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海洋一号C卫星五大载荷助力我国海洋事业发展

科普小知识2022-08-05 13:22:15
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新华社北京9月7日电:扫描海水颜色和温度,观察海洋变化:海洋1 C卫星的五个主要有效载荷有助于中国海洋产业的发展

新华社记者胡哲

7日,长征二号丙火箭在太原卫星发射中心成功发射了海阳一号丙卫星。海洋1 C卫星是中国海洋颜色系列的第三颗卫星。该卫星由中国航天科技集团公司第五研究所研制,配有新开发的多种有效载荷和探测器,将有效提高中国海洋卫星观测数据的准确性,帮助中国海洋观测进入新的征程。

五大负荷“各显神通”

第五航天学院1号海洋C卫星总指挥兼总设计师王莉莉表示,1号海洋C卫星的发射装备了五个主要载荷,即海水颜色和温度扫描仪、海岸带成像仪、紫外成像仪、车载校准光谱仪和船舶自动识别系统。

海洋彩色水温扫描仪可用于探测海洋颜色元素和海面温度场。通过长期连续采集中国近海和全球水体颜色和温度数据,研究和掌握海洋初级生产力、海洋渔业和水产养殖资源的分布和环境质量,为海洋生物资源的合理开发利用提供科学依据;海岸带成像仪可用于获取陆海相互作用区的实时数据,对近海、岛屿和海岸带进行监测,了解重点河口和港口悬浮泥沙的分布规律,进行海洋环境灾害的实时监测和预警。

紫外成像仪主要用于提高海洋彩色水温扫描仪近岸高浊度水体的大气校正精度;本发明可以为海洋水色水温扫描仪提供星载同步校准功能,监测水色水温扫描仪可见近红外光谱段和在轨紫外成像仪的辐射稳定性,实现在轨同步校准。船舶自动识别与监控系统主要用于获取远洋船舶的位置和属性信息,为维护海洋权益、海洋防灾减灾和海洋渔业生产活动提供数据服务。

船上的“质量检查员”帮助海洋观测更加准确

作为中国第一个在同一个轨道平台上校准其他载荷的遥感器,第五航天研究院成员508承担了机载校准光谱仪的开发工作。该光谱仪可以同时监测海洋1 c卫星上搭载的海水温度和彩色扫描仪、紫外成像仪和海岸带成像仪的数据信息,比三种载荷本身更加精确。

分光计传输的数据将被科学研究人员用作“基准”,以确定上述三种载荷在其在轨期间的性能衰减,并通过计算获得其实时数据传输的准确性。可以说,光谱仪在海洋1号卫星上起到了“质量检查员”的作用。

第五航天研究院508车载校准光谱仪负责人马跃表示:“为了成为一名优秀的“车载质量检查员”,校准光谱仪拥有高精度、高效率、高性能和高光谱四大“法宝”

为确保自身数据的足够准确性,“质量检查员”以恒定的太阳光谱辐射能数据为标准,采用全孔径、全光路太阳校准技术、多扩散板在轨比较校正、波长校准等技术,先对自身进行“校准”。科学研究人员可以通过将光谱仪实时“看到”的太阳辐射能量数据与实际的太阳光谱辐射能量数据进行比较,来计算由于发射振动和空间环境的影响而导致的光谱仪性能变化。通过这种变化,研究人员可以通过比较计算出它“看到”的海洋光谱辐射能数据的正确值。

此外,508名研究人员采用了一维指向机构设计,有效避免了轨道、云层等限制因素的影响,提高了其灵活性和工作效率。与陆地相比,海洋观测目标的亮度相对较暗,容易受到杂散光的干扰,这就要求机载校准光谱仪能够以较高的信噪比“看到”海洋和陆地。然而,与传统的地球观测负载相比,在相同的入射光瞳辐射下,星载校准光谱仪的信噪比提高了近10倍。

提高我国海洋综合调查的效率

Ocean-1 C卫星的成功发射和在轨运行,将启动国家民用航天基础设施的长期发展规划,实现全球海洋颜色的长期、持续、稳定探测,支持海洋环境信息保障、海洋预报减灾、海岛海岸带动态监测和海域使用管理、全球变化数据服务等服务,服务于气象、环保、农业、水利、减灾、交通等行业。

据报道,海洋1 C卫星具有大面积、同步、全天候等特点。在此之前,中国的大多数海洋调查工作使用传统的调查方法,如船舶。海洋调查工作周期长,需要大量的人力、物力和物力。使用海洋卫星进行海洋调查可以大大提高观测效率,减少人力和财产投资,具有很高的经济和时间效益。

海洋灾害是不可忽视的风险。随着我国海洋产值的增加,海洋灾害造成的直接经济损失也在增加。专家表示,海洋1号C卫星的成功发射将有效提升海洋风暴潮、赤潮、海冰、海浪等灾害事件的预防、监测、预警、评估、指挥和决策能力,避免和减少沿海地区的生命财产损失,在国家综合防灾减灾中发挥重要作用。

海洋1 C卫星可以快速获取海洋渔场的环境信息,实现对海洋捕捞的引导,显著提高我国海洋捕捞业的经济效益。利用海洋卫星遥感可以提取海洋初级生产力信息,如海洋温度和叶绿素,并为金枪鱼和鲭鱼等海洋渔场生产环境信息预报产品,从而缩短捕捞检测时间,大大提高海洋渔业的投入产出比和劳动生产率。

此外,随着海阳1号C卫星的成功发射,也将有效解决海洋群落长期缺乏稳定、连续的水色数据的问题,促进水色环境遥感的进步,吸引一批海洋及相关学科的专家学者参与研究,为全球海洋环流和海平面变化的研究做出贡献。

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