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

值得一提的是，“吉林一號”光譜星搭載的“水運一號”衛(wèi)星載荷，是全球首個依托民用商業(yè)衛(wèi)星實現(xiàn)船舶在軌智能跟蹤拍攝的衛(wèi)星載荷，也是我國水運行業(yè)首次建成的自有產(chǎn)權(quán)水運科學(xué)空間實驗平臺。

提升船舶遠洋航行保障水平

“水運一號”是長光衛(wèi)星公司與交通運輸部水運科學(xué)研究院共同研制的衛(wèi)星載荷，因此從誕生開始，它就充分擁有了雙方的航海和航天科研資源，這也決定了“水運一號”的主要特點就是以船舶和航運為對象，實驗驗證衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航等為船舶運輸進行服務(wù)的能力。

“例如船舶航行在遠洋，超過岸基通信與監(jiān)控范圍以后，就難以開展動態(tài)監(jiān)測，‘水運一號’載荷則可以在光譜主星的支持下，在衛(wèi)星接收到船舶自動識別系統(tǒng)的報文數(shù)據(jù)，再結(jié)合光學(xué)遙感對船舶進行跟蹤監(jiān)測。”交通運輸部水運科學(xué)研究院教授級高工耿雄飛解釋道，這項既能“通得上”又能“看得見”的研究實驗，對于提升船舶遠洋航行保障技術(shù)水平具有實際的應(yīng)用價值。

耿雄飛說，“水運一號”是我國首個針對水運科學(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h洋航行船舶開展動態(tài)監(jiān)測研究，需要從不同的衛(wèi)星運營商手中購買或交換數(shù)據(jù)，再進行數(shù)據(jù)處理，周期長、成本高，還影響科研成果的實際應(yīng)用價值，‘水運一號’則解決了這個難題。”

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“水運一號”與主星協(xié)調(diào)運行，需要開展大量工作。

一方面，“水運一號”要開展的空間無線電實驗與主星的光譜遙感任務(wù)模式不同，所以需要在衛(wèi)星管控方法上進行創(chuàng)新突破，且需要對載荷單機和天線的尺寸結(jié)構(gòu)、安裝位置、姿態(tài)乃至數(shù)據(jù)模式等諸多細節(jié)進行優(yōu)化。

另一方面，“水運一號”還要與主星聯(lián)合開展空間實驗任務(wù)，為了能夠達到對指定船舶進行跟蹤拍攝的實驗?zāi)康模p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)中快速準確提取出特定船舶的關(guān)鍵信息，并在軌動態(tài)調(diào)整衛(wèi)星任務(wù)計劃，完成拍攝和數(shù)傳。

“從目前的報道來看，此前沒有商業(yè)衛(wèi)星開展過這樣的空間實驗，因此我們也可以說，這些技術(shù)也是在載荷上的首次公開應(yīng)用。”耿雄飛說。

智能處理系統(tǒng)監(jiān)測無人船

據(jù)介紹，由于“水運一號”應(yīng)用了星上智能處理系統(tǒng)，未來，其將被用于開展船舶無人駕駛、極地通航保障、海上防污染、遠海搜救應(yīng)急等航海領(lǐng)域的空間科學(xué)實驗，此外，還將開展跨星座的數(shù)據(jù)組網(wǎng)等航天領(lǐng)域的實驗探索，提升衛(wèi)星的時間分辨率。

耿雄飛表示，我國船舶無人駕駛處于起步階段，目前還沒有真正意義上的無人船下水，已建成并開始實際測試的幾條智能船都是有人駕駛或者船舶駕駛員旁站的，船舶運行狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)基本上也是近岸通過公網(wǎng)傳輸?shù)摹?017年，交通運輸部水運科學(xué)研究院與青島相關(guān)單位共同建設(shè)了青島智能航運技術(shù)創(chuàng)新與綜合實驗基地，“水運一號”將在這里大展拳腳。“我們準備利用‘水運一號’接收無人自主航行船的運行狀態(tài)監(jiān)測報文，同時研究探索在船舶運行狀態(tài)監(jiān)測報文中采用密碼技術(shù)，安全保密地進行無人自主航行船運行狀態(tài)監(jiān)測。”不過耿雄飛坦言，這次也只能做探索性研究，距離實際應(yīng)用還有較大差距。