环境减灾卫星：高空“天眼”助力抢险救灾

文/邓雨楠

近期，随着台风过境，我国多地受到不同程度的影响。7 月底，京津冀暴雨，河北省涿州市多个村庄、大面积农田被淹没。8 月，东北暴雨洪涝灾害加剧，遭遇多重挑战。就在国家紧急启动抢险救灾工作的关键时刻，有一组卫星从500 千米以外的太空实时传来了灾区最新遥感影像，助力政府及抢险救援团队及时掌握最新汛情，更加有效地开展应急抢险救援和受灾群众救助工作。这组卫星就是环境减灾系列卫星。

▲ 长二丙火箭发射环境减灾二号06 卫星

▲ 环境减灾二号星座协同工作

4 名“兄弟姐妹”齐上阵

8 月9 日6 时53 分，长征二号丙运载火箭在太原卫星发射中心升空，成功将环境减灾二号06 卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，环境减灾卫星家族再添“一员大将”。随后，该卫星与环境减灾二号05 卫星在轨组网运行，为防灾减灾、环境保护业务化应用提供基础保障，广泛服务于国土资源、水利、农业、林业、地震监测等行业领域。

环境减灾二号星座由我国应急管理部和生态环境部牵头组织建设，由4 名“兄弟姐妹”组成，分别是环境减灾二号A/B 卫星和环境减灾二号05/06 卫星，均由航天科技集团五院航天东方红卫星有限公司抓总研制。

可以说，这4 颗卫星从论证到立项，从设计到研发，从制造到发射，从载荷开机到传回数据，从在轨测试到卫星交付，身上的每个零部件都充满了故事，为我国防灾减灾、环境保护作出了巨大贡献。

20 世纪90 年代初，陈芳允院士提出建设“用于自然灾害监测和减灾的低费用小卫星网”的建议。按此建议，航天东方红卫星有限公司完成了首批2 颗光学卫星+1 颗合成孔径雷达卫星即“2+1”星座的建设，有力支撑了我国环境减灾工作。

2020 年9 月27 日，环境减灾二号A/B 卫星顺利升空。它们是16 米光学小卫星，旨在接替在轨超期运行的环境减灾一号A/B 卫星，继续获取多光谱、超光谱、红外等大量遥感数据。

2022 年10 月13 日，长二丙火箭成功发射环境减灾二号05 卫星。这是一颗合成孔径雷达卫星，用于获取我国及全球地表的合成孔径雷达图像数据，为防灾减灾救灾、环境保护业务化应用提供基础保障。

“本次发射的环境减灾二号06 卫星是环境减灾二号05 卫星的‘孪生兄弟’。”卫星总体主任设计师陈娟介绍，两颗卫星技术状态一致，组网运行后将大幅提升观测重访的时效性，进一步满足应急管理高效响应的需求。

事实上，环境减灾二号星座的4颗卫星都属于《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025）》中的业务卫星，其图像数据将广泛应用于环境监测等方面。

在大气环境遥感监测方面，这4颗卫星可针对秸秆焚烧和沙尘污染进行遥感动态监测，实现大气环境污染的遥感精细化监测应用，为大气污染防治、空气环境质量预警预报提供技术支持；在水环境遥感监测方面，可对水体面积、水质参数，溢油、赤潮等近海环境事件，核电厂、火电厂温排水等水体热污染开展动态监测；在生态环境监测方面，它们可为生态系统监测与评估、生态环境关键参数生产、自然保护地综合监管、矿产资源开发监测评估和城市群生态环境监测等生态管理核心业务提供重要数据支撑。

“每颗卫星肩负的主要任务都各不相同，但都在环境监测和灾害预警方面发挥着重要作用。”陈娟表示。

辨识能力更强 数据处理更快

环境减灾卫星有何特殊之处？

▲ 环境减灾二号06 卫星发射任务徽章

▲ 环境减灾二号06 卫星展开部署示意图

陈娟介绍，一是环境减灾卫星的探测要素多，大气、陆地、海洋均要观测，对综合观测要求比较高；二是定量化要求高，不但需要观测目标的几何定量信息，对目标成分信息的获取能力也有一定要求；三是时效性要求高，在环境应急监测等业务应用中需要快速获取监测区域有效数据，快速响应监测任务需求。

这就要求：环境减灾卫星不仅要“看得见”，还要“看得清”。传统光学遥感主要采集地表覆盖层的表面几何信息和部分物理信息，但对其厚度及内部结构属性信息难以进行全方位监测。此次发射的合成孔径雷达卫星是将微波信号发射到地面，再接收反射回来的回波信号，通过处理得到地物信息，具有穿云透雾且全天候、全天时工作的特点，可有力弥补光学卫星对灾害、阴雨天气方面的有效数据获取不足的缺陷。

事实上，卫星在轨运行获取海量数据后，需要由技术人员先对数据进行模型反演，运用分析结果，生产应用产品，从而服务各项工作生活。

陈娟打了个比方：“卫星获得的数据就像是‘食材’，各用户开发出的具体应用产品就像是‘菜肴’，我们的任务就是为用户提供高质量的‘食材’。”

▲ 环境减灾二号06 卫星不同姿态运行示意图

▲ 吊运装入卫星的火箭整流罩

为了更好地满足用户需求，环境减灾二号06 卫星采用创新体制，载荷核心性能指标得到大幅提升，星上数据传输、图像精度也得到进一步优化。

“对地辨识能力更强，数据处理也更快了。”陈娟表示，为有效提升卫星系统信息获取时效性，卫星配置星上应急数据处理系统，可实时生成指定区域的图像、水域监测数据和溢油检测数据，极大提高防灾救灾和环境保护的应急数据时效性，为国家经济社会发展与防灾减灾贡献了“天眼智慧”。