海洋一号C/D卫星全球船舶自动识别系统设计与应用

为了满足用户对全球船只信息的监测需求,海洋一号C/D(HY-1C/D)卫星配置了船舶自动识别系统(AIS),实现了单星针对全球大洋船只每天2次信息采集和监测能力。由于AIS接收机工作频率低,接收灵敏度高,容易受外部低频信号的干扰,影响包括解调概率和观测幅宽在内的工作性能。而作为光学卫星,HY-1C/D搭载了多台光学载荷,无法进行整星包覆控制。为了解决AIS在轨应用易受低频信号干扰问题,提出了重点单机电磁屏蔽、AIS天线方向图和安装位置优化设计、整星电磁兼容综合处理等解决方法,并在卫星的地面试验中得到了验证。卫星入轨工作后,AIS接收机获取的全球船舶识别信息进一步验证了上述方法的有效性。结合目前在轨使用情况,给出了后续AIS载荷在设计和应用上的建议。

海洋一号C/D卫星在轨交叉定标设计

为了满足定量遥感对海洋水色遥感仪器定标精度定期监测的需求,提出海洋一号(HY-1)C/D卫星在星上配置具备高光谱分辨率与高辐射定标精度的定标光谱仪的设计方法,实现对同一卫星平台载荷设备的交叉定标。根据交叉定标基本原理,给出HY-1C/D卫星在轨实现交叉定标的流程设计,指出星上定标光谱仪作为参考遥感器需要满足的设计要求,并从工程实际角度对在轨交叉定标精度进行了预估。结果表明:在轨同平台交叉定标设计能够有效提升光学遥感器之间的交叉定标精度。

面向鄱阳湖洪涝风险分析的HY-1C/D卫星CZI影像水体面积与水位关系研究

海洋一号C星(HY-1C)和海洋一号D星(HY-1D)搭载的海岸带成像仪(coastal zone imager,CZI)广泛应用于海洋、海岛和海岸带监测,同时也是内陆水体动态监测的重要数据源.该文选择水体范围变化剧烈、旱洪灾害频发的鄱阳湖为研究区,以瑞利校正后的CZI反射率数据为基础,利用归一化水体指数(normalized difference water index,NDWI)与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)联合的水体范围提取方法,相对精度达到96%,并获取了2019年3月至2020年8月鄱阳湖湖泊淹没面积.在此基础上,结合同步的水文站水位测量数据,建立了适用于鄱阳湖的水面积-水位定量关系模型(R=0.97).分析结果显示,鄱阳湖9月中旬至1月,水体面积最小,水位最低;2月至6月,水体面积逐渐增大,水位逐渐抬升;7月和8月,水体面积和水位达到年内峰值.洪涝风险区主要集中在鄱阳湖的东南部和西部.该研究对星地联合的洪涝风险分析有一定的借鉴意义.

中国海洋水色业务卫星揭示我国近海溢油污染状况

溢油是海洋环境监测的重点对象.光学遥感能为海洋溢油的精细化监测提供技术支持,实现不同溢油污染类型的识别分类与量化估算.开展海洋溢油光学遥感业务化应用,光学载荷不仅要有高空间分辨率、高信噪比、大辐射动态范围等技术特点,还要满足大幅宽、高时间分辨率等要求.中国自主研发的海洋水色业务卫星——海洋一号C/D(Haiyang-1C/D, HY-1C/D)卫星,搭载有适宜于溢油监测的海岸带成像仪(coastal zone imager, CZI),双星组网后能为中国近海环境监测提供3 d两次的观测数据,具备开展溢油业务化监测应用的能力.本研究基于HY-1C/D卫星CZI载荷近3年观测数据,利用研发的国产海洋水色业务卫星溢油监测算法,对中国近海及相关海域开展溢油光学遥感监测与分析. HY-1C/D卫星CZI数据能有效识别不同耀光反射条件下的非乳化油膜与乳化油等溢油污染类型,为溢油类型鉴别提供新的参考.研究结果阐明了中国近海溢油污染状况,近3年来共监测到溢油事件57次,渤海、黄海、南海是溢油发生的主要海域,部分地区近海环境监管压力较大. HY-1C/D卫星对中国近海溢油具有大范围、高频次、动态监测能力,能识别不同溢油污染类型及面积,有利于溢油污染类型判定与溢油量估算,提高了海洋溢油监测精度,为中国海洋环境监测提供可靠的卫星数据支持.