海洋二號衛(wèi)星研制現(xiàn)場

發(fā)射場工作

蒼茫太空之中，一顆由我國自主研發(fā)制造的遙感衛(wèi)星如同閃亮的眼睛，24小時不停歇地注視著地球，俯瞰著同樣蒼茫的海洋，監(jiān)測獲取著與我國海洋息息相關(guān)的海量信息。這個不知疲倦、兢兢業(yè)業(yè)的監(jiān)測者就是海洋二號衛(wèi)星，也是我國第一顆獲取海洋動力環(huán)境信息的衛(wèi)星。

海洋二號衛(wèi)星是我國“十一五”民用航天科研專項計劃的重點項目，是我國第一顆獲取海洋動力環(huán)境信息的專用對地遙感衛(wèi)星，具備全天候、全天時、全球連續(xù)探測風(fēng)、浪、流、潮及溫度等海洋動力環(huán)境信息的能力，設(shè)計在軌壽命三年。2011年8月16日，衛(wèi)星成功發(fā)射升空；2012年3月2日，交付給用戶國家海洋局，正式投入使用；五年來，衛(wèi)星在軌運行穩(wěn)定，取得了良好的應(yīng)用成果，綜合指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，在國內(nèi)外海洋動力環(huán)境信息獲取方面發(fā)揮了重要的作用，獲得了各界用戶的一致好評。目前，海洋二號衛(wèi)星在軌迎來了5周歲生日，同時，也迎來了高分三號這個新的微波伙伴，兩星將攜手工作在晨昏軌道上，為我國海洋強(qiáng)國的事業(yè)譜寫新篇章。

創(chuàng)新篇：打造海洋觀測“千里眼”

海洋二號衛(wèi)星是由中國航天科技集團(tuán)公司五院總體部（以下簡稱總體部）抓總研制的我國首顆海洋動力環(huán)境探測衛(wèi)星。研制過程中，總體部在國防科工局、集團(tuán)公司和五院領(lǐng)導(dǎo)下，始終堅持強(qiáng)化自主創(chuàng)新，著力推動衛(wèi)星關(guān)鍵部件自主化，努力提升工程研制信息化，突破了高精度有效載荷、精密測定軌等關(guān)鍵技術(shù)，并在多個技術(shù)領(lǐng)域填補(bǔ)了國內(nèi)空白并達(dá)到國際先進(jìn)水平，不僅使海洋二號成為國內(nèi)第一顆獲取海洋動力環(huán)境數(shù)據(jù)的衛(wèi)星，我國第一顆高精度航天器，國內(nèi)第一顆定量觀測的微波遙感衛(wèi)星，而且第一次搭載進(jìn)行了星地激光通信試驗，第一次開展了微波遙感器的海上輻射校正和真實性檢驗；同時，通過自主創(chuàng)新，實現(xiàn)了我國衛(wèi)星遙感能力水平的五大提升：一是觀測精度達(dá)到國際先進(jìn)水平，二是衛(wèi)星測定軌精度達(dá)到國際先進(jìn)水平，三是使我國在星地激光高速數(shù)據(jù)傳輸方面達(dá)到國際領(lǐng)先，四是提升我國衛(wèi)星關(guān)鍵核心部件自主研發(fā)能力的發(fā)展，五是有效促進(jìn)了我國衛(wèi)星研制生產(chǎn)信息化水平的提升。

開創(chuàng)我國衛(wèi)星遙感新領(lǐng)域

海洋二號衛(wèi)星裝載了由五院研制的微波散射計、微波輻射計和由中科院空間中心研制的雷達(dá)高度計、校正輻射計等多種主、被動新型微波遙感載荷，是目前國際上唯一一顆可全天候、全天時同步獲取全球海面高度、有效波高、海面風(fēng)場、海面風(fēng)速、海面溫度、大氣水氣含量、云中液水含量等多種遙感數(shù)據(jù)的衛(wèi)星，其綜合觀測能力和性能指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

