高分三號衛星

2016年8月10日6時55分，我國在太原衛星發射中心用長征四號丙運載火箭成功發射高分三號衛星。高分三號衛星由中國航天科技集團公司五院抓總研製，是我國首顆解析度達到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達(SAR)衛星，將顯著提升我國對地遙感觀測能力，是高分專項工程實現時空協調、全天候、全天時對地觀測目標的重要基礎。

為滿足多用戶需求，高分三號衛星在系統設計上進行了全面優化，具有高分辮率、大成像幅寬、多成像模式、長壽命運行等特點，主要技術指標達到或超過國際同類衛星水平。高分三號衛星的成功發射是高分專項工程建設的又一重大成果。

高分三號衛星具備12種成像模式，涵蓋傳統的條帶成像模式和掃描成像模式，以及面向海洋應用的波成像模式和全球觀測成像模式，是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達衛星。衛星成像幅寬大，與高空間解析度優勢相結合，既能實現大範圍普查，也能詳查特定區域，可滿足不同用戶對不同目標成像的需求。此外，高分三號衛星還是我國首顆設計使用壽命8年的低軌遙感衛星，能為用戶提供長時間穩定的數據支撐服務，大幅提升了衛星系統效益。

作為一顆全新的微波合成孔徑雷達衛星，高分三號研製工程具有5大特點。

與以往研製的衛星相比，由於該衛星所承擔的任務和用途不同，為使其獲取更多的信息，採用了全新的體制和多極化的設計，使得衛星可以儘可能把來自於各方面的信息都收集起來，傳遞給地面，從而為全方位獲取地表的4種極化信息提供依據。高分三號衛星的解析度可以達到1米，是世界上解析度最高的C頻段、多極化衛星。同時衛星獲取的微波圖像性能高，不僅可以得到目標的幾何信息，還可以支持用戶的高定量化反演應用。

高分三號有12種工作模式，是世界上工作模式最多的合成孔徑雷達衛星。它不但可以觀測陸地、也能觀測海洋；不但能夠大範圍地普查，也能夠對特定的目標進行詳查；不但能夠看到目標，還能夠精確測量目標；具有全天候、全天時、全方位的特點。

高分三號的功率達萬瓦級，可以獲取高性能的微波圖像。同時高分三號是我國首顆連續成像時間達到近小時量級的合成孔徑雷達衛星，極大地提高了衛星獲取數據的能力。

高分三號是我國低地球軌道上第一顆大尺度、大翼展衛星，衛星的天線有15米長，兩個太陽翼展開后，衛星的翼展達18米。大尺寸、大翼展給衛星的設計、研製、試驗驗證、定姿定軌和在軌運行穩定性等都帶來了巨大的挑戰，研製如此大尺度、大翼展的衛星，在中國至間技術發展史上從未有過。在大尺度的基礎上，衛星需要實現高姿態穩定度、高天線形面精度和溫控精度，在以往衛星研製中也是少有的。

高分三號是我國低地球軌道上第一顆設計壽命達8年的衛星。此前，我國低地球軌道上的衛星設計壽命最長為5年，而高分三號衛星則增加了近一倍。長壽命使得衛星可以獲取更多的觀測數據，極大地提升了衛星效益。

(1)獲取我國主張的300萬平方千米管轄海域的監視數據，提供油氣資源勘探開發、船舶作業、島礁變化、海面溢油、風暴潮、巨浪、海冰等信息，提升海洋權益維護能力，為海上侵權突發事件快速響應提供服務；

(2)為我國減災及自然災害救助應急綜合部門定期獲取全國範圍內，尤其是災害頻發區和人口密集區的高解析度多極化的星載合成孔徑雷達數據，為後續災害預警、監測、評估、決策、應急等提供數據保障。將高分三號衛星系統納入國家減災救災業務體系，實現與減災救災、應急救災、恢復重建等業務工作無縫銜接，成為洪澇、滑坡泥石流、地震、乾旱、雪災、冰凌、海冰、火災及次生災害的遙感減災救災的重要數據源之一；

