進行監測的能力。第二步實現由4顆光學小衛星和4顆合成孔徑雷達小衛星組成的“4+4”星座方案,衛星回訪週期可達到12小時一次,形成利用空間技術支持災害和環境監測與預報的業務運行能力。

    作為第一階段的“先遣部隊”,A、B星星座的成功建立,標誌著我國已初步具備了對災害事件的發生、發展進行大範圍、動態監測的能力,為進一步實現建立環境與災害監測預報小衛星星座戰略奠定了堅實基礎。

    裝備精良,災害預報能力國際領先

    目前,美國和歐洲均已發射了多顆環境衛星,但功能比較單一,主要用於執行環境監測任務。鋻於我國防災減災的迫切需要,環境與災害監測預報小衛星A、B星立項之初,便把減災功能放在了首位。與單純的環境監測不同,減災要求衛星快速反復監測某一地域,這就對衛星研製提出了極大挑戰。

    為了滿足環境監測與減災預報的特殊要求,衛星上的主要有效載荷都是針對衛星監測環境和災害時對空間分辨率的苛刻要求而研製的新産品,其中有“四大武器”格外引人關注,其主要技術指標均達到了國際先進水平。

    首先,A、B星各自裝載了兩台CCD光學相機,相機觀測寬度可達720公里,分辨率可達20-30米。兩星組網可縮短對地觀測週期,1天成像面積可覆蓋國土80%,兩天就可對國土全部面積成像一次,非常適宜於災害的快變量監測和環境的大範圍監測。而世界上在可見光範圍內,以30米分辨率實現兩天的重復觀測的並不多見,相同分辨率衛星常以單星或者不同時段衛星組合成像,難以形成2天的重復觀測。

    其次就是A星上攜帶的超光譜成像儀,它擁有115 個探測譜段、平均光譜分辨率為5納米,是國內首先利用靜態干涉型成像光譜技術原理研製而成的,是繼美國強力小衛星後,第二台運用該技術的相機。它具有可靠性高、穩定性好、體積小、光譜線性度高、光譜範圍寬等特點,代表了當前光譜成像技術領域的發展方向。

    環境減災B星上的紅外相機,採用了機械製冷方式,可探測到地表500K的溫度,是國內衛星上可探測地表溫度最高的相機。適用於對森林火災、火山爆發等災害的監測。對乾旱、雪災、地震、輻射、熱污染等的預報、發生、評估等發揮重要作用,並可進行夜間探測。相機內設四個譜段,近紅外對植物分類、健康狀況、水情監測具有很好的作用;短波紅外可對植被等特性進行檢測;中波紅外可對森林火災走勢、秸稈焚燒進行環境監測;長波紅外對熱特性敏感,可用來記錄地表的發熱特性。

    最後是亞太空間技術合作項目的Ka頻段試驗分系統。其主要任務是在亞太多任務小衛星A星上使用Ka頻段載荷進行與泰國境內地面站之間數據傳輸的試驗,其目的是泰國用於掌握衛星産品設計製造技術,同時通過Ka通信試驗用於雨衰研究等。該項目對於推動亞太多邊空間合作具有十分重要的意義,也是我國空間技術方面國際合作上的有益嘗試。該系統已通過在軌測試,並於2008年12月25日,正式交付泰國農業大學使用。

    雙星合璧,在軌測試初顯成效

    衛星在軌測試期間,國家減災委便結合在軌測試期間災害發生的情況,積極組織減災應用工作。在應對西藏雪災、黃河寧蒙段冰淩、地震災區堰塞湖、泥石流、澳大利亞森林火災等災害時,通過衛星業務運行的自主管理,及時、靈活、機動地獲取了衛星影像,有效提高了應急監測響應能力。

    在自然災害監測方面,國家減災委利用A、B星CCD數據、紅外數據展開了對西藏雪災的動態遙感監測,並對澳大利亞東南部山林火災進行監測和分析,為救災應急工作提供了及時的輔助決策信息。2009年2月,澳大利亞維多利亞州發生了特大火災。應澳方請求,我國立刻調整了環境減災衛星A、B星拍攝角度和運行頻率。雙星通過配備的光學和紅外傳感器,迅速準確地拍攝了澳大利亞火場的光學、紅外和雷達圖像。經國內技術人員處理後,形成衛星監測圖像提供給澳大利亞空間信息合作研究中心。澳大利亞科學家據此繪出了火點的位置和移動方向圖,極大地幫助了澳大利亞有關部門的滅火行動。

    在環境污染監測方面,衛星對太湖水華和京津唐及珠江三角城市群進行遙感監測,通過A、B星獲取的CCD數據,製作出了太湖水華分佈圖,並對城市大氣污染以及溫室氣體狀況等環境空氣指標進行監測,驗證了環境衛星在湖泊水華監測和氣溶膠監測中的應用效果。

    在生態遙感監測方面,通過對臥龍自然保護區震後生態恢復進行遙感監測,利用A星CCD2數據、北京1號小衛星、SPOT衛星以及MODIS數據,對不同時段衛星影像對比分析,以及對震前震後地表植被覆蓋度的變化分析,定量評估災後臥龍自然保護區植被恢復情況,為自然波湖區管理和決策提供支持;利用B星CCD1數據和熱紅外數據,對北京市熱島效應的強度和分佈情況進行分析,為城市生態環境保護提供決策支持。

    在軌測試數據及應用情況表明,衛星數據質量基本滿足應用需求,具備減災與環境應用能力,在減災與環境領域具有良好的應用前景。隨著環境減災小衛星星座的日臻完善,城市生態評價、大型工程與區域開發長期生態環境影響監測與評價,國家生態建設區域效果監測與評價,區域生態、環境災害監測與評價、全球變暖監測與評價等一系列有特色的應用也將隨之不斷展開。屆時,將實現對我國及世界範圍內環境和災害全天候、短重復週期的有效監測預報。我國環境衛星應用的前景值得期待。

 
 
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