Science and Technology Foresight ›› 2022, Vol. 1 ›› Issue (1): 126-145.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.01.011
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Received:
2022-02-25
Revised:
2022-03-09
Online:
2022-03-20
Published:
2022-04-21
张庆君()
作者简介:
张庆君,研究员,博士研究生导师,俄罗斯宇航科学院院士,国际欧亚科学院院士。曾任神舟载人飞船副总设计师,现任资源一号卫星总设计师及海洋二号、高分三号等系列卫星总指挥兼总设计师。中国宇航学会测控专业委员会副主任委员,中国海洋学会海洋遥感专业委员会副主任委员。国务院政府特殊津贴专家,“新世纪百千万人才工程”国家级人选,国家“万人计划”科技创新领军人才。长期从事卫星遥感理论研究、系统设计和工程研制。获国家级奖励3项,其他省部级奖励8项。出版专著3部,发表论文150余篇,授权发明专利42项。电子信箱:ztzhangqj@163.com。
基金资助:
ZHANG Qingjun. Prospect of Satellite Ocean Remote Sensing System for Comprehensive Carbon Management[J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(1): 126-145.
张庆君. 面向碳综合治理的卫星海洋遥感体系展望[J]. 前瞻科技, 2022, 1(1): 126-145.
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URL: http://www.qianzhankeji.cn/EN/10.3981/j.issn.2097-0781.2022.01.011
光谱范围/nm | 观测要素 |
---|---|
402~422 | 黄色物质,如带颜色的溶解有机物(CDOM)和悬浮泥沙 |
433~453 | 叶绿素浓度,通常多谱段组合使用 |
480~500 | 叶绿素浓度,通常多谱段组合使用 |
500~520 | 叶绿素浓度,通常多谱段组合使用 |
545~565 | 黄色物质浓度 |
660~680 | 大气吸收 |
745~785 | 云、气溶胶 |
845~885 | 大气气溶胶 |
光谱范围/nm | 观测要素 |
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402~422 | 黄色物质,如带颜色的溶解有机物(CDOM)和悬浮泥沙 |
433~453 | 叶绿素浓度,通常多谱段组合使用 |
480~500 | 叶绿素浓度,通常多谱段组合使用 |
500~520 | 叶绿素浓度,通常多谱段组合使用 |
545~565 | 黄色物质浓度 |
660~680 | 大气吸收 |
745~785 | 云、气溶胶 |
845~885 | 大气气溶胶 |
微波辐射计关键频段/GHz | 适应观测要素 |
---|---|
1.4 | 海洋盐度 |
6.9、10.7 | 海面温度 |
18.7 | 海面温度、大气水汽 |
23.8、37 | 大气水汽 |
微波辐射计关键频段/GHz | 适应观测要素 |
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1.4 | 海洋盐度 |
6.9、10.7 | 海面温度 |
18.7 | 海面温度、大气水汽 |
23.8、37 | 大气水汽 |
卫星 | 测高 精度/cm | 有效波 高精度/cm | 风场观 测刈幅/km | 风场分 辨率/km | 风速测量精 度/(m·s-1) | 风速测量范 围/(m·s-1) | 风向测量精 度/(°) | 海温 刈幅/km | 海温 精度/K |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
HY-2B | 4.58 | 0.34 | 1800 | 25 | 1.0 | 2~24 | 12.9 | 1800 | 0.8 |
HY-2C | 4.60 | 0.27 | 1800 | 25 | 1.0 | 2~24 | 12.98 | — | — |
HY-2D | 4.60 | 0.27 | 1800 | 25 | 1.0 | 2~24 | 12.98 | — | — |
国际同比 | 4.77 | 0.41 | 1800 | 25 | 0.9 | 2~24 | 16.5 | 1600 | 0.66 |
卫星 | 测高 精度/cm | 有效波 高精度/cm | 风场观 测刈幅/km | 风场分 辨率/km | 风速测量精 度/(m·s-1) | 风速测量范 围/(m·s-1) | 风向测量精 度/(°) | 海温 刈幅/km | 海温 精度/K |
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HY-2B | 4.58 | 0.34 | 1800 | 25 | 1.0 | 2~24 | 12.9 | 1800 | 0.8 |
HY-2C | 4.60 | 0.27 | 1800 | 25 | 1.0 | 2~24 | 12.98 | — | — |
HY-2D | 4.60 | 0.27 | 1800 | 25 | 1.0 | 2~24 | 12.98 | — | — |
国际同比 | 4.77 | 0.41 | 1800 | 25 | 0.9 | 2~24 | 16.5 | 1600 | 0.66 |
卫星 | 成像 模式/种 | 最高分 辨率/m | 最大幅 度/km | 侧视能力 | 无线 尺寸/m | 峰值 发射 功率/W | 发射 带宽/ MHz | 单通道 发射 功率/W | 连续成像 时间/min | 数据 传输率/ (Mbit·s-1) | 设计 寿命/年 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GF-3 | 25 | 1(0.5)×1 | 650 | 左/右侧视 | 15×1.5 | 15360 | 240 | 20 | 100 | 900 | 8 |