(3)為水利部門在涉水災害監測與評估、水資源評價與管理、水環境監測、水土保持監測中，提供自主合成孔徑雷達衛星數據源；

(4)為氣象部門提供災害天氣、氣候變化、環境事件的預報預測和監測服務，提高氣象部門監測預測的能力；

(5)為農業、國土、環保、國安、公安、電子政務與主體功能區、住建、交通、統計、林業、地震、測繪、國防等部門提供監測服務，提高行業應用能力；

(6)獲取全球大洋和近海的高解析度風、浪監測數據，提高海洋預報和海況預報精度；

(7)更新海島和海岸帶環境綜合督查數據，為海洋綜合管理提供服務。

21世紀，為適應海洋開發利用、減災救災和環境保護的需求，我國開始合成孔徑雷達衛星的研製工作。2011年8月，我國海洋二號雷達成像衛星發射成功。海洋二號衛星是我國首顆獲取海洋動力環境信息的雷達成像衛星，也是世界上第一顆集散射計、輻射計、高度計等微波主、被動觀測載荷於一體，可同時測量海面高度、海溫、風速、波高的衛星。2012年11月，我國成功發射環境一號C合成孔徑雷達衛星，與2008年9月升至的環境一號A,B星組成星座，用於環境監測。雖然海洋二號、環境一號C合成孔徑雷達衛星在應用上取得了極大的成功，但隨著我國資源調查、減災救災、環境保護等眾多領域需求的激增，研製性能更為先進、多用途的合成孔徑雷達衛星成為加快我國信息化建設的當務之急。在進行國家重大科技專項“高解析度對地觀測系統”民用領域項目規劃過程中，航天科技人員通過對21種典型的遙感應用觀測目標雷達適應工作頻率進行統計，認為C頻段對18種遙感應用觀測目標具有很好的適應性，可以滿足海洋、減災、水利、氣象和其他用戶的廣泛需求。因此，選擇了研製高解析度、多模式、多極化、C頻段的合成孔徑雷達衛星高分三號衛星。高分三號衛星是“高分”專項民用領域中目前唯一的相控陣雷達成像衛星，作為我國“高分”重大專項民用領域微波遙感衛星的“獨生子”，它的發射和應用意義重大。

加快了我國“高分”系統建設進程，為“數據中國”建設提供技術支撐。

實施高解析度對地觀測系統重大專項，是實現中華民族偉大復興的重大舉措，是我國在新時期加快信息化建設的重要戰略部署，也是加快資源開發、環境保護、提高減災救災能力水平的重要舉措。隨著國民經濟的增長和民用各業務領域應用的迫切需求，高解析度雷達成像衛星遙感數據需求呈逐年增長的趨勢，急需能夠滿足陸地和海洋觀測要求的合成孔徑雷達衛星。作為一顆C頻段多極化合成孔徑雷達成像衛星，高分三號能夠全天候和全天時實現全球海洋和陸地信息的監視監測，並通過左右姿態機動擴大對地觀測的範圍和提升快速響應的能力；作為一顆具有1米高解析度的衛星，高分三號能夠獲得更為清晰的圖像，得到更多的地物信息；高分三號衛星具備多工作模式，這種多模式的設計，使得該衛星能夠滿足多用戶對解析度、測繪帶寬的不同需要；作為一顆多極化的合成孔徑雷達衛星，高分三號能夠提高目標發現、分類和識別的概率，滿足不同用戶的觀測需求，有著廣泛的應用潛力；高分三號是一顆不論在陸地和海上都可以應用的衛星，做到了“海陸全能”，特別是對於海洋維權、海洋開發和海洋資源保護具有重要意義。因此，它的發射成功和應用，填補了我國高分重大專項系統微波遙感衛星的至白，開闢了一個全新的應用領域。

