新華社北京5月13日電 題:守護天地聯接的信號——記中國遙感衛星地面站主任李安
董瑞豐、王小梅
把遙感衛星每天從太空收集的海量原始數據轉換成一幅幅“看得懂”的數據圖,這個過程被中國遙感衛星地面站主任李安形容為“從麥子到麵粉”:其他人吃麵也好,吃饅頭也好,就不用再到地裏去收麥子了。
日復一日,這是一份“為他人做嫁衣裳”的工作。中國遙感衛星地面站自1986年建成後,核心任務就是為全國提供衛星遙感的數據源,李安見證了其中大部分歷史。
保障者:系統需要365日可靠運轉
與李安握手,他的手掌沉穩有力。這名身形高大卻又敦厚儒雅的中年男子,第一眼給人的印象就是“可靠”。
李安的工作需要這種可靠。遙感衛星每天繞着地球轉,它們的數據卻不是每時每刻傳回地面,只有經過地面站時發射出數據流,定時定點才能接通“天地信號”。
“衛星每次經過站點上方只有十幾分鐘,其中絕大部分時間用於數據傳輸,捕捉信號的時間就要盡可能縮短,往往只有幾秒鐘。”李安説。
幾秒鐘稍縱即逝,不容閃失。一年365天,地面站每天都要與數十顆衛星聯接。可靠,是對地面站的第一要求。
衛星地面系統複雜且龐大,涉及的專業領域眾多,必須組建一個團結和強有力的團隊來完成。在李安的參與和帶領下,地面站先後完成我國陸地觀測衛星地面系統歷史上的首次更新換代,建成一系列的國外衛星數據接收和處理系統,系統能力一步一步得到提升。
目前,中國遙感衛星地面站擁有密雲站、喀什站、三亞站、昆明站、北極站組成的我國對地觀測衛星與空間科學衛星數據接收站網,20部大口徑衛星數據接收天線,多條高速光纖數據傳輸鏈路,以及配套的數據記錄、傳輸、處理、分發和運行管理系統,規模體量和關鍵技術指標位居世界前列,實現了覆蓋我國全部國土和亞洲70%陸地區域的實時數據接收能力。
創新者:讓國外衛星充分“為我所用”
1992年初春,李安剛剛獲得碩士學位參加工作,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。
LANDSAT-5衛星是中國遙感衛星地面站成立以後接收的第一顆遙感衛星,當時,全國對地觀測領域的主要衛星觀測數據也都來自這顆衛星。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。
國內還沒有能力研製自己的數據處理系統,如何對這套引進系統進行全面分析和解剖?任務落在了李安身上。在深入分析之後,李安最終發現了原系統中存在的一個關鍵錯誤。
在大量發射自己的陸地觀測衛星之前,我國對地觀測以使用國外衛星數據為主。從2002年起,李安先後作為團隊負責人,通過國際合作,建成了一系列國外衛星數據接收和處理系統。
其中,2002年建成的法國SPOT-5衛星地面系統,使這衛星成為其後十餘年間在我國應用最成功的業務化高分辨率國際衛星。2008年建成加拿大RADATSAT-2衛星地面系統,使我國擁有了國際最先進的民用合成孔徑雷達觀測數據源。
2010年6月,我國南方大部分省市先後發生嚴重的洪澇災害。地面站緊急與歐空局、加拿大MDA等國際衛星組織取得&&,提交了災區的緊急數據編程申請。“充分發揮空間科技優勢,對我國南方發生的洪澇災害進行持續監測。”李安説。
領軍者:成功實現“悟空”“墨子號”的數據接收
“哪根天線、幾時幾分、接收哪個位置的衛星數據,現在都可以進行自動化設置。”李安説,數據的讀寫保存方式也早已更新換代,再也不需要一週三次開着車把笨重的高密度磁帶從密雲站運回北京城裏。
不過,技術的飛速發展給地面站帶來更多新壓力。李安説,如今,地面站每年接收的衛星數據量是剛建站時的200多倍,相當於每天接收1986年當年一多半的數據量。而且,“現在衛星對地面的要求,一顆比一顆更高”。
暗物質粒子探測衛星“悟空”、量子科學實驗衛星“墨子號”為大家熟知。在這兩個國家重大專項中,中國遙感衛星地面站負責地面數據接收系統的建設任務,李安是總設計師。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。
目前,中國遙感衛星地面站的規模和性能都處於國際先進水平,部分關鍵技術指標處於世界領先的地位。30年來,地面站共計成功接收了近16萬條衛星軌道,保存了自1986年以來的衛星原始數據資料,是我國最大的對地觀測衛星數據檔案庫,為國家積累和保存了極其珍貴的空間數據歷史資料。
培養青年科技骨幹,是李安現在最重視的一項任務。為保證國家空間基礎設施數據接收系統的建設任務,地面站將一批具備優秀專業能力和潛質的青年科技人員推上關鍵技術崗位。“用他們的創新思維、活力、熱情,為衛星地面系統的研製注入新的能量。”李安説。
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