2019年1月21日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭成功將“吉林一號(hào)”光譜01、02星發(fā)射升空，目前，衛(wèi)星已經(jīng)順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。至此，由長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)有限公司自主研發(fā)的“吉林一號(hào)”衛(wèi)星星座已有12顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。

值得一提的是，“吉林一號(hào)”光譜星搭載的“水運(yùn)一號(hào)”衛(wèi)星載荷，是全球首個(gè)依托民用商業(yè)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)船舶在軌智能跟蹤拍攝的衛(wèi)星載荷，也是我國(guó)水運(yùn)行業(yè)首次建成的自有產(chǎn)權(quán)水運(yùn)科學(xué)空間實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

提升船舶遠(yuǎn)洋航行保障水平

“水運(yùn)一號(hào)”是長(zhǎng)光衛(wèi)星公司與交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院共同研制的衛(wèi)星載荷，因此從誕生開(kāi)始，它就充分擁有了雙方的航海和航天科研資源，這也決定了“水運(yùn)一號(hào)”的主要特點(diǎn)就是以船舶和航運(yùn)為對(duì)象，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航等為船舶運(yùn)輸進(jìn)行服務(wù)的能力。

“例如船舶航行在遠(yuǎn)洋，超過(guò)岸基通信與監(jiān)控范圍以后，就難以開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，‘水運(yùn)一號(hào)’載荷則可以在光譜主星的支持下，在衛(wèi)星接收到船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的報(bào)文數(shù)據(jù)，再結(jié)合光學(xué)遙感對(duì)船舶進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。”交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院教授級(jí)高工耿雄飛解釋道，這項(xiàng)既能“通得上”又能“看得見(jiàn)”的研究實(shí)驗(yàn)，對(duì)于提升船舶遠(yuǎn)洋航行保障技術(shù)水平具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

耿雄飛說(shuō)，“水運(yùn)一號(hào)”是我國(guó)首個(gè)針對(duì)水運(yùn)科學(xué)研究的特殊需求而定制化研發(fā)的衛(wèi)星載荷。“在此之前，我們?nèi)绻雽?duì)遠(yuǎn)洋航行船舶開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究，需要從不同的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商手中購(gòu)買(mǎi)或交換數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，周期長(zhǎng)、成本高，還影響科研成果的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，‘水運(yùn)一號(hào)’則解決了這個(gè)難題。”

衛(wèi)星管控+在軌處理雙突破

作為一顆搭載主星發(fā)射升空的衛(wèi)星載荷，為保障“水運(yùn)一號(hào)”與主星協(xié)調(diào)運(yùn)行，需要開(kāi)展大量工作。

一方面，“水運(yùn)一號(hào)”要開(kāi)展的空間無(wú)線電實(shí)驗(yàn)與主星的光譜遙感任務(wù)模式不同，所以需要在衛(wèi)星管控方法上進(jìn)行創(chuàng)新突破，且需要對(duì)載荷單機(jī)和天線的尺寸結(jié)構(gòu)、安裝位置、姿態(tài)乃至數(shù)據(jù)模式等諸多細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。

另一方面，“水運(yùn)一號(hào)”還要與主星聯(lián)合開(kāi)展空間實(shí)驗(yàn)任務(wù)，為了能夠達(dá)到對(duì)指定船舶進(jìn)行跟蹤拍攝的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，雙方需要研發(fā)全新的在軌智能處理系統(tǒng)，從衛(wèi)星在軌采集到的大量船舶數(shù)據(jù)中快速準(zhǔn)確提取出特定船舶的關(guān)鍵信息，并在軌動(dòng)態(tài)調(diào)整衛(wèi)星任務(wù)計(jì)劃，完成拍攝和數(shù)傳。

“從目前的報(bào)道來(lái)看，此前沒(méi)有商業(yè)衛(wèi)星開(kāi)展過(guò)這樣的空間實(shí)驗(yàn)，因此我們也可以說(shuō)，這些技術(shù)也是在載荷上的首次公開(kāi)應(yīng)用。”耿雄飛說(shuō)。

智能處理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)無(wú)人船

據(jù)介紹，由于“水運(yùn)一號(hào)”應(yīng)用了星上智能處理系統(tǒng)，未來(lái)，其將被用于開(kāi)展船舶無(wú)人駕駛、極地通航保障、海上防污染、遠(yuǎn)海搜救應(yīng)急等航海領(lǐng)域的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，此外，還將開(kāi)展跨星座的數(shù)據(jù)組網(wǎng)等航天領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)探索，提升衛(wèi)星的時(shí)間分辨率。

耿雄飛表示，我國(guó)船舶無(wú)人駕駛處于起步階段，目前還沒(méi)有真正意義上的無(wú)人船下水，已建成并開(kāi)始實(shí)際測(cè)試的幾條智能船都是有人駕駛或者船舶駕駛員旁站的，船舶運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本上也是近岸通過(guò)公網(wǎng)傳輸?shù)摹?017年，交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院與青島相關(guān)單位共同建設(shè)了青島智能航運(yùn)技術(shù)創(chuàng)新與綜合實(shí)驗(yàn)基地，“水運(yùn)一號(hào)”將在這里大展拳腳。“我們準(zhǔn)備利用‘水運(yùn)一號(hào)’接收無(wú)人自主航行船的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)文，同時(shí)研究探索在船舶運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)文中采用密碼技術(shù)，安全保密地進(jìn)行無(wú)人自主航行船運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。”不過(guò)耿雄飛坦言，這次也只能做探索性研究，距離實(shí)際應(yīng)用還有較大差距。