庞之浩：精彩纷呈的中国航天科技（4）

2.遥感卫星观地球

号称“千里眼”的遥感卫星可对地球进行连续的、快速的、大面积的详细观测。从用途看，遥感卫星又分为陆地卫星、气象卫星和海洋卫星三种，我国已研制、发射和应用了这些卫星。

（1）陆地卫星

① 返回式卫星

返回式卫星是中国最早的应用卫星，先后有24颗入轨、23颗回收。我们用这些返回式卫星不仅进行了遥感、微重力实验和新技术试验，还为掌握载人飞船返回技术提供了重要借鉴。未来，我们还将研制商用可重复使用返回式卫星。

② 资源卫星

资源卫星是当代最先进的勘测手段，具有大范围、快速、定期和综合观测等优点，从而发现了许多以前因人迹未到或手段落后而没找到的自然资源，并节省了大量人力、物力和财力。此外，它还是环保和减灾能手。

目前，我国已成功发射了7颗资源-1系列卫星，它们的特点是中等分辨率、大幅宽和多谱段。这7颗卫星中，有5颗是与巴西合作研制的，最高分辨率为2.36米，而资源-02C、02D卫星是我国独自研制。另外，我国还独自研制、发射了3颗资源-2和3颗资源-3卫星，其中资源-3是我国民用立体测绘卫星。

2000年，我国发射了资源-2的01星。2002年和2004年，又陆续发射了更先进的资源-2的02、03星。2012年、2016年、2020年发射的资源-3的01星、02星、03星，集测绘和资源调查功能于一体，首次实现了我国遥感卫星多角度、多光谱综合立体成像，并通过星地一体化设计，使我国卫星遥感图像质量达到国际先进水平。资源-3的01星分辨率3.5米，02星分辨率2.5米，03星具备多角度立体观测和激光高程控制点测量能力。

③ 高分卫星

随着经济建设的日新月异，人类对卫星的分辨率和使用寿命要求越来越高，对地观测已进入高分辨率卫星时代。高分辨率对地观测卫星可解决国土资源、农业、环境、灾害监测与城市建设等应用急需。

2013年，我国发射了高分辨率对地观测系统的首发星——高分-1。该卫星的最大特点就是同时兼有高空间分辨率和时间分辨率，是目前同等分辨率下幅宽最大的。

2014年，我国发射了首颗分辨率为亚米级的高分-2。

2015年，高分-4升空。它是我国“高分”专项中首颗高轨道高分辨率光学遥感卫星，也是当时世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星，能长期对河南省大小的某一地区固定连续观测，在应急救灾、环境保护等动态实时监测方面都有很高的应用价值。

2016年发射的高分-3是世界上性能最先进的C频段多极化合成孔径雷达卫星，能全天候和全天时实现全球海洋和陆地信息的监视监测。它有12种成像模式，是世界上成像模式最多的合成孔径雷达卫星。2021年，高分-3的02星入轨。

2018年发射的高分-5是我国首颗高光谱综合观测卫星，使我国建成了高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测的时空协调、全天候、全天时的对地观测系统。2021年，发射的高分-5的02星，用于全面提升我国大气、水体、陆地的高光谱观测能力。

2018年发射的高分-6，其载荷性能与高分-1相似，并在此基础上实现单相机大视场成像功能，性能指标进一步提高。

2019年，我国发射的高分-7，属于高分辨率空间立体测绘卫星，设计寿命为8年，可拍摄3D大片。它突破了亚米级立体测绘相机技术，高精度卫星激光测高技术等关键技术。

“高分”专项于2010年经国务院批准启动实施。“高分”系统覆盖了从全色、多光谱到高光谱，从光学到雷达，从太阳同步轨道到地球同步轨道等多种类型，构成了一个具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率能力的对地观测系统。

