中国遥感卫星地面站：仰望星空30年

北京郊外,密云区一隅,一个大院圈住几座巨大的天线,与周遭景色形成了鲜明对比。

这里是密云卫星数据接收站——中国遥感卫星地面站的第一个接收站。中国遥感卫星地面站的诞生,填补了我国在卫星遥感技术领域的空白,开创了我国遥感技术和遥感应用的新时代。
从1986年12月至今,邓小平同志亲笔题写的站名“中国遥感卫星地面站”已然走过了30个春秋。经过几代人的建设,今天,地面站作为国家重大科技基础设施之一,一直在推动我国遥感应用领域的发展。

从密云走向世界

卫星遥感是20世纪60年代新兴的科学领域,经过多年发展已成为各国空间对地观测领域的主要科技手段之一。我国在拥有自己的遥感卫星地面站之前,只能通过购买国外的卫星数据获取相应的资料,难度大、时效性差、数量又极其有限。

为满足我国遥感事业发展的迫切要求,1986年12月,以邓小平同志和美国卡特总统签订的“中美科技合作协定”为基础,我国建成了自己的遥感卫星地面站,包括密云站和位于北京的数据处理中心。

“有了密云站,我国可以在第一时间直接获取国际遥感卫星观测的数据,极大地促进了我国遥感应用的飞速发展。”中科学遥感与数字地球研究所副所长刘建波说,“我国幅员辽阔,密云站数据接收范围仅能覆盖约80%我国陆地国土,这制约了我国陆地观测卫星地面系统发展和服务。”

随后的步子越迈越大。2008年,喀什站;2010年,三亚站;2016年,昆明站……借助一系列国家项目,地面站从一座天线发展到20部大口径卫星数据接收天线,一个由国内外4个站点组成的我国对地观测卫星与空间科学卫星数据接收站网形成了,规模体量和关键技术指标位居世界前列,实现了覆盖我国全部国土和亚洲70%陆地区域的实时数据接收能力。

2016年12月15日,历经两年建设的北极站投入试运行,成为我国第一个海外陆地观测卫星接收站,它的落成运行极大提高了我国对全球遥感数据的快速获取能力,对自然灾害等需要快速响应的应用具有重大意义。

世界最繁忙的“传达室”

“接收、存档、处理国内外遥感卫星和空间科学卫星数据,并为全国用户提供广泛的数据服务,是地面站的核心业务。”遥感地球所所务助理、中国遥感卫星地面站主任李安说。

从1999年开始,中国空间对地观测事业突飞猛进,而其中我国发射的对地观测卫星均由地面站负责接收,包括人们熟知的国家高分辨率对地观测重大专项的高分一号、二号和三号卫星。

2011年1月,中科院空间科学战略性先导科技专项正式启动,地面站承担了近地轨道空间科学卫星的跟踪、接收、记录和传输任务,将数据接收业务从对地观测拓展至空间科学领域。2015年和2016年,地面站相继成功实现了暗物质粒子探测卫星、“实践十号”返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星的数据接收,以稳定的运行为我国空间科学研究提供了可靠的数据保障。

30年来,地面站运行体系始终保持可靠、稳定、高效运行,共接收了近16万条卫星轨道,保存了自1986年以来的400多万景的遥感卫星原始数据资料,是我国珍贵的对地观测卫星数据档案库,也成为全球接收处理卫星数量最多的机构之一。

为适应我国对地观测和空间科学事业的不断发展,自建成之日起,地面站一直在开展科技攻关,不断建设与研制高水平的卫星地面系统设备。

“1986年密云站初建时,全部设备和技术只能靠引进。”李安说,但到今天,地面站的绝大部分设备均实现国产化甚至为自行研制,卫星数据接收和处理系统均达到世界先进水平,能以最快的速度实现数据接收后的产品处理,为全国用户提供近实时的数据服务。

仰望星空,为了更好地脚踏实地

运行30年来,地面站接收的卫星数据主要用于科研、灾害监测、环境监测、林业、国土资源、城市规划、农业、水利、气象、海洋、矿业等各个专业领域,在保障国家重大任务需求、业务化应用等方面取得了诸多成果。

1987年5月,大兴安岭林区发生新中国成立以来最严重的一次森林火灾。在这场“无声的战斗”中,地面站第一时间响应,首次将卫星遥感图像应用于国家重大自然灾害监测中,发挥了重要作用。

此后,1998年长江特大洪水灾害、2008年汶川地震、2010年玉树地震、2013年芦山地震……历次重大自然灾害中,地面站从未缺席,为国家决策提供了强有力的数据保障与信息支持。

而作为国际资源卫星地面站网的重要成员,地面站还在澳大利亚林火、巴基斯坦洪水、日本地震等国际重大自然灾害中及时提供了大量珍贵卫星数据,为国际灾害监测作出了贡献。

例如,地面站对2013年10月澳大利亚林火的监测工作展示了中国和平利用空间技术的形象。“快速、宏观地获取火情信息是保障火灾救援的关键。”遥感地球所全球灾害研究室副主任陈方说,“那次山火监测、评估的成功实施,证明了我们国产卫星的对地观测能力。”

进入“十三五”,而立之年的中国遥感卫星地面站也有了新的使命。“地面站作为研究所的重要科技机构,将根据国家统筹部署,积极开展民用空间基础设施地面系统的建设工作,一手抓国内地面接收设施的不断扩充,一手大力推进海外接收站的建设,全面提升全球卫星数据的获取能力。”刘建波说。