衛星用戶眾多，市場應用前景廣闊。

高分三號衛星的主用戶包括國家海洋局、民政部、水利部、中國氣象局以及十幾個行業，其獲取的C頻段多極化微波遙感信息，在海洋觀測、水利應用、災害監測、環境監測等方面具有獨特的優勢，可以為各行業用戶提供連續、高質量、高精度對地觀測數據，廣泛服務於我國海洋、減災、水利及氣象等多個行業及業務部門，應用領域十分廣泛。比如，通過高分三號衛星提供的可靠、穩定的高解析度微波遙感圖像，可以提高我國海洋環境災害監測與預報能力，增強我國近海海域管理和環境保護的能力；可以為減災備災、應急救災、恢復重建提供多層次、立體動態信息，加快災害監測與評估進程，增強災害的快速反應能力，對防災救災工作提供有力保障；可以進行颱風、風暴潮、泥石流、山體滑坡等自然災害監測預測，提高抵禦自然災害的能力；此外，在促進我國國際界河管理、涉外水資源談判等方面也具有重要意義。因此，該衛星的發射和應用，為我國實施海洋開發、陸地環境資源監測和防災減災等，將提供重要技術支撐，在國民經濟和國防建設等眾多領域將產生直接經濟和社會效益，並進一步帶動相關產業的技術進步。同時，它還將在引領我國民用長壽命高解析度微波遙感衛星應用方面，起到重要的示範作用。值得一提的是，我國是一個自然災害頻發的國家，天基信息系統建設的任務繁重，這種“一星多用”，一次發射、多方受益的設計思路，也充分彰顯了中國航天一直堅持和實踐的少花錢多辦事的“中國特色”。

豐富了我國“高分”系統衛星數據源，推動了我國衛星遙感水平跨越發展。

我國“高分”專項民用領域規劃了數顆對地遙感衛星，這些衛星大都是具有不同功能性能、運行於不同軌道、服務不同用戶的光學遙感衛星。高分三號作為我國高分專項民用領域中目前唯一的合成孔徑雷達成像衛星，具有不受光照和氣候限制，全天候、全天時工作的特性，特別是對雲層、地表植被、鬆散沙層和冰雪具有一定的穿透能力。因此，它可以彌補衛星光學探測的不足，給人們提供更多、更為全面詳盡的信息。該衛星的發射和應用，把我國“高分”系統建設由可見光、熱紅外、遠紅外帶入到微波輻射區，迎來了衛星微波遙感應用的新時代。

實現了我國雷達成像衛星技術的重大跨越，推動了空間技術的發展。

雖然之前我國已成功發射和應用了多顆合成孔徑雷達衛星，但觀測的性能還不能滿足國內多用戶的需要，與國外相比還有一定的差距。主要表現在解析度低，工作模式少，極化方式單一，不具備雙側視能力。為研製世界上性能最先進的C頻段多極化合成孔徑雷達衛星，衛星總體單位中國至間技術研究院科技人員通過技術創新，攻克了大量關鍵技術，實現了高性能、長壽命合成孔徑雷達衛星研製技術的重大突破。研製團隊先後攻克了以低軌道衛星長壽命高可靠設計、分析及驗證技術，大撓性高精度高穩定衛星控制技術，高品質萬瓦級脈衝大功率電源及多母線供電技術，衛星機電熱一體化、數字化三維協同設計及製造技術，輕量化、雙極化共壁波導縫隙天線技術，大功率、C頻段四通道T/R組件技術，大型相控陣天線高功率合成及高精度指向技術，陸海兼容多模式多極化成像技術，大型面陣及機構高精度裝配、展開及面型控制技術，SAR成像性能地面模擬及驗證技術等為代表的50多項關鍵技術，多項技術填補了國內和國際至白。這些關鍵技術的突破，不僅實現了我國低地球軌道長壽命、高解析度合成孔徑雷達衛星研製技術“里程碑”式的重大跨越，還將極大地推動我國衛星工程的設計和研製技術的發展。

實現了微波圖像數據自主，為國家信息安全提供可靠保證。

此前，我國民用合成孔徑雷達衛星圖像數據均為進口，不僅價格昂貴，且有時在緊急時刻不能在第一時間獲取數據。高分三號衛星所提供的可靠、穩定的高解析度微波圖像數據，將極大地滿足國內用戶對高解析度民用微波遙感衛星數據的需求，結束我國微波遙感數據圖像長期依靠外國的歷史，不僅可節省大量國家外匯資金，而且為建立我國獨立自主的微波遙感數據系統，實現我國各業務領域獨立自主的應用和國家信息安全提供了可靠保證。

豐富了衛星微波遙感基礎數據，進一步推動了技術進步和相關學科研究領域的發展。

高分三號衛星的研製帶動了我國微電子、微機械、光學、新材料等諸多領域的技術進步，促進了相關產業的發展。同時，該衛星所獲取的高解析度基礎數據，將進一步促進我國相關學術領域科學研究的不斷深入，推動海洋學、冰川學、地質學、地形學以及生態學等學科領域的科技進步與發展。