Radarsat-2 | 20 | 3(0.8)×3 | 500 | 左/右侧视 | 15×1.4 | 5120 | 100 | 10 | 28 | 210 | 7.25 |
Sentinel-1 A&B | 4 | 5×5 | 400 | 右侧视 | 12.3×1 | 4400 | 100 | 15.85 | 70 | 520 | 7.25 |
RCM | 9 | 1×3 | 500 | 右侧视 | 6.88×1.37 | 1600 | 100 | 10 | 12 | 300 | 7 |
卫星 | 成像 模式/种 | 最高分 辨率/m | 最大幅 度/km | 侧视能力 | 无线 尺寸/m | 峰值 发射 功率/W | 发射 带宽/ MHz | 单通道 发射 功率/W | 连续成像 时间/min | 数据 传输率/ (Mbit·s-1) | 设计 寿命/年 |
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GF-3 | 25 | 1(0.5)×1 | 650 | 左/右侧视 | 15×1.5 | 15360 | 240 | 20 | 100 | 900 | 8 |
Radarsat-2 | 20 | 3(0.8)×3 | 500 | 左/右侧视 | 15×1.4 | 5120 | 100 | 10 | 28 | 210 | 7.25 |
Sentinel-1 A&B | 4 | 5×5 | 400 | 右侧视 | 12.3×1 | 4400 | 100 | 15.85 | 70 | 520 | 7.25 |
RCM | 9 | 1×3 | 500 | 右侧视 | 6.88×1.37 | 1600 | 100 | 10 | 12 | 300 | 7 |
海洋地 质要素 | 典型卫星 | 波段 | 探测精度/分辨率 | 载荷 | 功能 | 中国现状 |
---|---|---|---|---|---|---|
海底地形 | Cryosat-2 | Ku | 海冰厚度探测精度0.5 m | 干涉高度仪 | 微波高精度海冰厚度、冰盖变化监测 | 无高精度海冰厚度探测卫星 |
ICESat-2 (激光探测) | 532 nm | 高程探测精度10 cm | 6波束激光高度仪 | 激光测量海冰厚度变化、冰盖高程变化、地表三维信息,估算全球生物总量 | 中国星载激光测高技术在冰雪探测方面较国外有一定差距 | |
GRACE (重力探测) | K波段 | 可获得高于750 km空间分辨率的1.5 m等效水质量变化 | 重力探测仪 | 确定高精度重力场 | 目前利用在轨国内外卫星开展重力探测研究,中国自主探测数据少 | |
海洋沉积物海底资源 | Landsat-8 (热红外探测) | 可见光/ 近红外/ 热红外 | 分辨率:可见光(近红外30 m)/热红外100 m | 陆地成像仪 (9波段) | 用于海岸带侵蚀研究 | 中国热红外波段光学卫星数据均可利用 |
海洋地 质要素 | 典型卫星 | 波段 | 探测精度/分辨率 | 载荷 | 功能 | 中国现状 |
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海底地形 | Cryosat-2 | Ku | 海冰厚度探测精度0.5 m | 干涉高度仪 | 微波高精度海冰厚度、冰盖变化监测 | 无高精度海冰厚度探测卫星 |
ICESat-2 (激光探测) | 532 nm | 高程探测精度10 cm | 6波束激光高度仪 | 激光测量海冰厚度变化、冰盖高程变化、地表三维信息,估算全球生物总量 | 中国星载激光测高技术在冰雪探测方面较国外有一定差距 | |
GRACE (重力探测) | K波段 | 可获得高于750 km空间分辨率的1.5 m等效水质量变化 | 重力探测仪 | 确定高精度重力场 | 目前利用在轨国内外卫星开展重力探测研究,中国自主探测数据少 | |
海洋沉积物海底资源 | Landsat-8 (热红外探测) | 可见光/ 近红外/ 热红外 | 分辨率:可见光(近红外30 m)/热红外100 m | 陆地成像仪 (9波段) | 用于海岸带侵蚀研究 | 中国热红外波段光学卫星数据均可利用 |
要素 | 提升精度 | 扩展覆盖 | 提高时效 | 填补空白 | 备注 |
---|---|---|---|---|---|
海风 | √ | √ | √ | 主要针对海洋经济热点区域、海上风力发电区域 | |
海浪 | √ | √ | √ | ||
海面高度 | √ | √ | 提高网格密度,为海底地形反演提供数据 | ||
海浪谱 | √ | √ | √ | 填补水下温度探测空白,以适应热点地区、旅游热点、海洋牧场 | |
海水温度 | √ | √ | √ | √ | |
海冰 | √ | √ | √ | 重点海域、南北极及航道 | |
海流 | √ | ||||
海水盐度 | √ | ||||
海底地形 | √ | √ | |||
冻土 | √ | 开辟两极航道,挖掘两极潜能 | |||
离水辐亮度 | √ | √ | |||
叶绿素浓度 | √ | √ | √ | 填补水下探测空白 |
要素 | 提升精度 | 扩展覆盖 | 提高时效 | 填补空白 | 备注 |
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海风 | √ | √ | √ | 主要针对海洋经济热点区域、海上风力发电区域 | |
海浪 | √ | √ | √ | ||
海面高度 | √ | √ | 提高网格密度,为海底地形反演提供数据 | ||
海浪谱 | √ | √ | √ | 填补水下温度探测空白,以适应热点地区、旅游热点、海洋牧场 | |
海水温度 | √ | √ | √ | √ | |
海冰 | √ | √ | √ | 重点海域、南北极及航道 | |
海流 | √ | ||||
海水盐度 | √ | ||||
海底地形 | √ | √ | |||
冻土 | √ | 开辟两极航道,挖掘两极潜能 | |||
离水辐亮度 | √ | √ | |||
叶绿素浓度 | √ | √ | √ | 填补水下探测空白 |
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