海南卫星星座计划：“罩”在南海上空的天网

(1)海南一号卫星项目全卫星方案评审会场

②杨在接受采访时

(3)海南卫星星座组成图

④海南卫星星座建设路线图

■高雅丽，本报见习记者

在海南管辖海域，如果发生海上事故，有什么快速、准确的方法及时搜救并采取有效措施？答案是:跟踪是基于遥感卫星的实时观测数据。

最近，“海南一号”卫星项目的整个卫星项目通过了专家组的审查，将按计划进入卫星样机设计、组装和综合测试阶段。预计将于2019年下半年推出。作为海南卫星星座计划的一部分，“海南一号”卫星发射后可以随时进行监测和观测，这对保护渔民海上作业和及时完成海上事故搜救具有重要意义。

三亚遥感研究所所长杨告诉《中国科学日报》:“海南卫星星座将形成一个覆盖南海的巨大天网。”。海南可以通过星座获得南海及其周边地区的大规模观测能力，从而实现对南海区域实时动态观测、开发和有效控制的重大需求。海南在突发事件发生时能够准确、快速地做出反应，为实现海洋强国战略提供了重要保障。”

十颗遥感卫星“真诚合作”

海南位于低纬度地区，也是全国海洋面积最大的省份。200多个岛屿和珊瑚礁散布在广阔的南中国海。

虽然国内外有许多遥感卫星在轨运行，但包括南海在内的低纬度地区的观测覆盖面严重不足，而且由于天气因素的影响，南海卫星遥感信息的有效获取能力极低三亚遥感研究所副所长王雷说。

自2015年以来，三亚遥感研究所一直在规划一个卫星项目，为海南的特殊地理位置和气候条件开发海南卫星星座。

“虽然我们可以接收卫星数据，但这相当于从零开始建造卫星。项目最终确定后，我们开始了高强度的商务旅行模式。”王雷说。

在杨的带领下，项目组成员在两年内逐一走访了卫星制造技术和运载火箭技术的生产单位，挨家挨户地比较生产计划，在北方的长春和南方的深圳留下了他们的足迹。

经过航天专家反复模拟计算，最终确定海南卫星星座由“海南1号”、“三亚1号”和“三沙1号”系列卫星组成，由三亚遥感研究所和遥感信息产业园企业海南微星遥感技术服务有限公司共同开发。

杨告诉记者，海南卫星星座的发射计划在未来3年内完成，2019年“海南一号”一期将发射3颗光学卫星。2020年，发射3颗海南一号二期光学卫星和2颗三亚一号高光谱卫星；2021年，“三沙一号”发射了两颗合成孔径雷达卫星。

王雷说:“海南卫星星座的建成将基本形成海南的卫星研发、组装和测控能力。这也将解决获取南海空间信息的难题，同时将从根本上塑造海南的商业航天产业。”

经过论证，航天专家发现，一个由三颗卫星组成的低纬度观测星座，倾角为30度，低倾角轨道为500公里，可以在整个南海每天进行一次全覆盖观测，在重点区域每天进行多次全覆盖观测，并可以与已经部署在三亚的卫星地面站迅速形成南海动态观测应用系统。

为什么海南卫星星座计划使用10颗卫星？杨·说:“如果把这个星座的卫星数量增加到10颗，就可以每天连续完整地观测到世界南北纬度之间的所有热带和海洋区域。这些卫星还可以配备各种类型的传感器，从光学到超光谱和雷达，覆盖了海上丝绸之路的大部分地区。”

“自拍神器”展示阿凡达

作为总体规划的第一颗星，“海南一号”卫星是一颗用于南海动态监测的遥感卫星系统，配有5米、1.5米光学载荷和船舶自动识别系统载荷(简称AIS系统)。“海南一号”卫星发射后，南海的每一个岛屿、礁石和船只都处于卫星的巨大“保护罩”之下。

杨表示，以“海南一号”三颗低纬度光学传感器卫星为例，利用它和AIS船舶识别系统，可以实现对南海的日常覆盖和业务观测，甚至可以实现对赤道附近海道特定海域的快速大规模覆盖和按需观测，从而保证海南在海洋航运、岛礁监测和渔业信息服务等重点领域的空间数据需求。

“海南一号”的相机系统在500公里的轨道高度上可以达到5米的分辨率和不小于100公里的宽度，而整个卫星的总质量不超过50公斤，相当于海南有一个“自拍神器”。

“我们的技术方案增加了光学系统的视场角，以满足宽覆盖的技术要求。同时，对成像电路系统进行了优化，实现了开发轻型、低功耗、宽覆盖的成像电子系统。”王雷说。

杨说:“我们是第一个采用卫星系统优先覆盖的设计理念。每个卫星系统的轨道参数、横向摆动能力、能源安全、传感器宽度、每轨道观测持续时间、数据格式和下行速度以及接收站布局都是围绕区域覆盖进行设计的，以确保卫星能够在运行状态下为南海等区域实际提供高频次全覆盖观测和成像。”

不仅如此，海南一号还是一个通用的微纳卫星平台。“可见光+光谱+人工免疫系统”的组合模式可用于探测、识别和获取船舶的动态信息，从而实现对海洋环境、海洋生态、岛屿、礁石和海岸带等多种要素的观测。

探索商业航天产业的“蓝海”

目前，海南卫星星座已形成低成本、产业化的建设方向，这一巨大的商业航天“蓝海”的潜力已逐渐被人们所重视。在国际上，出现了以美国空间探索公司SpaceX为代表的大量商业空间公司。

海南与中国的航天科技息息相关。在不到10年的时间里，海南以其独特的区位优势确立了自己在空间科技领域的重要地位。“文昌航天北送，三亚卫星南用”是航天、卫星、遥感产业的新格局。在这里发展商业航天产业有着独特的优势。

杨表示，由中国科学院遥感与数字地球研究所、海南省科技厅和三亚市人民*共同建设的三亚遥感信息产业园，也将为海南“陆海空”科技创新战略的实施和三亚商业航天产业的发展做出重要贡献。

“三亚遥感信息产业园的发展目标是形成一个集卫星遥感技术研发、航天传感器研发、无人机研发、遥感数据接收、处理、分发、应用和教育于一体的产业集群。具有覆盖三亚、海南、南海、全国和东南亚地区的综合遥感动态监测能力，为*、教育、科研、企业单位和公众提供遥感和空间信息服务。”杨对解释道。

建成后，三亚遥感信息产业园将不断吸引和汇集国内外该领域的最新研究成果和先进技术，形成国际知名的航天地球观测应用服务基地。它将在航天平台、航空平台和应用服务领域形成国际化、规模化的产业基地，推动海南航天遥感信息产业的布局。

《中国科学报》(第五版《创新周刊》，2018年9月10日)