实干家·开拓者| 浙江首颗海洋卫星研制成功：杭州电子科技大学牵头

近日，浙江省海洋经济发展厅表示，浙江首颗海洋卫星研制成功，将于下半年发射升空，未来将重点在岛礁遥感研究、生态环境监测、海洋经济发展等方面发挥重要作用。该卫星由杭州电子科技大学牵头，是浙江省海洋强省建设的一个标志性成果。

完全由“浙江制造”的海洋卫星

这颗卫星由杭州电子科技大学牵头，自然资源部第二海洋研究所（海洋二所）论证关键参数，同时联合国科大杭州高等研究院、浙江大学、星空智联（吉利卫星工厂）等部分浙江省内卫星研制优势单位研发制造。浙江省科技厅“尖兵”“领雁”研发攻关计划则分别支持了卫星平台、遥感载荷研制等关键核心技术的攻关。

卫星联合工作组负责人之一、杭电通信工程学院教授胡淼告诉记者，近年来，随着微纳卫星技术的蓬勃发展，采用工业化器件制造的小卫星具有制造成本低、研制周期短、易于组群组网的优点，非常适合中小区域海洋遥感、观测与动态监测的需求。这颗小卫星相较于传统的国家卫星，制造成本大幅降低至原先的1/10，研发制造时间也大大缩短，仅两年时间便研制成功。

卫星联合工作组专家、海洋二所卫星海洋环境动力学国家重点实验室研究员何贤强说，由于水体的反射率低，海洋在太空观测属于暗物质，因此海洋卫星需要很高的探测灵敏度才能分辨水体中的物质组分和浓度。此外，海洋卫星还要能准确校正大气层影响，才能精确获得水体中的物质信息。这些核心技术目前已经实现自主可控。

浙江为什么要造自己的海洋卫星？

卫星海洋观测系统是海洋立体观测网的重要组成部分，具有全天时、全天候、大范围、长时序观测的独特优势，可以广泛应用于海洋生态与资源监测调查、海洋灾害监测、海洋权益维护、海洋环境预报和安全保障等领域。

那么，现有国家层面的海洋卫星以及国际卫星不能解决这些问题吗？

“能，但也存在很多问题。”胡淼说，大型海洋卫星观察覆盖的范围往往很大，无法长时间定位在一个区域，“它是国家层面的卫星，不可能一直盯着浙江沿海。另外，目前我国在轨海洋卫星的最高分辨率为20米，也就是说如果物体尺寸不到20米，卫星就分辨不了它。”

除了上述问题，还有一个问题是受制于人。国际上有些卫星数据是对外开放的，且精准度很高，但从提出申请到拿到数据，需要一定的时间。

这次浙江省研发的海洋卫星，设计分辨率为10米、幅宽200公里，观测范围可覆盖全省，拥有8通道可见光和2通道短波红外的光谱覆盖。

值得一提的是，该卫星智能载荷信息处理模块部分，支持多种算法框架，在算力上领先全国，且兼容多种载荷设备接口，有助于下一步多源异构海洋大数据信息的智能融合。

该海洋卫星将发挥哪些作用？

遥感、通讯、导航，这是卫星的主要用途，海洋卫星也无外乎以上几点。从科研到应用，从观测到管理，有了卫星技术的加持，很多复杂问题都能迎刃而解。

浙江是全国海岛最多的省份，但却没有在轨运行的海洋卫星。

2021年7月，浙江省生态环境厅曾借用国家卫星GF-1号进行遥感环保督察，发现有公司利用暗管将工业废水偷偷排入海，红棕色的污水带绵延在海中。此次督察中还发现一些沿江生产企业侵占河道岸线，生活垃圾、工业垃圾、建筑垃圾侵占滩涂湿地，大量砂石码头和造船厂污染治理设施形同虚设等问题。

