作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2017/12/25 10:29:23
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中科院遥感地球所:天地对话的特殊“传达室”

①遥感地球所副所长刘建波 (右二)参加北极站落成仪式。

②密云站工作人员维修设备。

③三亚站工程师进行电机清理工作。

④喀什站在执行暗物质卫星首轨任务时严阵以待。

■本报记者 沈春蕾

12月20日下午,在中国遥感卫星地面站喀什站,杜卫波像往常一样例行工作——检查12米天线设备。他告诉《中国科学报》记者:“我们负责接收卫星数据,每天每个时段都有卫星过境,所以接收工作是365天、每天24小时不能停,地面站的工作人员基本以站为家。”

今年,陆地观测卫星数据全国接收站网建设项目通过国家验收,该站网项目由中国科学院遥感与数字地球研究所(以下简称遥感地球所)承担建设任务,已经形成了密云站、喀什站、三亚站、昆明站、北极站和北京本部组成的我国对地观测卫星与空间科学卫星数据接收站网。

遥感地球所副所长刘建波在接受《中国科学报》记者采访时表示:“通过陆地观测卫星数据全国接收站网,我国直接接收卫星数据的范围覆盖了全部国土和亚洲70%的区域,这是一座繁忙而又特殊的‘传达室’。”

从一枝独秀到多站组网

卫星遥感是20世纪60年代兴起的科学领域,随后迅速发展成为各国空间对地观测领域的主要科技手段之一。刘建波指出:“我国在拥有自己的遥感卫星地面站之前,只能通过购买国外的卫星数据获取相应的资料,不仅难度大,还存在时效性差、数量极其有限等问题。”

1979年1月31日,邓小平同志与美国时任总统卡特签订中美科技合作协定。在此基础上,1986年12月,我国建成了自己的遥感卫星地面站,包括位于京郊的密云卫星数据接收站(简称密云站)和位于北京的数据处理中心,邓小平同志亲笔题写了站名——中国遥感卫星地面站。

随着中国遥感卫星地面站的建成,我国可以在第一时间直接获取国际遥感卫星观测的数据。问题也随之而来,“密云站的数据接收范围仅能够覆盖我国陆地国土80%左右,制约了我国陆地观测卫星地面系统的发展和服务。”刘建波说。

于是,2005年国务院批准启动了陆地观测卫星数据全国接收站网建设项目。2012年,国家高分辨率对地观测重大专项实施。借助于这些国家项目,经过十年的艰苦建设,中国遥感卫星地面站从建立之初的一个密云站,发展到了今天拥有国内外5个接收站的规模。

其中,2008年建成的喀什站解决了我国西部和周边区域长期缺乏遥感卫星数据的状况,2010年建成的三亚站使我国陆地观测卫星数据直接获取能力首次伸展到南部海疆,2016年5月建成的昆明站有效解决了我国西南及周边地区的卫星观测数据的获取问题,2016年12月建成的北极站是我国第一个位于海外的陆地观测卫星接收站。

从一座天线到数十座天线,从一个站到多站组网,从国内到走出国门,中国遥感卫星地面站不断填补我国空间遥感领域数据获取能力的空白。地面站的每个重要建设、发展节点,都对利用空间信息保障国家利益具有重要的意义。

从技术引进到自主创新

自地面站建成投入运行以来,技术水平明显提升。中国遥感卫星地面站副主任黄鹏回忆道:“1986年密云站初建时,全部设备和技术均来自美国,而今地面站技术已经实现国产化。”

现在,中国遥感卫星地面站已经形成了完整的卫星数据接收、传输、存档、处理、分发体系,以北京总部的运行管理与数据处理为核心,密云站、喀什站、三亚站、昆明站、北极站为数据接收点的运行格局。

卫星存储数据的能力有限,而接收卫星数据是一个不可逆的过程,卫星通过无线电波向地面站传输数据,可能会出现数据丢失的情况,这就需要通过必要的技术保障手段降低数据丢失概率,增加可靠的备份手段及时作出响应。

黄鹏指出:“我们自主研发的运行管理系统、数据接收系统、数据传输系统、数据处理系统、数据管理系统、数据检索与技术服务系统协同运行,实现覆盖全国疆土的数据接收、处理和共享分发服务能力,满足国家遥感卫星数据接收任务的需要。”

在数据传输方面,密云、喀什、三亚接收站至北京总部之间建有10000Mbps或622Mbps带宽的高速数据传输专用链路,瑞典基律纳北极站至北京总部之间的数据传输网络带宽为450Mbps,“强大的数据传输能力保证了卫星数据传输的时效性。”黄鹏说。

正是有了这些自动化技术支撑的调度系统,地面站在卫星数量增加20多倍的情况下,仍然维持人员数量不变,并顺利完成卫星数据接收和传输任务。其中,新建的昆明站和北极站平时处于自动运行无人值守的状态。

黄鹏指出:“我们的综合运行管理系统可以管理规划极轨对地观测卫星、静止对地观测卫星、空间科学卫星等20颗以上国内外卫星任务。地面站的所有系统都以高度的自动化进行协同运行,从数据接收计划的获取、接收任务及资源的规划、数据接收、数据记录、数据处理,直至将数据产品交付用户,全部过程均为自动化执行。”

从服务社会到走出国门

今年8月8日21时,四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震源深度20公里。9日中午12时,遥感地球所完成了法国SPOT-6卫星、美国LANDSAT-8卫星四川九寨沟震区历史数据产品生产处理,并在所官网通过网络共享发布了首批震区震前卫星数据,并接收了震后的大量国产卫星数据。

中国遥感卫星地面站运行31年来,所接收的卫星数据主要应用于我国科研、灾害监测、环境监测、国土资源、城市规划等专业领域,在保障国家重大任务需求、业务化应用等方面取得了突出成果,真正发挥了国家对地观测领域核心基础设施的作用。

在服务重大自然灾害遥感监测方面,从1987年大兴安岭火灾,到1998年长江特大洪水灾害,再到2008年汶川地震、2010年玉树地震、2013年芦山地震等历次重大自然灾害中,中国遥感卫星地面站均第一时间响应,为国家决策提供了强有力的数据保障与信息支持。

同时,作为国际资源卫星地面站网的重要成员,中国遥感卫星地面站还在澳大利亚林火、巴基斯坦洪水、日本地震等国际重大自然灾害中及时提供了大量珍贵卫星数据,其中澳大利亚林火监测工作产生了很好的社会反响和国际影响,向世界展示了我国和平利用空间技术的形象。

当前,围绕开展“一带一路”沿线资源环境格局与发展潜力等相关研究,遥感地球所正在为“一带一路”提供宏观、前期战略咨询,为“一带一路”沿线国家提供空间信息、环境现状信息支持。刘建波透露:“未来,我们将加强与‘一带一路’沿线国家建设遥感卫星地面站方面的合作,服务国家发展战略,服务沿线国家需求。”

《中国科学报》 (2017-12-25 第5版 创新周刊)
 
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