1986年12月20日,中國遙感衛(wèi)星地面站落成并投入運行。
這是我國第一個遙感衛(wèi)星地面站,填補了我國在衛(wèi)星遙感技術(shù)領(lǐng)域的空白,使我國擁有了直接獲取衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的能力,開創(chuàng)了我國遙感技術(shù)和遙感應(yīng)用的新時代。
如今,地面站已走過30個春秋。經(jīng)過幾代人的持續(xù)建設(shè)、開拓創(chuàng)新,今天,地面站作為國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、我國對地觀測領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)設(shè)施之一,為我國遙感科學技術(shù)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)平臺與技術(shù)支撐,極大推動了我國遙感應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,為我國經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展做出了重要貢獻。
建設(shè):從一枝獨秀到多站組網(wǎng)衛(wèi)星遙感是20世紀60年代新興的科學領(lǐng)域之一,經(jīng)過多年發(fā)展已成為各國空間對地觀測領(lǐng)域的主要科技手段之一。我國在擁有自己的遙感衛(wèi)星地面站之前,只能通過購買國外的衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取相應(yīng)的資料,難度大、時效性差、數(shù)量又極其有限。
為滿足我國遙感事業(yè)發(fā)展的迫切要求,1986年12月,以鄧小平同志和美國卡特總統(tǒng)簽訂的“中美科技合作協(xié)定”為基礎(chǔ),我國建成了自己的遙感衛(wèi)星地面站,包括位于京郊密云縣的密云衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站(簡稱密云站)和位于北京的數(shù)據(jù)處理中心。鄧小平同志親筆題寫了站名“中國遙感衛(wèi)星地面站”。
1979年1月31日,鄧小平同志在美國華盛頓白宮與美國總統(tǒng)卡特簽訂中美科技合作協(xié)定

鄧小平親筆題寫站名

1986年12月20日,國務(wù)院副總理方毅,全國人大常委會副委員長嚴濟慈,中國科學院院長盧嘉錫、副院長周光召,國家科委副主任朱麗蘭等出席地面站落成典禮

20世紀90年代的遙感衛(wèi)星地面站
地面站建成后,使我國可以在第一時間直接獲取國際遙感衛(wèi)星觀測的數(shù)據(jù),極大地促進了我國遙感應(yīng)用的飛速發(fā)展,為國家的經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展做出了重要貢獻。但是,我國幅員遼闊,密云站的數(shù)據(jù)接收范圍僅能夠覆蓋我國陸地國土的約80%,這種局面長期制約著我國陸地觀測衛(wèi)星地面系統(tǒng)發(fā)展和服務(wù)。2005年,國務(wù)院批準啟動了陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)全國接收站網(wǎng)建設(shè)項目。2012年,國家高分辨率對地觀測重大專項實施。借助于這些國家項目,歷時十年的建設(shè),地面站從建立之初的一個接收站(密云站),發(fā)展到了今天擁有國內(nèi)外5個接收站的規(guī)模。

密云站
2008年1月,喀什衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站(簡稱喀什站)建成并投入運行,填補了西部民用衛(wèi)星數(shù)據(jù)空白,解決了我國西部和周邊區(qū)域長期缺乏遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的狀況。

喀什站
2010年5月,三亞衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站(簡稱三亞站)建成并投入運行,使我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)直接獲取能力首次伸展到南部海疆,解決了我國南海和周邊區(qū)域長期缺乏遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的狀況。

三亞站
2016年5月,昆明站建成并投入使用,可以有效解決我國西南及周邊地區(qū)的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的獲取問題。

昆明站
2016年12月,位于瑞典基律納的中國遙感衛(wèi)星地面站北極站建成。這是我國第一個位于海外的陸地觀測衛(wèi)星接收站,將我國航天地面數(shù)據(jù)接收網(wǎng)拓展至兩極地區(qū),充分利用極地地區(qū)的地理位置優(yōu)勢,大幅度地提高了地面站數(shù)據(jù)獲取的能力。

