海洋卫星的发展历程
自美国1978年6月22日发射世界上第一颗海洋卫星Seasat-A以后,苏联、日本、法国和欧洲空间局等相继发射了一系列大型海洋卫星。这些卫星一般搭载有光学遥感器(如水色扫描仪、主动区微波遥感器、散射计、SAR等)和被动式微波遥感器等多种海洋遥感有效载荷,可提供全天时,全天候海况实时资料。
按用途分,海洋卫星可分为海洋水色卫星、海洋动力环境卫星和海洋综合探测卫星。
能研制和发射海洋水色卫星的国家有中国、美国、俄罗斯、印度、韩国等。1997年8月1日,美国航天局发射了世界上第一颗专用海洋水色卫星SeaStar。美国计划自SeaStar起,进行20年时序全球海洋水色遥感资料的连续积累。1999年1月27日,中国台湾省委托美国研制并发射一颗低轨道(600km)水色卫星ROCSAT-1,星上有效载荷为6通道水色遥感器(OCI)2002年5月和2007年4月,中国海洋水色卫星海洋一号A和海洋一号B分别成功发射,海洋动力环境卫星海洋二号预计于2009发射,海洋综合探测卫星海洋三号也已进入预先研究阶段。
利用卫星遥感器测量海洋动力环境的构想在20世纪60年代就有人提出,70年代得以实施。发射海洋动力环境卫星的国家有美国、俄罗斯、法国。美国的GEOSAT系列卫星和TOPEX/Poseidon系列卫星具有代表性。
1991年,欧洲空间局发射ERS-1卫星,星上装有微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等遥感器,主要目的是开展卫星测量海洋动力基本要素,为用户进行业务服务及为世界大洋合作研究项目提供业务服务参数(包括海面风场、大地水准面、海洋重力场、极地海冰的面积、边界线、海况、风速、海面温度和水气等)。散射计风速测量精度为2m/s或10%、风向精度为±20°;高度计的测高精度为3cm;辐射计测量海面温度精度为±5K。ENVISAT-1卫星是ERS卫星的后继星,2001年底发射,是一颗篝的有轨对地观察卫星,将进行为期5年的对大气海洋、陆地、冰的测量。该星测验数据连续,主要支持地球科学研究,并且可以对环境和气候的变化做出评估,甚至可以为军事、商业的应用提供便利。
2002年5月和2007年4月,中国海洋水色卫星海洋一号A和海洋一号B分别成功发射。[1]
2012年9月,国家海洋局国家卫星海洋应用中心表示2020年前,将发射8颗海洋系列卫星,形成对国家全部管辖海域乃至全球海洋水色环境和动力环境遥感监测的能力,同时加强对黄岩岛、钓鱼岛以及西沙、中沙和南沙群岛全部岛屿附近海域的监测。从太空监测海洋已成为世界各国探索海洋的重要方式。[2]
海洋综合探测卫星方面,1992年美国和法国联合发射TOPEX/Poseidon卫星。星上载有一台美国NASA的TOPEX双频高度计和一台法国CNES的Poseidon高度计,用于探测大洋环流、海况、极地海冰,研究这些因素对全球气候变化的影响。TOPEX/Poseidon高度计的运行结果表明其测高精度达到2cm。
JASON-1星是TOPEX/Poseidon的一颗后继卫星,主要任务目标是精确的测量世界海洋地形图。该星装有高精度雷达高度计、微波辐射计、DORIS接收机、激光反射器、GPS接收机等,其中雷达高度计测量误差约2.5cm。JASON卫星轨道高度1336km,倾角66°,设计寿命为3年,最大功耗为435W,总重量为500kg。