衛(wèi)星每天可觀測全球近90%區(qū)域海面風(fēng)場，捕捉全球海上風(fēng)暴，并確定強(qiáng)度、位置和結(jié)構(gòu)，是目前世界在軌運行的重要海洋微波遙感綜合觀測衛(wèi)星，其觀測數(shù)據(jù)能夠有效彌補(bǔ)國際上同類微波遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的不足，不僅開創(chuàng)了我國衛(wèi)星遙感新領(lǐng)域，而且在全球?qū)Φ赜^測體系中發(fā)揮著不可替代的重要作用。

首次實現(xiàn)國產(chǎn)衛(wèi)星高精度測定軌

海洋二號衛(wèi)星是我國首顆有精密定軌要求的衛(wèi)星。由于衛(wèi)星有重力場、大地水準(zhǔn)面測量等任務(wù)需求，需要準(zhǔn)確獲取衛(wèi)星軌道參數(shù)以滿足高精度雷達(dá)高度計測量，這對衛(wèi)星及數(shù)據(jù)處理提出了更多的要求。為此，海洋二號通過五院自主研制的星載雙頻GPS高精度的定軌系統(tǒng)，結(jié)合地面先進(jìn)的測定軌方法和技術(shù)，實現(xiàn)了我國測定軌技術(shù)由米級到厘米級的跨越，衛(wèi)星測定軌精度達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

首次星地雙向激光通信

海洋二號衛(wèi)星成功完成了與地面激光通信終端之間星地激光通信試驗，這是國際上首次成功的低軌衛(wèi)星與地面站之間“星地、地星雙向激光通信”。基于此，海洋二號衛(wèi)星可獲得我國衛(wèi)星光通信系統(tǒng)在軌空間運行狀態(tài)參數(shù)，以及光在大氣中遠(yuǎn)距離傳輸分布的數(shù)據(jù)采集分析；空間背景光噪聲測試數(shù)據(jù)采集和存儲分析；光束到達(dá)角起伏漂移測試數(shù)據(jù)采集存儲分析等。

對此，海洋二號衛(wèi)星總設(shè)計師張慶君介紹說，星地雙向激光通信試驗不僅解決了衛(wèi)星高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)瓶頸，而且是我國衛(wèi)星高速動態(tài)實時激光通信技術(shù)發(fā)展的里程碑。

實現(xiàn)大擾動下高精度姿態(tài)控制

海洋二號衛(wèi)星配置了兩個旋轉(zhuǎn)載荷，其旋轉(zhuǎn)部分占整星重量的10%，通過對星上各撓性部件的頻率控制、旋轉(zhuǎn)載荷轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性及靜動平衡的控制，并采用全新的整星動量管理技術(shù)，在軌實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)載荷不間斷工作情況下的高精度姿態(tài)控制，是目前國內(nèi)姿態(tài)穩(wěn)定度最高的衛(wèi)星，確保了各綜合觀測的微波遙感載荷及激光通信能在軌正常工作，為各載荷的測量精度、精密定軌及星地激光通信試驗的成功進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。

平臺產(chǎn)品全部自主研制

海洋二號衛(wèi)星實現(xiàn)了平臺產(chǎn)品全部自主研制，特別是五院自主研制的新一代星敏感器、三浮陀螺、雙頻GPS接收機(jī)和X波段行波管放大器等關(guān)鍵設(shè)備首次在星上應(yīng)用，運行穩(wěn)定，各項技術(shù)達(dá)到或優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，不但打破了我國平臺產(chǎn)品長期受制于人的局面，為后續(xù)衛(wèi)星設(shè)計提供了備選產(chǎn)品，而且有力地促進(jìn)了產(chǎn)品創(chuàng)新和研制能力提升。

首次全面采用航天器數(shù)字集成技術(shù)