另外，2020年7月3日，高分多模卫星升空。该卫星是我国第一颗分辨率优于0.5米的敏捷智能遥感卫星，用于大比例尺的平面测图和更新，并能实现多种成像模式切换。

④ 环境减灾卫星

2008年，我国发射的首批环境减灾监测卫星——环境减灾-1A、1B，可获高时间分辨率、中等空间分辨率观测数据，对我国大部分地区实现每天一次重复观测，大大缓解了我国对地观测数据紧缺的局面。

2012年，环境减灾-1C升空。它是我国首颗民用雷达卫星，可全天候、全天时对地观测，与环境减灾-1A、1B组成2＋1星座。

2020年，环境减灾-2A、2B发射升空，它们是民用空间基础设施首批业务卫星。

（2）气象卫星

气象卫星的最大特点是具有很短的覆盖周期，能大大提高天气预报的准确率，没漏过一次台风预报，主要用于探测和监视全球大气状况，同时还可应用于船舶航行、灾害监测和冰情预报等众多非气象领域。气象卫星分两种，一种是极轨气象卫星，另一种是静止气象卫星。前者可实施全球覆盖，并且分辨率较高，适于全球长期天气预报。后者可对卫星下方40%的地球进行连续观测，适合监测生命期较短而危害又大的强对流灾害性天气，开展地区性短期天气预报业务。这2种卫星互相补充，基本可以做到对全球的连续监测。

我国是世界第三个同时拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家，风云-1、3为前者；风云-2、4为后者，其效益为1：10。目前我国已成功发射17颗风云气象卫星，其中8颗在轨稳定运行。这里面，风云-3C、3D、3E是目前国内光谱测量通道最多、功能最全、性能最先进、精度最高的极轨遥感卫星，具有世界先进水平。2016年发射的首颗第二代静止气象卫星风云-4A，采用三轴稳定控制，是当前世界上唯一能够实现三维大气动态监测的卫星，综合探测水平国际领先。2021年，我国又成功发射了风云-4B。

我国自主研制的首颗碳卫星于2016年发射。它为全球学者开展碳排放和气候变化，为我国政府开展气候变化谈判和环境外交提供了重要支撑。

（3）海洋卫星

海洋卫星能经济、便捷地对大面积海域进行实时、同步、连续地监测，更好地保护海洋和开发海洋资源。目前，我国已发射了4颗海洋-1海洋水色卫星和4颗海洋-2海洋动力环境卫星，以及中法海洋卫星。

其中，海洋-1海洋水色卫星用于探测叶绿素、悬浮泥沙和水温等，评估渔场、预报鱼汛、监测海洋污染等，还用于监测河口悬浮泥沙、海岸带生态等。海洋-2海洋动力环境卫星用于探测海面风场、海面高度、浪场、流场以及温度场等协动力环境要素。

2018年，我国首颗中法海洋卫星成功发射。该卫星装有全球首台新型体制的微波散射计和全球首台新型体制的雷达波谱仪，首次实现了海风和海浪同步观测。

3.导航卫星效益高

卫星导航的应用只受想象力的限制。目前，我国很重视卫星导航系统的建设，并分三个阶段实施。

1994-2000年为第一阶段。我国先后发射了2颗北斗-1导航卫星，建成了世界首个有源卫星导航系统，并成为世界第3个拥有卫星导航系统的国家。该系统还能进行双向数字报文通信和精密授时，用于国内卫星导航，定位精度为20米，每次短信字数120个字。

2004-2012年底为第二阶段。我国建成了运行在3种轨道、由14颗北斗-2卫星组成的区域卫星导航系统，定位精度为10米，每次短信字数120个字。

2009-2020年为第三阶段。我国建成了运行在3种轨道、由30颗北斗-3导航卫星组成的全球卫星导航系统，定位精度为2.5-5米，每次短信字数1000字。

北斗-3系统具有一些国外全球卫星导航系统不具备的性能和特点，如：采用3种轨道卫星组成混合星座，且高轨卫星更多，因此抗遮挡能力强；可提供多个频点的导航信号，能通过多频信号组合使用等方式提高服务精度；融合了导航与通信能力，可提供定位导航授时、全球短报文、国际搜救、区域短报文、精密单点定位、星基增强和地基增强七种服务。