党的十九大报告指出：“坚持海陆统筹，加快建设海洋强国。”“十四五”规划则进一步明确指出：“坚持陆海统筹、人海和谐、合作共赢，协同推进海洋生态保护、海洋经济发展和海洋权益维护，加快建设海洋强国。” 

　　在此背景下，海洋卫星应运而生。海洋卫星主要由海洋水色卫星、海洋动力卫星、海洋监视监测卫星三种卫星组成，并由三者构成海洋卫星星座，海洋卫星凭借其高、快、宽、全的优势，成为不可替代的有效掌握海洋环境信息的高技术手段。 

　　“海洋卫星已成为服务海洋强国建设，是当前和今后海洋前沿技术的重要领域。”在日前召开的空天信息与数字经济创新发展论坛上，中国海洋大学教授殷晓斌就海洋卫星星座与海陆应用进行了介绍。并从拓展蓝色经济空间、维护国家海洋权益、推进海洋高新技术发展三个方面展开，进一步明确了海洋卫星星座在我国的应用现状和发展方向。 

　　“三全”回应海洋与自然资源检测需求 

　　随着经济的发展和技术的进步，海洋与自然资源的检测需求不断提高。而海洋占全球表面的71%，作为四维动态变化的流动水体，其要素包括海面风场、海浪、海流、海面温度、盐度、海水深度以及海洋水色等多个方面。空间尺度也从厘米到数千公里，时间尺度从秒到年际变化。 

　　另一方面，自然资源包括山、水、林、田、湖、草要素，需要掌握全国各要素的分布与动态变化过程。更进一步地，还需要全面连续的有效检测，从而快速、准确地获取多种变异参数，知晓变化并及时做出预警与评估。 

　　海洋卫星星座正是从“全球、全国、全面”三个方面，分别回应了海洋与自然资源的检测需求，实现了比单纯的陆地卫星更加丰富、更加精准的卫星建设发展。“这个过程采用业务化卫星研制和新型卫星研制交叉进行，通过迭代的思路促进海洋卫星开发。”殷晓斌介绍道。 

　　“组网”进一步筑牢海洋与自然资源检测前线 

　　2012年3月，国务院正式批复了《陆海观测卫星业务发展规划（2011年-2020年）》，确定在“十二五”和“十三五”期间规划八颗海洋业务卫星。2015年10月，国务院同意印发的《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015年-2025年）》中，进一步增加到了“15+2”颗海洋系列观测卫星。 

　　从2002年成功发射第一颗海洋一号A卫星以来，我国将近二十年的时间一共发射了十颗海洋卫星，目前七颗卫星运行良好，涵盖了水色卫星、动力卫星、监测卫星三个系列。虽然我国在2015年才开始正式规划海洋卫星系统，并于2016年实施“十二五”规划，但较晚的起步并没有延缓发展的步伐。 

　　“循着顶层自主设计，强化系统集成的思路，我国的海洋卫星以建设天地协调、功能完善、服务高效的海洋卫星地面系统为目标，有力支撑民用空基‘十二五’、‘十三五’10余颗卫星的数据处理、定标、质检需求，实现海洋观测现代化、全球化以及应用定量化、运行业务化。”殷晓斌强调道。 

　　在开发卫星的过程中，研究团队还自主开发了仿真测试系统，即在新卫星发射之前，就对其进行数据仿真处理，模拟运行环境。并由系统自动生成，较强的自动化属性极大地节省了卫星从发射到出数据的时间。 

　　目前，我国海洋卫星已经全部实现了卫星星座化和组网化发展。2020年实现了两颗光学卫星组网，2021年实现动力卫星组网，并在同年十一月底发射海洋三号A型与前序卫星实现组网。殷晓斌总结：“从此，真正实现了我国从单一的‘陆字头’到‘海字头’的卫星组网发展。” 

　　在“海字头”的卫星组网中，HY-1C/D卫星无疑是一组耀眼的水色卫星双星组网。它不仅具有俯仰偏航侧摆机动能力，还进一步优化了载荷设计，减少了杂光影响。与原来的HY-1A/B号卫星相比，其功能和性能均有大步幅的提升。聚焦到其主要载荷的表现上来看，海洋水色水温扫描仪增加为了原来的1.6倍，海岸带成像仪的分辨率也由250m提高到了50m，AIS也同样引人注目。AIS即船舶自动识别系统，可以收集全球的船舶信息。“海洋一号卫星在迭代发展中，实现了不断进步。” 

　　海洋二号卫星侧重动力卫星组网发展。2018年10月、2020年9月和2021年5月，我国分别发射HY-2B、HY-2C、HY-2D 三颗动力卫星，业务上延续HY-2A的设计并进行优化，卫星的功能和性能均有所提升，实现了卫星三星组网运行。 