海洋二號衛(wèi)星在研制過程中，著力推進(jìn)衛(wèi)星平臺標(biāo)準(zhǔn)化、通用化設(shè)計工作。首次全面采用航天器數(shù)字集成設(shè)計系統(tǒng)，搭建了衛(wèi)星數(shù)字化總體設(shè)計應(yīng)用平臺，實現(xiàn)了衛(wèi)星設(shè)計、生產(chǎn)、試驗協(xié)同工作，大大縮短了研制生產(chǎn)周期，有效促進(jìn)了我國衛(wèi)星研制生產(chǎn)信息化水平的提升。

此外，海洋二號衛(wèi)星首次突破了大型非對稱高精度動靜平衡控制技術(shù)；在整星電磁兼容的設(shè)計、控制和試驗技術(shù)上取得了重大突破，是目前國內(nèi)天線最多的衛(wèi)星……一個個技術(shù)突破，一項項自主創(chuàng)新，作為世界上第一顆集散射計、輻射計、高度計等微波主、被動觀測載荷于一體的衛(wèi)星，海洋二號衛(wèi)星以一系列“第一”，攻克種種超前甚至是世界級航天難題，闖出了一條開拓創(chuàng)新的海天之路，成為名副其實的海洋環(huán)境監(jiān)測和資源開發(fā)應(yīng)用的“千里眼”“多面手”和“導(dǎo)航燈”，是近30年來我國海洋遙感和衛(wèi)星遙感發(fā)展歷史的又一座里程碑。

實戰(zhàn)篇：海洋應(yīng)用創(chuàng)佳績

2016年8月16日，海洋二號衛(wèi)星在軌運行滿五周年。五年來，衛(wèi)星在軌運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)產(chǎn)品精度高，應(yīng)用效果顯著，已逐步在海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋環(huán)境預(yù)報、海洋資源開發(fā)、海洋軍事保障、海洋科學(xué)研究及國際合作等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，顯示出極大的社會、經(jīng)濟(jì)和軍事效益。

此外，交付以來，海洋二號衛(wèi)星與已在軌運行的海洋一號衛(wèi)星相互配合，分別以微波、光學(xué)兩種觀測手段，將海洋動力環(huán)境監(jiān)測與海洋資源探測相結(jié)合，構(gòu)成空間立體監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步完善我國海洋立體監(jiān)測體系，大幅提升我國對地觀測衛(wèi)星的調(diào)查和監(jiān)測能力，同時也極大地提高了我國海洋立體監(jiān)測能力，標(biāo)志著我國海洋系列衛(wèi)星體系初步形成。

讓海洋災(zāi)害減到最小

我國地處太平洋西岸，風(fēng)暴潮、巨浪等海洋災(zāi)害十分嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失為數(shù)十億元，嚴(yán)重年份高達(dá)上百億元。而海洋二號衛(wèi)星可以經(jīng)濟(jì)、方便地對大面積海域?qū)崿F(xiàn)實時、同步、連續(xù)的風(fēng)和浪的監(jiān)測，提高海洋環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測的預(yù)報和預(yù)警能力。

臺風(fēng)是世界上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，能夠使沿海設(shè)施和百姓的生命財產(chǎn)受到極大的損害，而我國東南沿海是臺風(fēng)的重災(zāi)區(qū)和多發(fā)區(qū)。海洋二號衛(wèi)星可以同時獲取海面風(fēng)場、海面溫度、海面高度等海洋動力環(huán)境參數(shù)，其中海面風(fēng)場觀測具有大尺度、全天時、全球觀測的特點，一天可以覆蓋全球90%以上的海域面積。此外，通過星上的微波散射計和雷達(dá)高度計，能夠及時監(jiān)測到臺度、位置、方向、結(jié)構(gòu)和移動路徑、速度等要素，提高對臺風(fēng)風(fēng)場和路徑監(jiān)測的準(zhǔn)確性，大幅提高臺風(fēng)引起的風(fēng)暴潮和海浪災(zāi)害的監(jiān)測和預(yù)報水平，是應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害直接有效的監(jiān)測手段，數(shù)據(jù)產(chǎn)品已經(jīng)在海洋預(yù)報單位和防災(zāi)管理部門投入了業(yè)務(wù)化應(yīng)用。

