中國遙感衛星地面站主任李安:天地聯接信號的“守護者”
Cehui8訊 密云、喀什、三亞、昆明,這4個遙感衛星接收站所覆蓋的衛星數據接收范圍,包括了我國全部領土和亞洲70%的陸地區域,是世界上接收與處理衛星數量最多的地面站之一。
每次衛星“路過”地面站的時間只有十幾分鐘,有時更短,工作人員必須迅速準確地將衛星從太空收集的海量原始數據“抓取”下來并且存檔、處理,轉換成一幅幅看得懂的數據圖。作為“掌門人”,中國遙感衛星地面站主任李安也因此被比作天地聯接信號的“守護者”。
李安25年的科研生涯同中國遙感衛星地面站緊緊聯系在一起,而他所做的,可以凝練為一句話:“為國家需要做科研。”
從引進吸收到自主研發,和遙感衛星地面站一起成長
衛星遙感是新興學科,我國在擁有自己的遙感衛星地面站之前,只能通過購買國外的衛星數據獲取相應的資料,難度大、時效性差,數量又極其有限。1986年,我國終于建成了自己的遙感衛星地面站,但在起步階段還面臨很多技術難題。
1992年初春,剛從中國科學院研究生院畢業進入中國遙感衛星地面站工作的李安,就遇到了地面站的數據處理系統出現重大問題:無法正常處理美國LANDSAT—5衛星的熱紅外波段觀測數據。
這顆衛星是全球應用最廣泛的民用陸地觀測衛星,是中國遙感衛星地面站成立以后接收的第一顆遙感衛星,也是當時我國能接收和處理的唯一的陸地觀測衛星。經過數年在軌運行,衛星成像傳感器上的關鍵部件出現磨損,傳回地面的熱紅外波段數據出現了反常變化。
當時,國內還沒有能力研制自己的數據處理系統,對這套引進系統進行全面分析和解剖的任務就落在了李安身上。在深入分析之后,李安最終發現了原系統中存在的一個關鍵錯誤。這之后,李安又化解了LANDSAT—5衛星運行中出現的另一個難題,從此逐漸成為遙感衛星地面系統的技術骨干。
1997年,地面站啟動了我國陸地觀測衛星地面系統歷史上的第一次存檔介質更新換代相關工作。作為核心技術骨干,李安負責數據處理與產品生成系統的研制任務。
“這個項目成功實現了運行系統的自主設計、自主集成,更新換代完成后,存儲介質更可靠,衛星數據的處理速度提高了10倍。”李安說,1986年地面站成立之初,用戶拿到數據最長需要一周,1997年縮短為1天,如今通常能在1小時內。
2002年,“衛星遙感數據介質存檔轉換和處理系統”項目獲得國家科技進步二等獎,這也是地面站歷史上獲得的最高級別國家科技獎勵。
遙感衛星地面系統復雜、龐大,李安帶領團隊實現系統能力從量變到質變的飛躍,如“多元衛星海量數據處理與存儲系統”的研制完成,使數據處理系統告別主要依靠人工操作的歷史,形成了用戶產品的全自動生產能力,極大提高了數據處理效率,同時也將人工操作可能帶來的錯誤降到最低。如今,地面站的絕大部分設備均實現國產化和自行研制,衛星數據接收和處理系統均達到世界先進水平,能以最快的速度實現數據接收后的產品處理。
每一次創新,都是為了國家的遙感事業更進一步
“接收、存檔、處理國內外遙感衛星和空間科學衛星數據,并為全國用戶提供廣泛的數據服務,是地面站的核心業務。”李安告訴記者,2008年以后,我國進入衛星發射的“黃金期”,衛星數量不斷增加,數據量也成倍增長,民用衛星對地觀測進入了亞米級的高分辨率時代,對地面站的技術系統提出了更高的要求。
“碼速率必須大幅提高,準確性、可靠性也要保障,因為衛星經過地面站上空時,捕捉信號的時間可能只有短短幾秒。此外,還要針對不同衛星的特點作出技術突破。”李安舉例說,不同的衛星各有特點,如實踐十號衛星是地面站接收的軌道最低的衛星,對衛星軌道預報精度和天線動態性能都提出了很高的技術要求。
作為科學家,李安是嚴謹的。作為地面站的“掌門人”,李安要求“防范一切可能出錯的地方,將穩定性、可靠性提升到100%”。
為了適應新的需求,中國遙感衛星地面站加快建設我國陸地觀測衛星的地面接收站網系統,填補了我國西部及南海重要區域的空白,具備了多星接收、全天候、全天時、多種分辨率衛星的數據接收能力。
每一次創新,都是為了國家的遙感事業更進一步。首次研制成功了高碼速的地面接收系統,支撐了資源三號、高分系列等國家新一代遙感衛星運行,性能指標國際領先;首次實現了遠距離運行無人值守陸地觀測衛星數據接收系統;研制的海量數據遠距離高速率網絡傳輸系統,對應急事件具有良好的數據響應能力……
接收到的這些數據,在李安看來都是寶貝。這些數據廣泛應用于我國的科研、海洋、災害監測、國土資源、城市規劃等各個領域,為國家經濟社會發展做出了重大貢獻。“比如說1998年的長江特大洪水災害、2008年汶川地震、2010年玉樹地震等歷次重大自然災害中,遙感數據都第一時間響應,為國家決策提供有力的數據保障與信息支持。”
未來以國家需求為牽引,全面提升全球衛星數據獲取能力
說起暗物質粒子探測衛星“悟空”、量子科學實驗衛星“墨子號”,還有6月15日剛剛發射的硬X射線天文望遠鏡衛星“慧眼”,李安神色間難掩自豪。這幾顆衛星,讓人們對我國在空間科學領域取得創新性的重大突破充滿期待。
在我國空間科學戰略性先導科技專項中,中國遙感衛星地面站負責地面數據接收系統的建設任務,李安擔綱總設計師。2015年和2016年,地面站相繼成功實現“悟空”“墨子號”的數據接收,以穩定的運行為我國空間科學研究提供了可靠的數據保障。這兩個項目,李安帶領團隊突破了“低信噪比、雙旋向信號自適應跟蹤”“窄波束、高動態寬帶信號快速捕獲及跟蹤”等關鍵技術,達到國際領先水平。
回顧這些年的科研歷程,李安很少講自己的故事,更多強調的是國家需要和遙感衛星地面站的團隊。談及未來發展方向,也和國家戰略部署密不可分。
進入“十三五”,國家民用空間基礎設施規劃已經全面展開,這一規劃描繪了我國空間對地觀測的藍圖,中國遙感衛星地面站將承擔更重要的國家陸地觀測衛星數據獲取任務。
李安說:“地面站作為研究所的重要科技機構,將根據國家統籌部署,積極開展民用空間基礎設施地面系統的建設工作,一手抓國內地面接收設施的不斷擴充,一手大力推進海外接收站的建設,全面提升全球衛星數據的獲取能力。”(測繪網 山澗)
聲明①:文章部分內容來源互聯網,如有侵權請聯系刪除,郵箱 cehui8@qq.com
聲明②:中測網登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其描述,文章內容僅供參考。
加群提示:我們創建了全國32個省份的地方測繪群,旨在打造本地測繪同行交流圈,有需要請聯系管理員測小量(微信 cexiaoliang)進群,一人最多只能進入一個省份群,中介人員勿擾