新安晚报 安徽网 大皖新闻讯 从发射入轨后首次成像即获得有效回波数据，到苏伊士运河“世纪大堵船”连续三天获取稳定图像监测，再到汤加王国火山爆发传回全球首张高分辨率雷达卫星照片……自2020年底发射以来，中国电科38所参与研制的海丝一号SAR卫星表现惊艳全球。作为我国首颗对标国际先进技术的商业SAR（合成孔径雷达）遥感卫星，“海丝一号”入轨一年多来，运行效果如何？它又是如何在500公里外的太空为地球“做CT”的？日前，“海丝一号”SAR总师盛磊为大家一一揭秘。
“海丝一号”SAR总师盛磊介绍卫星研制和运行情况。
发射入轨 填补我国商业SAR卫星的空白
2020 年12 月22 日12 时37 分，长征八号运载火箭在位于海南岛的文昌卫星发射中心点火升空，成功将中国电科38所参与研制的国内首颗商业SAR遥感卫星“海丝一号”送入预定轨道，太阳阵和SAR 天线在轨展开成功，随后进入在轨测试阶段。至此，太空中首度有了“安徽造”的商业SAR卫星。
“海丝一号”入轨一周，先后完成能源及热控状态确认、姿控敏感部件在轨标校、卫星各姿控模式精度确认、数传链路功能确认及SAR 载荷开通测试、星地系统联通测试，从而实现了从成像任务规划、工作指令上传、雷达回波数据获取、下传和地面成像处理的全链路闭环。
12 月25 日23 时59 分，“海丝一号”SAR 载荷首次成像工作即获得有效回波数据。12月27 日，卫星完成首批回波数据获取，获得首批多幅高清SAR 图像，实现了我国首颗商业SAR 卫星的高质量成像，图像信息丰富，涵盖城市、山脉、田地、森林、河流、湖泊、冰川和海岸等典型地貌。
“海丝一号”英文谐音为“HI，SEA”，具有“你好，海洋”之意，具有重量轻、技术新、成本低和分辨率高等特点，也是“十三五”末期我国科研领域的一个重大突破。“海丝一号”的研制和使用，填补了我国商业SAR 遥感卫星的空白，标志着中国商业遥感SAR 时代的到来。
截至目前，“海丝一号”已经获取了大量高分辨率SAR 遥感影像，并为汤加王国火山爆发、苏伊士运河“世纪大堵船”、泰国曼谷化工厂爆炸、河南特大洪水等国内外突发事件提供应急拍摄服务，充分展现了SAR 卫星在防灾减灾等方面的应用前景，成像区域已覆盖亚洲、北美洲、南美洲、欧洲和南极洲等地。
“海丝一号”SAR总师盛磊介绍卫星研制和运行情况。
制胜法宝 SAR能全天候为地球“做CT”
在轨运行一年多来，“海丝一号”卫星为灾害监测、海洋环境、土地利用等提供了大量SAR遥感数据支持。它是如何大展身手的呢？其实，SAR就是它的制胜法宝。
“海丝一号”SAR 总师盛磊告诉新安晚报、安徽网、大皖新闻记者，作为卫星的重要载荷——SAR 又叫合成孔径雷达，它利用微波成像的原理对地球进行成像。与光学成像受到环境光亮等因素影响不同，SAR 的独特之处在于，它让“海丝一号”具备了穿越云雾和不分昼夜工作的能力，可以实现全天候、不受天气影响为地球“做CT”。
北京时间2022 年1 月15 日中午，南太平洋岛国汤加王国境内洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生猛烈喷发，同时伴有7.6 级剧烈地震和海啸，不仅给人类的生命财产带来严重威胁与危害，同时也会对全球气候系统造成一定影响，引发全球关注。
火山爆发后，由于互联网和通讯网全部中断，汤加全国失联。为探究灾情影响，“海丝一号”于1 月16 日20 时03 分对汤加首都努库阿洛法进行观测，发现努库阿洛法基础设施并未受到明显损坏，首都所在的汤加塔布岛北部和南部海岸线未发生明显变化。位于岛屿北海岸的努库阿洛法港塔杆、防波堤、道路、锚地等基础设施完好，有多艘船只停靠。在突发事件面前，卫星成像技术让人们不再惊慌，这也是全球第一组完成火山喷发灾区拍摄的高分辨率雷达卫星数据。