　　“这也是世界上唯一一个将多个测量海洋动力的载荷放在同一个平台上的系统。”殷晓斌介绍道。通过微波散射计探测全球风场；借助雷达高度计、校正微波辐射计搜集全球海平面、有效波高等，并用数据收集系统收集全球浮标海洋观测信息，多元化的载荷让海洋动力卫星组网优势突出。 

　　值得一提的是，中法两国曾合作使用海洋卫星散射全球风场，这也是世界上首次用星载的手段对海洋的有效波高和波浪谱进行观测。中法海洋卫星装载了中方研制的微波散射计和法方研制的海洋波谱仪，将在距地520 公里的轨道上24小时不间断工作，实现在全球范围内对海洋表面风浪的大面积、高精度同步观测，并通过进行与海洋、大气有关的科学试验和科学应用的研究，进一步科学认知海洋动力环境的变化规律，提高对巨浪、海洋热带风暴、风暴潮等灾害性海况预报的精度与时效。 

　　在未来，中法海洋卫星还将继续利用中法海洋卫星独特技术优势，助力科研人员研究南太平洋台风、海浪的生成，并将争取重建强降雨区相关遥感数据，用于研究巨浪在遭遇礁石后的消亡、反射、传播等机理。通过参与南太平洋科学活动，中法海洋卫星数据可更好地服务台风、巨浪的产生及其对海平面上升影响等研究。 

　　除了以上两类卫星外，海洋监测监视卫星星座也已实现组网，并能够针对同一区域进行1天2次的观测，基本满足了应急减灾的需求。通过组网，进一步缩短了多时相数据获取时间间隔，强化了海上非合作船舶识别的监测能力。 

　　海洋水色卫星、海洋动力卫星和海洋监测监视卫星，三组卫星共同构成一张海字头的卫星网络，进一步筑牢了海洋与自然资源检测前线。 

　　“应用”夯实海洋与自然可持续发展 

　　“海洋组网卫星的应用是非常广泛的，也正是这些广泛的应用让夯实海洋资源与自然的可持续发展成为可能。”殷晓斌介绍道。目前，海洋组网卫星在全球变化探测、海洋军事应用、海岛海岸线调查、海域使用动态调查、海洋防灾减灾、海洋环境保护、海洋生态调查等方面应用广泛。 

　　海洋一号卫星制作了40多种遥感产品，国内用户达到一百多个，用户范围覆盖了国内的海洋管理和生产作业、科研院所、大专院校、军事应用等部门；海洋二号卫星则在20多种遥感产品的基础上，国内用户已达20多个，覆盖了国内的海洋管理和生产作业、科研院所、军事应用等多个部门。 

　　依靠基础产品进行数据生成和预处理，海洋组网卫星将进一步聚焦到海洋应用上来。“如何更好地让海洋组网卫星应用于数字化发展是我们接下来的一个重点规划。二十多种海洋基础卫星将逐步服务于海洋和滨海城市的应用。”殷晓斌强调。 

　　利用多星联合进行台风监测，成功检测到2018年第19号台风“苏力”，并基于海洋上的动力和风向、云图，对台风的情况进行更清晰地把握。利用中法海洋卫星，结合海洋一号C号、海洋二号B卫星和风云四号等开展了灾害性海浪和海面风场的联合检测。在海上溢油事件中，海洋卫星也发挥着独特的作用。这也是自然资源部、交通运输部应用最多的功能。在绿潮、赤潮的检测中，三组卫星联合行动，通过水色、监测卫星找到绿潮和赤潮的爆发点，再结合动力模式对下部的发展进行预测。 

　　海洋组网卫星的功能想象力是无限的，台风的变化是水产养殖网箱的布放必须考虑的要素，海洋的内波监测也不止于识别海水的动力模型，更有保障水下航行的显著作用；除此之外，值得注意的是在双碳的发展战略背景下，海上风电评估、海上风电场选址都需要海洋组网卫星为其提供数据支持。 

　　“不难发现，海洋组网卫星的应用覆盖了经济、军事、环保等多个领域，具体的、业务化的应用也是海洋组网卫星生命力的象征。”殷晓斌总结道。 

　　目前，我国海洋卫星开发已经来到了无人区，这是一个难得的机遇，更是一个巨大的挑战。如何持续突破定量化观测、业务化生产、精细化应用的技术瓶颈，成为摆在研究者们面前的新问题。 

　　“我们将接续提高海洋遥感数据的共享与服务能力，从近海检测走向全球海洋监测，积极参与全球海洋治理，为海洋命运共同体提供服务保障。”说起海洋组网卫星的未来，殷晓斌信心满满。“海洋遥感必将在新时代建设智慧海洋中发挥重要作用。”