北極站
從一座天線到幾座天線,從一個站到幾個站,從國內(nèi)站到海外站,地面站設(shè)施規(guī)模、能力快速增長,不斷填補我國空間遙感領(lǐng)域數(shù)據(jù)獲取能力的空白。目前,由密云站、喀什站、三亞站、昆明站、北極站組成的我國對地觀測衛(wèi)星與空間科學衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站網(wǎng),擁有20部大口徑衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收天線,多條高速光纖數(shù)據(jù)傳輸鏈路,以及配套的數(shù)據(jù)記錄、傳輸、處理、分發(fā)和運行管理系統(tǒng),規(guī)模體量和關(guān)鍵技術(shù)指標位居世界前列,實現(xiàn)了覆蓋我國全部國土和亞洲70%陸地區(qū)域的實時數(shù)據(jù)接收能力。地面站的每個重要建設(shè)、發(fā)展節(jié)點,都對利用空間信息保障國家利益具有重要的里程碑意義。

密云站、喀什站、三亞站、昆明站和北極站接收覆蓋圈
運行:全球接收處理衛(wèi)星數(shù)量最多的機構(gòu)之一
30年來,地面站運行體系始終保持可靠、穩(wěn)定、高效運行,共計成功接收了近16萬條衛(wèi)星軌道,保存了自1986年以來的400多萬景的衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)資料,是我國珍貴的對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)檔案庫,為國家積累和保存了極其珍貴的空間數(shù)據(jù)歷史資料。
自地面站成立伊始,接收、存檔、處理國際遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),并為全國用戶提供廣泛的數(shù)據(jù)服務(wù),便是地面站的核心業(yè)務(wù)。1986年,地面站開始接收和處理美國LANDSAT-5衛(wèi)星光學衛(wèi)星數(shù)據(jù)。1993年,開始接收和處理歐空局ERS-1和日本JERS-1衛(wèi)星合成孔徑雷達(SAR)數(shù)據(jù),實現(xiàn)了全天時和全天候的對地觀測。1997和2008年,分別實現(xiàn)加拿大RADATSAT-1和RADATSAT-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收和處理,擁有了國際最先進的民用合成孔徑雷達觀測數(shù)據(jù)源,多模式、全極化、高空間分辨率等成為其突出的優(yōu)勢。2002年開始接收和處理的法國SPOT-5衛(wèi)星,以其靈活的觀測模式、較高的空間分辨率、高質(zhì)量的可靠運行,成為最成功的業(yè)務(wù)化運行衛(wèi)星之一。2015年,地面站開始接收和處理的法國Pleiades衛(wèi)星數(shù)據(jù),其空間分辨率達到0.5米,是到目前我國所接收和使用的最高分辨率的民用陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

地面站接收的國內(nèi)外遙感衛(wèi)星第一幅圖像,均取自接收第一軌的衛(wèi)星數(shù)據(jù)

頤和園地區(qū)SPOT-6衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)品
從1999年開始,中國空間對地觀測事業(yè)突飛猛進。其中,我國所發(fā)射的對地觀測衛(wèi)星均由地面站負責接收,包括中巴資源衛(wèi)星01/02/02B/04、環(huán)境減災(zāi)1A/1B/1C、資源一號02C、資源三號、實踐九號A/B、高分一號/二號/三號/四號等,成為不可替代的國家關(guān)鍵空間基礎(chǔ)設(shè)施。2016年,地面站開始承擔吉林一號衛(wèi)星組星的數(shù)據(jù)接收任務(wù),為國產(chǎn)衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用做出了新的貢獻。

中巴地球資源衛(wèi)星04星首軌實時圖像
2011年1月,中國科學院空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項正式啟動,地面站承擔近地軌道空間科學衛(wèi)星的跟蹤、接收、記錄和傳輸任務(wù),從而將數(shù)據(jù)接收業(yè)務(wù)從對地觀測領(lǐng)域拓展至空間科學領(lǐng)域。
2015年和2016年,地面站相繼成功實現(xiàn)了我國空間科學首發(fā)星-暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星、實踐十號返回式科學實驗衛(wèi)星、量子科學實驗衛(wèi)星的數(shù)據(jù)接收,以穩(wěn)定的運行為我國空間科學研究提供了可靠穩(wěn)的數(shù)據(jù)保障。

