我國是一個發(fā)展中的海洋大國，海洋對于我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國防安全等具有十分重要的戰(zhàn)略意義。黨中央、國務(wù)院高度重視海洋強(qiáng)國建設(shè)，習(xí)近平總書記指出：“建設(shè)海洋強(qiáng)國是中國特色社會主義事業(yè)的重要組成部分……要進(jìn)一步關(guān)心海洋、認(rèn)識海洋、經(jīng)略海洋，推動我國海洋強(qiáng)國建設(shè)不斷取得新成就?！焙Ｑ篼}度探測衛(wèi)星的成功發(fā)射，將有力支撐我國海洋強(qiáng)國建設(shè)。

“黨中央先后提出了建設(shè)海洋強(qiáng)國、航天強(qiáng)國的目標(biāo)，作為航天工作者，我們有責(zé)任、有義務(wù)以航天科技助力強(qiáng)國建設(shè)”，五院海洋鹽度探測衛(wèi)星總指揮說。衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)肩負(fù)起推動海洋強(qiáng)國建設(shè)的使命責(zé)任，歷經(jīng)10余年的矢志攻堅(jiān)，先后攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，使我國擁有了自主可控、高精度高連續(xù)性的全球海洋鹽度數(shù)據(jù)源。

海洋動力環(huán)境包括溫、鹽、深、風(fēng)、浪、流等多種要素。其中，海洋鹽度的測量是海洋探測的一大難關(guān)。目前，全球尚未有大范圍連續(xù)穩(wěn)定的高精度海洋鹽度探測數(shù)據(jù)。

據(jù)研制人員介紹，運(yùn)用衛(wèi)星遙感手段探測海洋鹽度，主要是通過衛(wèi)星獲取海面微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)傳至地面進(jìn)行反演而成，但是亮溫的變化幅度很小，且探測通常受到多重因素影響，天基高精度海洋鹽度探測一直是世界級難題。

亮溫是衡量海面微波輻射強(qiáng)度的物理量，會跟隨海洋鹽度變化而變化，可以通過微波輻射計(jì)接收海面微波輻射信號測得。海面溫度、海面粗糙度、人為信號干擾等都會影響微波輻射計(jì)測量的精準(zhǔn)度?！盀榱吮M可能排除各種干擾因素的影響，我們設(shè)計(jì)了多種遙感器聯(lián)合探測的方法，衛(wèi)星配置了綜合孔徑微波輻射計(jì)、主被動探測儀和頻譜監(jiān)測儀三類遙感載荷，能夠同步測量海洋鹽度各種影響要素?！毙l(wèi)星研制人員介紹。

海洋鹽度探測衛(wèi)星在太空中工作時就如同一名中醫(yī)對全球海洋“望聞問切”，全面地獲取海洋鹽度探測所需數(shù)據(jù)——

“望”即衛(wèi)星站在“太空視角”登高望遠(yuǎn)，對全球海洋進(jìn)行大范圍的連續(xù)觀測。

“聞”是海洋鹽度探測衛(wèi)星的重要工作，綜合孔徑輻射計(jì)、主被動探測儀中三個被動探測儀均可“收聽”海面微波信號。其中，綜合孔徑輻射計(jì)選擇了對于海面亮溫變化更敏感、波長較長、頻率較低的L波段，依托小口徑天線陣列等效合成大口徑天線效果的原理，如同將許多個“小耳朵”等效成一個“大耳朵”，“收聽”海面“低聲訴說”的亮溫信息。主被動探測儀中被動探測儀由L、C、K波段三個微波輻射計(jì)組成，同樣是利用綜合孔徑技術(shù)，其中L波段微波輻射計(jì)依然是“收聽”海面“低聲訴說”的亮溫信息，與綜合孔徑輻射計(jì)探測數(shù)據(jù)互為補(bǔ)充；而C波段、K波段的微波輻射計(jì)則工作在頻率更高的波段，主要“收聽”海面“中高音”部分，這一波段的信號能夠幫助實(shí)現(xiàn)海面溫度數(shù)據(jù)的反演。

“問”則由頻譜監(jiān)測儀完成。由于衛(wèi)星主要工作的L波段也是手機(jī)通信、北斗導(dǎo)航等的工作波段，因此衛(wèi)星L波段微波輻射計(jì)接收到的信號常常會受到人類活動信號干擾。頻譜監(jiān)測儀可以固定工作在L波段，通過“收聽”海面微波信號，不僅可以分辨“音色”，還能識別位置，如同詢問“干擾源在何方？”，精準(zhǔn)鎖定干擾信息，幫助科研人員排除射頻干擾。

“切”則是衛(wèi)星唯一一個主動的動作，由主被動探測儀的主動儀器——L波段微波散射計(jì)來完成。它通過向海面發(fā)射微波信號，測算信號遇到海面波浪等發(fā)生的后向散射系數(shù)，如同“伸手摸”海面的“皮膚狀況”，用來探測海面粗糙度。

“衛(wèi)星將海面亮溫、海面溫度、海面粗糙度、射頻干擾等信息提供給地面站，由地面工作人員對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而反演出海洋鹽度信息?！毙l(wèi)星研制人員介紹，“同時，在衛(wèi)星飛躍陸地上空時，也可以兼顧土壤濕度的測量，具有更廣闊的應(yīng)用場景?！?/p>

在擁有海洋鹽度探測衛(wèi)星之前，我國大多采用海洋科考船或漂流浮標(biāo)的形式來獲取一手海洋鹽度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)覆蓋范圍和觀測連續(xù)性有限。

“海洋鹽度探測衛(wèi)星可以全天時、全天候獲取高精度全球海洋鹽度信息，在正常工作狀態(tài)下，衛(wèi)星可以不間斷地記錄觀測數(shù)據(jù)，并在飛行至地面站接收范圍內(nèi)時將數(shù)據(jù)下傳?！毙l(wèi)星研制人員介紹，“衛(wèi)星每天可獲取全球70%以上的海洋鹽度數(shù)據(jù)，每3天可覆蓋全球。”為了讓衛(wèi)星能夠有充足的能源穩(wěn)定工作，海洋鹽度探測衛(wèi)星工作軌道選擇了與地球晨昏線近似重合的“晨昏軌道”，確保衛(wèi)星太陽能電池板可以始終沐浴陽光，得到充足穩(wěn)定的能源。

“高精度”也是海洋鹽度探測衛(wèi)星的重要特點(diǎn)。據(jù)衛(wèi)星研制人員介紹，海洋鹽度探測衛(wèi)星探測精度可達(dá)月均0.1psu。

psu是海洋學(xué)中用于衡量海洋鹽度的標(biāo)準(zhǔn)，通常以‰表示。全球海洋平均鹽度為35‰，海洋中總含鹽量基本穩(wěn)定，然而受到降水、蒸發(fā)、陸地淡水匯入、洋流、海域封閉地形、海冰融化等影響，不同海域的含鹽量略有不同?！叭虼蟛糠趾Ｓ虻暮Ｋ}度變化基本上只有幾個psu，我們需要盡可能去捕捉海洋鹽度的細(xì)微變化。海洋鹽度探測衛(wèi)星的精確程度相當(dāng)于能夠準(zhǔn)確測出1000g海水中含35.0g鹽還是34.9g鹽?！毙l(wèi)星研制人員介紹。