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在瑞典建一个支点,中国要撼动全球遥感市场格局

继年初北斗卫星导航系统进入全球组网模式以后,卫星产业的另一个分支遥感卫星,也尝试着布局未来的“当惊世界殊”。

  继年初北斗卫星导航系统进入全球组网模式以后,卫星产业的另一个分支遥感卫星,也尝试着布局未来的“当惊世界殊”。

  12月15日,中国境外首个遥感卫星地面站北极接收站(以下简称北极站)在瑞典基律纳投入试运行。北极站由中国科学院遥感与数字地球研究所承担建设和运行,由国家高分重大专项支持。

  根据中国科学院的说法,北极站是中国境外首个遥感卫星地面站,具有全天候、全天时、多种分辨率卫星的接收能力,它的落成运行极大提高了我国全球数据的接收获取能力。

  这或将给中国遥感产业的广大从业人员,注入一针“强心剂”。热情的人们禁不住猜想:在瑞典建一个支点,中国可以撬起全球遥感服务的未来吗?

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  北极站落成仪式于当地时间2016年12月15日12时(北京时间19时)举行

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  国旗辉映下的北极站

  从无到有,遥感卫星接收站见证了我国国力增强

  孙家栋院士曾讲述过这样一段历史:1979年邓小平到美国访问,就向美国总统提出来采购两个大项目,一个是通讯卫星,一个是遥感卫星地面接收站。

  孙院士指出,卫星的地面管理系统很复杂,不仅要对用户负责,而且出现问题要给予及时有效的反馈与服务。在和平时期,卫星民用非常重要。

  目前,我国拥有五个卫星地面站接收站,除了瑞典北极站之外,四个均设在国内,分别为密云站、喀什站、三亚站和昆明站,四个国内站具有覆盖我国全部领土和亚洲70%陆地区域的卫星数据实时接收能力。此前建成的地面卫星接收站均承担了对高分三号、高分四号等遥感卫星数据进行接收的工作。北极站建成后,也将为“高分系列”遥感卫星的使用提供更好地支持。

  为何要海外建站?

  原来,海外建站是为了满足当前卫星遥感数据日益增多的需求。历经多年发展,我国的卫星产业发展突飞猛进:2015年,卫星导航与位置服务产业总产值达到1735亿元,较2014年增长29.2%。

  在过去,国内无法制造地面处理系统,只能靠引进。如今,我国的卫星系统从过去只有单一类型的卫星变成现在朝着陆地观测和高分系列卫星发展;数据处理系统从过去一颗卫星匹配一个地面处理系统变成现在朝着多星综合并行处理系统发展;卫星遥感业务范围从过去只专注于中国国内需求,转向国内、国际均衡发展。

  正是基于卫星产业的飞速发展,遥感卫星的应用领域越来越广。通过遥感卫星收集的数据,人们可以清晰地看到滑坡、堰塞湖的情况;一旦发生地震,可紧急调配卫星拍摄发生地震时的场景,通过检索之前的背景数据,了解地震发生前的地貌,两者对比后观察受灾情况。此外,卫星也为水利部、国家林业局、防火办等提供数据,调查森林火灾、湿地情况等。

  因此,中国在海外建设卫星接收站,不仅有助于我国全球数据的接收获取能力——未来卫星数据接收的支持能力将是以前系统的5倍,还可以帮助其他国家进行灾害监测或开展人道主义救援工作。

  海外建站第一站为何选在北极?

  近地遥感卫星的轨道每一圈都经过南北极,高纬度地面站与低纬度相比,卫星每天重访的次数大大增加,可下传的数据量也大大增加,可以说北极对遥感卫星是重要的战略位置。因此,欧美航天强国多年前早已在北极建立了卫星地面站。中国建设北极卫星站,是正式开启卫星产业全球化布局的标志。

  中国科学院遥感与数字地球研究所副所长刘建波研究员说,北极站能大大增加卫星拍摄数据的下传时效。极轨卫星南北向绕地球运转,每轨都会飞越极地上空。因此对于同一颗卫星而言,北极站每天的数据接收量是国内站的2倍以上。