2015年12月20日,地面站成功接收暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星數(shù)據(jù)
能力:不斷實現(xiàn)跨越式大幅提升
為適應(yīng)我國對地觀測和空間科學事業(yè)的不斷發(fā)展,自建成之日起,地面站就以國家和廣大用戶的需求為己任,深入開展相關(guān)的科技攻關(guān),不斷建設(shè)與研制高水平的衛(wèi)星地面系統(tǒng)設(shè)備。特別是近十年來,隨著陸地觀測衛(wèi)星全國數(shù)據(jù)接收站網(wǎng)、高分辨率對地觀測重大專項、中國科學院空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項的相繼實施,以及Landsat、SPOT和Pleiades等國外先進遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收和處理系統(tǒng)的研制與建設(shè),地面站的整體技術(shù)能力與水平實現(xiàn)了跨越式的大幅度提升。

1986年密云站初建時,全部設(shè)備和技術(shù)均來自美國。圖為密云站的第一座天線
地面站已經(jīng)形成了完整的衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、傳輸、存檔、處理、分發(fā)體系,以北京總部的運行管理與數(shù)據(jù)處理為核心,密云站、喀什站、三亞站、昆明站、北極站為數(shù)據(jù)接收點的運行格局。運行管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)檢索與技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)協(xié)同運行,實現(xiàn)覆蓋全國疆土的數(shù)據(jù)接收、處理和共享分發(fā)服務(wù)能力,滿足國家遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收任務(wù)的需要。
為滿足我國陸地觀測衛(wèi)星的海量數(shù)據(jù)獲取的需求,地面站建成了具有國際領(lǐng)先技術(shù)指標的數(shù)據(jù)接收系統(tǒng),如S/X/Ka三頻段衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收天線,雙圓頻率極化復用數(shù)據(jù)接收技術(shù),數(shù)據(jù)接收碼速率達2×800Mbps(X)和4×1.5Gbps(Ka)等。密云、喀什、三亞接收站至北京總部之間建有10000Mbps或622Mbps帶寬的高速數(shù)據(jù)傳輸專用鏈路,瑞典基律納北極站至北京總部之間的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬為450Mbps,強大的數(shù)據(jù)傳輸能力保證了衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性。
地面站的各個衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)均具有世界先進水平,其突出的特點為全球化統(tǒng)一和規(guī)范的數(shù)據(jù)處理算法與產(chǎn)品格式,能夠以最快的速度實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收后的產(chǎn)品處理,為全國用戶提供近實時的數(shù)據(jù)支持。地面站的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)檢索與服務(wù)系統(tǒng)提供24小時不間斷、超過2PB的數(shù)據(jù)在線檢索與分發(fā)服務(wù)。
綜合運行管理系統(tǒng)可以管理規(guī)劃極軌對地觀測衛(wèi)星、靜止對地觀測衛(wèi)星、空間科學衛(wèi)星等20顆以上國內(nèi)外衛(wèi)星任務(wù)。地面站的所有系統(tǒng)都以高度的自動化進行協(xié)同運行,從數(shù)據(jù)接收計劃的獲取、接收任務(wù)及資源的規(guī)劃、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理,直至將數(shù)據(jù)產(chǎn)品交付用戶,全部過程均為自動化執(zhí)行。

國際遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

地面站自主研制的LANDSAT-8衛(wèi)星產(chǎn)品處理系統(tǒng)
應(yīng)用:在國家重大需求和經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮顯著作用
地面站運行30年來,所接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于我國科研、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、林業(yè)、國土資源、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)、水利、氣象、海洋、礦業(yè)等專業(yè)領(lǐng)域,在保障國家重大任務(wù)需求、業(yè)務(wù)化應(yīng)用等方面取得了突出成果,真正發(fā)揮了國家對地觀測領(lǐng)域核心基礎(chǔ)設(shè)施的作用。
在保障國家重大任務(wù)需求方面,地面站重點支持國家各級政府職能部門以及對國家經(jīng)濟建設(shè)有重大影響的遙感工程項目,包括全國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價、西部測圖工程、環(huán)渤海灣油污染、全國國土資源大調(diào)查、全國森林調(diào)查和荒漠化監(jiān)測、農(nóng)作物估產(chǎn)、海上溢油等,對我國社會經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有巨大的推動作用。