從2011年10月1日全部載荷開始工作起，海洋二號衛(wèi)星已經(jīng)陸續(xù)觀測到幾年來登陸西北太平洋的全部臺風(fēng)，取得了第一手的實況資料和信息，為應(yīng)對和防范臺風(fēng)等災(zāi)害發(fā)揮了重要作用。其中，2012年汛期監(jiān)測到全部25次影響我國的臺風(fēng)，2013年汛期測到全部31次影響我國的臺風(fēng)。此外，因其具有全球觀測能力，海洋二號衛(wèi)星也為國際上幾次重大災(zāi)害提供了有力的數(shù)據(jù)支持。

在積極應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害的同時，海洋二號衛(wèi)星在海嘯監(jiān)測中也發(fā)揮了重要作用，為海嘯監(jiān)測預(yù)警提供了有力的數(shù)據(jù)支持。以印度尼西亞地震前后全球海域有效波高監(jiān)測為例，2012年4月11日16時38分，印尼蘇門答臘北部附近海域發(fā)生里氏8.5級地震。地震發(fā)生后，海洋二號衛(wèi)星迅速利用數(shù)據(jù)對地震前后全球海域有效波高分布進(jìn)行了監(jiān)測分析和對比，表明地震前后全球范圍內(nèi)，特別是最有可能引發(fā)海嘯的印度洋海域有效波高變化不超過1米，為最終海嘯預(yù)警取消立下汗馬功勞。

海洋環(huán)境的預(yù)報員

海洋二號衛(wèi)星可以通過全天候、全天時對全球海域進(jìn)行連續(xù)觀測，獲取海表溫度、海面風(fēng)場、海面高度和有效波高等數(shù)據(jù)，向各級海洋預(yù)報部門進(jìn)行了實時分發(fā)，用作海洋預(yù)報部門的數(shù)值預(yù)報初始場資料。

據(jù)初步統(tǒng)計，通過海洋二號衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用，已有效提高預(yù)報精度近10%。自2011年11月17日開始，衛(wèi)星西北太平洋海域逐日海面溫度產(chǎn)品納入海洋環(huán)境預(yù)報系統(tǒng)，每周通過中央電視臺新聞頻道對外發(fā)布。此外，還為國家海洋環(huán)境預(yù)報中心每日提供當(dāng)天過境的衛(wèi)星海面風(fēng)場、有效波高的數(shù)據(jù)及專題圖用于臺風(fēng)風(fēng)暴潮預(yù)報。

為海洋資源開發(fā)保駕護(hù)航

我國是一個海洋大國，海洋在我國社會經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的戰(zhàn)略地位極為重要，海岸帶的承載力和資源的可持續(xù)發(fā)展問題變得越來越突出。到目前為止，我國數(shù)十個近海漁場，由于過度捕撈衰竭現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

海洋二號衛(wèi)星可提供全球范圍的海面溫度、海面風(fēng)場、海面高度、海流、中尺度渦等海洋動力環(huán)境信息，對漁場資源潛力作出科學(xué)估算，進(jìn)行大洋漁場的環(huán)境監(jiān)測，判別大洋漁場的分布和季節(jié)性變化，為制定漁業(yè)政策提供依據(jù)。同時，利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的全球重點漁場環(huán)境、漁情信息、漁場概率預(yù)報等產(chǎn)品，可以為大洋漁業(yè)提供漁場環(huán)境預(yù)報和漁情信息保障，解決了我國遠(yuǎn)洋漁業(yè)生產(chǎn)中漁場環(huán)境與漁情不明的“瓶頸”問題，提高了我國遠(yuǎn)洋漁業(yè)的綜合效益，促進(jìn)了我國遠(yuǎn)洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