胡淼说，浙江省岛屿众多，渔业经济较为发达，未来这颗卫星将重点在岛礁遥感研究、生态环境监测、海洋经济发展等方面发挥重要作用。

“遥感作为远距离观测技术，空间覆盖广、获取周期短，是观测情况多变的海岸带及可达性差的海岛礁的重要监测手段。浙江省有众多入海水系，有了自己的卫星，也能满足我省重点沿海水域赤潮、溢油、石油烃等污染监测需求，同时也能提高观测范围和频率，将观测网织得更密。”

“再举个简单的例子：以往渔民出海捕鱼靠的是经验，但卫星能监测叶绿素浓度，而叶绿素浓度高的地方浮游生物丰富，浮游生物多往往意味着鱼多。这些数据对出海捕捞具有十分重要的参考价值。”胡淼说。

第二颗和第三颗卫星预计2025年-2026年交付。

从1985年至今，我国海洋卫星发展经历了七个“五年计划”，目前有在轨海洋卫星20颗，其中国家层面9颗，各省份11颗。

近年来，高分辨率光学遥感技术的快速发展，有力地推动了海洋卫星商用业务的发展。2021年6月，厦门大学成功发射由厦门大学和航天东方红有限公司共同研制的“海丝二号”微纳光学遥感卫星，是我国首颗以海洋近岸、浅海岛礁及内陆水体生态环境为观测目标的微纳光学遥感卫星。目前该卫星已为厦门湾等福建近海及境内外的多个热点区域获取了大量海洋数据，很好地应用于海洋行政执法、海洋防灾减灾、海洋资源开发利用等多个方面。

胡淼透露，浙江的海洋卫星将组网建设，在研制第一颗海洋卫星的同时，联合工作组同期已经开展了第二颗、第三颗海洋卫星的规划和相关应用前期研究，并开展了高分辨率红外光谱成像、智能实时处理器、高分辨率水质与海洋碳通量遥感监测、高频次低重访间隔全天时遥感混合星座等关键核心技术攻关。第二颗和第三颗浙江海洋卫星预计2025年-2026年交付。

第一颗海洋卫星升空后能实现全省15天一次的遥感巡查。未来三颗海洋卫星星座组网后，则能对我国沿海省市海岸带进行10米分辨率、5天一次的遥感巡查。

“未来如果我们能实现第四颗、第五颗卫星的升空，就能将5天一次缩短到3天一次。”胡淼说。

为什么是杭电？

据胡淼教授介绍，杭电参与这项研究的团队主要为智能光电感知团队。该团队成立于2016年，主要研究方向为基于光电的感知技术及其在军事和民用通信领域应用。团队以感知为纽带，潜心于基于光学和电学感知相关技术的交叉研究。团队致力于研究智能光电信号产生、传输、处理、测量的新方法，新型光电感知器件、高速通信系统、新型传感/遥感技术等。团队前期研发的低轨卫星跟瞄系统，曾获省级及以上奖项；2023年“千兆级全光接入网传输系统的关键技术及产业化”又获浙江省科技进步二等奖。

智能光电感知团队

胡淼教授

“在卫星跟瞄准器项目研发的过程中，我们对卫星轨道、载荷、参数设计等方面做了大量的研究。所以在浙江海洋强省发展过程中，省科技厅提出海洋卫星发展需求的时候，我就说‘我们能做’。”胡淼介绍道。

杭电智能光电感知团队研发的卫星跟瞄准器

卫星跟瞄准器项目的长期研究与实践，为后期提出海洋卫星工程的总体方案，并进行总体把控奠定了坚实的基础。前期的研究基础还为此次卫星工程中提供了重要技术：卫星智能载荷信息处理模块。“它支持多种算法框架，实现算力全国领先，可以兼容多种载荷设备接口，有助于下一步多源异构海洋大数据信息的智能融合。”胡淼说。

我国第一颗人造卫星“东方红一号”的研究团队中，便有杭电人的身影。89岁的科学家，杭电老校长周行权，曾参加我国第一颗人造卫星“东方红一号”与运载火箭的地面联合试验，独立担任160吨推力架的力学计算与设计。周行权曾是绝密级国防科技研究者、中国“导弹”之父钱学森亲自授课的航空航天班第一届学员。

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排  版   |   记者社潘双清

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