1998年特大洪水長江中游氣象衛(wèi)星汛情遙感影像圖
在服務(wù)重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測方面,中國遙感衛(wèi)星地面站在1987年大興安嶺火災(zāi)、1998年長江特大洪水災(zāi)害、2008年汶川地震、2010年玉樹地震、2013年蘆山地震等歷次重大自然災(zāi)害中均第一時間響應(yīng),為國家決策提供了強有力的數(shù)據(jù)保障與信息支持。同時作為國際資源衛(wèi)星地面站網(wǎng)的重要成員,在澳大利亞林火、巴基斯坦洪水、日本地震等國際重大自然災(zāi)害中及時提供了大量珍貴衛(wèi)星數(shù)據(jù),為國際災(zāi)害監(jiān)測做出了應(yīng)有貢獻,其中澳大利亞林火監(jiān)測工作產(chǎn)生了強烈的社會反響和國際影響,向世界展示了我國和平利用空間技術(shù)的形象。

大興安嶺林區(qū)火災(zāi)監(jiān)測遙感影像圖。這是在地面站成立后首次將衛(wèi)星遙感圖像應(yīng)用于國家重大需求。

蘆山地震災(zāi)害監(jiān)測遙感影像圖

澳大利亞山林火災(zāi)監(jiān)測遙感影像圖
隨著2011年“對地觀測數(shù)據(jù)共享計劃”的啟動和持續(xù)推進,地面站的數(shù)據(jù)服務(wù)模式已經(jīng)全面轉(zhuǎn)變?yōu)楣婀蚕矸?wù)為主,持續(xù)為國家重大項目以及廣大網(wǎng)絡(luò)平臺用戶提供的中低分辨率數(shù)據(jù)共享服務(wù),使得大量數(shù)據(jù)經(jīng)費相對短缺的科研教學任務(wù)和國家項目得以順利開展實施,取得了突出的社會效益。該計劃目前所提供的數(shù)據(jù)包括LANDSAT-5、LANDSAT-7、LANDSAT-8、RESOURCESAT-1、ERS-1/2、ENVISAT等,數(shù)據(jù)量超過150TB,數(shù)據(jù)范圍覆蓋我國全國及周邊國家地區(qū)。截止2016年11月,系統(tǒng)注冊用戶共計26,399人,系統(tǒng)訪問量超過160萬次,用戶下載次數(shù)超過37萬次,下載數(shù)據(jù)總量近125TB。
光榮屬于歷史;弦歌不輟,方能再奏華章。作為中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所的重要科技機構(gòu),中國遙感衛(wèi)星地面站將始終面向國家戰(zhàn)略需求,面向世界科技前沿,求真務(wù)實,開拓創(chuàng)新,不斷提升自身運行水平,保持地面站的高水平穩(wěn)定運行,高質(zhì)量完成我國衛(wèi)星的數(shù)據(jù)接收任務(wù),繼續(xù)引進國際先進的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)源,以優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)于全國遙感用戶;將根據(jù)國家統(tǒng)籌部署,積極推進“中國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心”的成立;將根據(jù)國家統(tǒng)籌部署,積極推進并統(tǒng)籌開展空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),實現(xiàn)國家空間基礎(chǔ)設(shè)施框架下的多站協(xié)同、一體化接收,成為國家對地觀測的核心機構(gòu)。
值此地面站建站并運行30年之際,謹以此文,略述地面站三十載奮發(fā)有為的光輝歷程。地面站也必將永遠保持奮斗者的本色,永不停歇,上下求索!
(中國遙感衛(wèi)星地面站 厲為提供)