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新華社北京8月4日電題：陸地生態(tài)系統碳監測衛星“句芒號”成功發(fā)射看點(diǎn)透視

　　新華社記者胡喆、宋晨

　　8月4日，陸地生態(tài)系統碳監測衛星“句芒號”在太原衛星發(fā)射中心由長(cháng)征四號乙遙四十運載火箭成功發(fā)射。陸地生態(tài)系統碳監測衛星是我國首顆森林碳匯主被動(dòng)聯(lián)合觀(guān)測的遙感衛星，能夠實(shí)現對森林植被生物量、氣溶膠分布、葉綠素熒光的高精度定量遙感測量。“句芒號”的升空，標志著(zhù)我國碳匯監測進(jìn)入遙感時(shí)代。

　　此次發(fā)射也是自長(cháng)征五號B運載火箭成功首飛以來(lái)，長(cháng)征系列運載火箭在800多天內連續成功執行的第100次宇航發(fā)射任務(wù)，國家航天局負責“句芒號”衛星工程管理、重大事項組織協(xié)調、發(fā)射許可審批，航天科技集團五院、八院分別負責衛星系統和運載火箭系統抓總研制。

　　嘗試“跨界”：“身懷絕技”的“技能之星”

　　句芒，是中國古代民間神話(huà)中的木神、春神，主管樹(shù)木發(fā)芽生長(cháng)，與祝融齊名，象征對自然環(huán)境的敬畏與責任。國家航天局公布的信息顯示，“句芒號”衛星在軌運行后，可獲取全球森林碳匯的多要素遙感信息，提高碳匯計量的效率和精度，轉變傳統的人工碳匯計量手段，為我國“碳達峰、碳中和”戰略落實(shí)提供重要的遙感支撐。

　　森林碳匯監測需要有高精度的植被數據作為支撐，為達到這一要求，研制團隊嘗試“跨界”，創(chuàng )新性地將天基測繪“激光雷達+光學(xué)相機”為代表的主被動(dòng)聯(lián)合觀(guān)測手段應用到森林監測中。

　　獲取高精度的植被高度和面積信息是森林碳匯監測的關(guān)鍵，對應到衛星設計上，即對激光雷達和多光譜相機提出了高要求。為了讓“句芒號”具備高精度森林碳匯監測能力，研制團隊基于現有技術(shù)基礎，從性能提升、配置方式、總體設計上做出創(chuàng )新突破，最終滿(mǎn)足了森林碳匯監測的需求。

　　航天科技集團五院遙感衛星總體部專(zhuān)家介紹，這種主被動(dòng)聯(lián)合觀(guān)測模式，不僅充分發(fā)揮了激光雷達和多光譜相機的優(yōu)勢，同時(shí)還能利用激光校準多光譜相機精度。

　　“準、全、細、精”：碳匯監測的“專(zhuān)業(yè)之星”

　　植被高度、植被面積、葉綠素熒光和大氣PM2.5含量是計算森林碳匯能力的核心數據。作為森林碳匯監測的“專(zhuān)業(yè)之星”，“句芒號”配置了多波束激光雷達、多角度多光譜相機、超光譜探測儀、多角度偏振成像儀等4種載荷支持獲取以上數據，確保數據“準、全、細、精”。

　　植被測高結果“準”。“句芒號”利用多波束激光雷達進(jìn)行植被測高其實(shí)是一個(gè)抽樣測量的過(guò)程，通過(guò)計算激光到樹(shù)冠以及地面的時(shí)間差得出樹(shù)木的高度，而衛星一次測量發(fā)射出激光的光束數量、頻次決定著(zhù)測量精度。為最大程度提升植被測高的數據精度，研制團隊通過(guò)數據反演、仿真分析、應用測試，最終使植被測高精度大幅提升。

　　獲取植被面積“全”。為準確還原森林茂密程度，研制團隊為衛星設計安裝了5個(gè)多光譜相機，實(shí)現對地5角度立體觀(guān)測。同時(shí)，為了避免植被陰、陽(yáng)面光線(xiàn)影響，研制團隊創(chuàng )新性提出月球定標方法，確保5角度成像光譜響應一致。實(shí)現這些能力后，5角度多光譜相機就能幫助“句芒號”繪制一幅“立體”植被分布圖。

　　葉綠素熒光探測“細”。葉綠素是植被光合作用的關(guān)鍵影響因素，葉綠素熒光高精度制圖便是“句芒號”支撐高精度監測的重要環(huán)節。但葉綠素熒光的能量非常小，僅有約0.5%到2%以熒光的形式發(fā)射出來(lái)，為提升葉綠素光譜探測精細程度，科研人員為“句芒號”設計配置了超光譜探測儀，創(chuàng )新使用了光柵分光原理，能夠探測到人眼所看不到的太陽(yáng)光細微的明暗變化。

　　大氣校正數據“精”。為了去除大氣對監測數據的影響，研制團隊首先為“句芒號”專(zhuān)門(mén)配置了偏振成像儀，支持35個(gè)角度監測大氣PM2.5含量，獲取大氣橫向PM2.5含量信息。此外，研制團隊還增配了大氣激光雷達，用于獲取大氣縱向PM2.5含量信息。一橫一縱就將數據結果由二維變成了三維立體信息，更加精準。

　　操控便捷：能自主規劃任務(wù)的“智能之星”

　　“句芒號”載荷多、模式多，但其操控十分便捷，是一顆具備自主任務(wù)規劃能力的“智能之星”。

　　森林碳匯監測是“句芒號”的主要任務(wù)，除此之外，還可廣泛應用于環(huán)保、測繪、氣象、農業(yè)、減災等領(lǐng)域，支撐作物評估、植物病蟲(chóng)害監測、災害應急成像等工作。因此，“句芒號”任務(wù)繁多，工作模式復雜，研制團隊既要考慮讓衛星支持更多應用，還要考慮讓衛星易用、好操控。

　　為此，研制團隊從硬件上保證各種載荷數據獨立傳遞，從軟件上讓衛星“智能化”，根據設定的邊界條件參數辨別海洋、陸地、光照條件，并以此自動(dòng)規劃任務(wù)探測流程，實(shí)現自主任務(wù)規劃。

【責任編輯:陳聽(tīng)雨】

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