助力海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測

海洋二號衛(wèi)星高度計空間覆蓋率高、覆蓋面積大，用來分析大尺度海平面變化具有獨特的優(yōu)勢。其獲取的全球和中國近海高精度、大面積和高分辨率的潮汐變化信息，為潮汐預(yù)報、海平面監(jiān)測業(yè)務(wù)工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，彌補(bǔ)了驗潮站空間覆蓋率低的缺陷，對擴(kuò)大潮汐預(yù)報范圍、改善海上潮汐預(yù)報精度、提高防災(zāi)減災(zāi)保障能力有重要意義。

高度計產(chǎn)品在大洋環(huán)流的監(jiān)測中起著十分重要的作用，海洋二號衛(wèi)星高度計產(chǎn)品已經(jīng)在法國空間署的多任務(wù)業(yè)務(wù)產(chǎn)品中得到應(yīng)用。

在海洋軍事保障中發(fā)揮重要作用

海洋二號衛(wèi)星獲取的海洋動力環(huán)境數(shù)據(jù)具有極高的軍事應(yīng)用價值，為海上軍事環(huán)境保障和軍事海洋學(xué)研究提供了重要的海洋動力環(huán)境信息。衛(wèi)星的產(chǎn)品數(shù)據(jù)在亞丁灣護(hù)航、東海軍演、黃巖島巡航、釣魚島巡航等多次軍事活動和海洋維權(quán)行動中發(fā)揮作用，為任務(wù)的圓滿完成作出了重要貢獻(xiàn)。

為南極科考提供重要支撐

南極科考途中，工作人員需要穿越西風(fēng)帶。這個區(qū)域常年盛行西風(fēng)，氣旋一個接著一個，以往主要依靠衛(wèi)星云圖提供相關(guān)信息，從某種程度上說，科考船穿越西風(fēng)帶多靠運氣。而海洋二號衛(wèi)星獲得的數(shù)據(jù)產(chǎn)品可以覆蓋南北緯82°以內(nèi)的全部區(qū)域，海面風(fēng)場產(chǎn)品可覆蓋至南北緯88°，其提供的西風(fēng)帶的大風(fēng)速和浪高信息，可以為科考航行提供支持，在極地航線保障方面發(fā)揮了重要作用。

國際交流與合作應(yīng)用廣泛

海洋二號衛(wèi)星是目前世界上最主要的一顆在軌運行的綜合性海洋動力環(huán)境衛(wèi)星，備受相關(guān)國家和國際組織關(guān)注。

目前，衛(wèi)星中心已與法國空間中心建立了數(shù)據(jù)交換鏈路，并與澳大利亞氣象局開展了合作。2012年8月，國家海洋局與歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織簽訂了關(guān)于海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用與交換合作的諒解備忘錄，在此基礎(chǔ)上，雙方在數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)處理、定標(biāo)檢驗等方面展開合作。目前已開展了數(shù)據(jù)交換工作，中方提供了海洋二號衛(wèi)星的微波散射計和雷達(dá)高度計數(shù)據(jù)。

此外，海洋二號衛(wèi)星高度計產(chǎn)品已應(yīng)用于法國空間署的業(yè)務(wù)高度計多任務(wù)系統(tǒng)AVISO中，散射計產(chǎn)品已被歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織用于中期數(shù)值同化預(yù)報業(yè)務(wù)中，也在美國的NOAA臺風(fēng)桑迪監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用。

海洋二號衛(wèi)星資料產(chǎn)品已在這些國際海洋業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中業(yè)務(wù)化運行，經(jīng)過評價，其產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國際同類的先進(jìn)水平，在業(yè)務(wù)化應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。

數(shù)載心血結(jié)碩果，撥云瞰海衛(wèi)海疆。海洋二號衛(wèi)星在中國航天科技集團(tuán)公司五院總體部研制人員精心呵護(hù)下，在軌運行五年，成功完成了海洋環(huán)境監(jiān)測和開發(fā)應(yīng)用的光榮使命，為祖國和人民遞交了一份滿意的答卷。