  对于全球数据获取,国内站获取某一区域数据的最长时间间隔可达7个小时以上,而北极站获取同样区域数据的最长时间间隔不会超过3.5个小时,全球任意地区数据的平均获取时间不超过2小时,数据获取时效性可以提升1倍以上。这对自然灾害等需要快速响应的应用具有重大意义。

  北极站的技术牛在哪里?站址经纬度北纬67°53′、东经21°04′,位于北极圈以北约200公里处。北极站的多项技术性能取得了重大突破,达到世界领先水平。

  据悉,北极站天线系统拥有S/X/Ka三频段数据接收能力,这是我国三频段天线的第一次工程化应用,同时它也是我国第一套具备Ka频段极轨卫星数据接收能力的接收系统;北极站天线系统数据最高支持的接收码速率为4×1.5Gbps(Ka频段),达到世界领先水平。

  这一参数意味着,北极站天线系统对未来卫星数据接收的支持能力是以前系统的5倍;此外,为了应对地域条件、气候条件、工作条件等挑战,北极站在工程建设方面突破了一大批关键技术,包括大型三轴天线结构系统轻型化、模块化、抗低温、易拆装设计、无人值守和远程故障诊断及维护等。通过北极站建设,我国接收站相关工程技术达到国际先进水平。

  关于中国境内的四大遥感卫星地面接收站

  从1999年开始,我国所发射的一系列对地观测卫星均由地面站负责接收,包括CBERS-01、CBERS-02、CBERS-02B、HJ-1A、HJ-1B、HJ-1C、资源一号02C、资源三号、实践九号A、B、高分一号、高分二号、CBERS-04等卫星。

  目前,我国拥有五个卫星地面站接收站,除了瑞典北极站之外,四个均设在国内,分别为密云站、喀什站、三亚站和昆明站。

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  中国遥感卫星地面站密云站、喀什站、三亚站、昆明站和北极站接收覆盖圈

  北京密云站

  1986年,位于北京密云的中国遥感卫星地面接收站的建成使我国有了自己的遥感卫星地面站,但密云遥感卫星地面接收站的数据接收范围仅能覆盖我国陆地国土的约80%。

  为此,中科院于2000年建议建立陆地观测卫星数据全国接收站网,以北京、新疆、海南三站组网,形成接收国内外陆地观测卫星数据的公用服务平台。

  新疆喀什站

  2008年,新疆喀什站建成。该站建有5套12米天线数据接收系统,接收范围覆盖我国西部以及中亚南亚等多个国家。几年来,喀什站共接收20余颗国内外卫星,累计接收卫星数据量三万余轨,数据接收成功率常年稳定在99.2%以上。

  2015年,喀什站年接收卫星数据量突破7000轨,每天接收数据任务量平均都在20轨以上,达到历史新高。

  海南三亚站

  2013年,三亚卫星接收站建成并投入运行。三亚站的建设和运行使我国陆地观测卫星数据直接获取能力首次延伸到南部海疆,解决了我国南海和周边区域长期缺乏遥感卫星数据的状况,填补了我国民用对地观测数据接收空白,对于利用空间信息保障国家利益具有重要意义,至此覆盖了亚洲70%的面积。

  三亚接收站和研究中心的建立,不仅使卫星数据能够立足海南、服务南方,涵盖南海,而且使我国拥有了在东南亚地区系统开展对地观测应用和研究的能力,可以使我国直接有效地协助东南亚国家,提高利用空间技术应对洪涝、风暴潮等区域性频发自然灾害的研究。

  云南昆明站

  昆明卫星接收站2016年部署完成,目前拥有1套7.3米数据接收天线系统,接收范围覆盖我国西南以及周边地区。

  经过三十年的不断发展,地面站已形成了完整的卫星数据接收、传输、存档、处理、分发体系,即以北京总部的运行管理与数据处理中心、密云站、喀什站、三亚站、昆明站为数据接收网的运行格局。数据接收系统、数据传输系统、数据处理系统、数据管理系统、数据检索与技术服务系统协同运行,成为我国对地观测领域的核心基础设施之一。(文|泰伯网 小白)

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