汤加火山喷发前后对比
镜头拉回国内——5 月27 日晚间，“海丝一号”拍摄的图片展示了长江安庆段水势及长江两岸周边情况。利用卫星进行监测，可以第一时间掌握长江水位及沿岸地貌，及时预警洪灾旱灾，保障长江流域农业生产及生态环境安全。卫星图像显示，长江安庆段水位处于正常状态，无违法采砂等生态环境的破坏行为。
应用广泛 可以帮人们“足不出户看世界”
“海丝一号”在自然灾害监测中发挥着不可替代的作用，它在其他领域也有独特的应用价值，甚至可以帮助人类实现“足不出户看世界”的美好愿景。
举例来说，查稽城市中车辆的违停行为，通过SAR 遥感卫星传回的图片就可以一目了然，不再需要人工到现场处理。再比如，工程监理需要了解海外项目的推进情况，不用飞到国外，通过卫星图片就能测量楼房的高度，了解工程的进展。在北京冬奥会举行期间，利用“海丝一号”在太空中俯瞰三大赛区的标志性竞赛场馆，给国人带来了一场视觉盛宴。事实上，成像分辨率为1 米的SAR 系统，可拍摄高清图片，即使距离地面几百公里，用它也能“看得清清楚楚”。
“雷达成像可以周期性地对大地进行遥感和观测，在国家经济建设、生态监测等方面都能发挥重要的作用。‘海丝一号’的研发，也是我们的一次大胆尝试。”盛磊告诉记者，在农林牧渔、国土安全以及资产监控等领等领域，SAR 遥感卫星的应用场景都拥有广阔的前景。
运行一年多来，“海丝一号”已经执行了7000 多次任务，所有指令都是盛磊和他的团队在合肥发出的。
“当卫星进入中国上空，我们会提前把指令编辑好，就像发信息一样，通过测控站和天线把指令发上去。”盛磊说。指令完成后，“海丝一号”会把相关数据传回来，科研人员会对数据进行解码，变成大家看得懂的图像。截至目前，已经有两三万张图片通过“海丝一号”传回地面，涉及城市、港口、农田等地貌，以及根据特定需求拍回的画面。
2021 年，“海丝一号”利用多个时间点采集的条带模式图像拼接镶嵌成一张安徽全景图。这张图如今已与公众见面，从卫星视角展现了安徽的独特风貌。
“海丝一号”利用多个时间点采集的条带模式图像拼接镶嵌成一张安徽全景图。
服务大众 打通技术到应用“最后一公里”
科研人员通过测算发现，像“海丝一号”这样的低轨卫星，要想在距离地球500 公里外的太空中“看你一眼”，平均重访周期需要7 天。可是，7 天太久了。为了解决即时观测文体，一个更大的星座计划已经酝酿生成。
去年9 月28 日，中国电科38 所在十三届中国航展上正式发布“天仙星座”计划。“天仙星座”是由96 颗轻小型、高性能SAR 雷达卫星构成的星座，部署在多个轨道面。今年2 月27 日，“天仙星座”首发星“巢湖一号”顺利发射入轨，与“海丝一号”组网观测，可以提供更加精准、高效、可靠的SAR卫星遥感数据服务。
盛磊透露，“天仙星座”计划将发射更多组网卫星，在其覆盖范围之内，地球上任意一点的重访周期可以缩短至1 小时，甚至10 分钟。这样一来，不仅能够实现全天候、全天时、全透明对陆地、海洋、海岸港口等进行成像观测，还可以为我国在海洋环境、灾害监测及土地利用等领域提供服务。
同时，“天仙星座”计划也致力于为全球每一位用户提供及时、精准的观测服务，通过多星组网实现遥感数据服务能力，通过X 和C 双频搭配、高低分辨率统筹设计，真正实现有“感”而发、随“星”而动的一键式服务体验。
“商业SAR 卫星的发展，后面还有很长的路要走，最重要的一点就是打通技术到应用这‘最后一公里’。”盛磊说。当前，安徽正在大力发展空间信息产业，希望在遥感应用端有更多的企业加入其中，大家共同把卫星遥感技术应用于社会生活，服务大众。
杨睿鑫 新安晚报 安徽网 大皖新闻记者 陈牧/文 于源绮/图