地球靜止軌道衛(wèi)星（以下簡(jiǎn)稱靜止衛(wèi)星）位于地球赤道上空距地面約36000km，軌道平面與赤道平面夾角為零，并且繞地球運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，故相對(duì)于地面靜止。由于靜止衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的同步性，衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)對(duì)地觀測(cè)，在氣象、通信、軍事、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等行業(yè)都有較廣泛的應(yīng)用，特別是在氣象和通信領(lǐng)域，已成為不可或缺的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)獲取工具和平臺(tái)。

　　摘要：首先列舉了涉及水利相關(guān)靜止衛(wèi)星的發(fā)展?fàn)顩r，闡述了靜止衛(wèi)星的發(fā)展歷程，并從探測(cè)器精度、覆蓋范圍、成像時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸方式和姿態(tài)控制方式等方面對(duì)各國(guó)主流靜止衛(wèi)星進(jìn)行了參數(shù)對(duì)比，指出靜止衛(wèi)星具有連續(xù)、同步、大尺度、多角度觀測(cè)地球的能力，使得靜止衛(wèi)星不僅用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)等氣象領(lǐng)域，還可以滿足眾多非氣象領(lǐng)域包括水利行業(yè)的應(yīng)用需求。其次，綜述了靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域和國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了靜止衛(wèi)星水利相關(guān)應(yīng)用參數(shù)，列舉了靜止衛(wèi)星在水文監(jiān)測(cè)、水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)和水情傳輸中的應(yīng)用實(shí)例，并進(jìn)行了靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)可用性分析，指出由于衛(wèi)星傳感器性能和在水利領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)水平的限制是造成目前靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)水平不高的原因，需要加大穩(wěn)定、高軌高精度和多種荷載傳感器的研發(fā)投入。最后，對(duì)未來發(fā)展方向提出了設(shè)想，認(rèn)為提高數(shù)據(jù)處理、同化技術(shù)水平，加強(qiáng)進(jìn)入水利行業(yè)的應(yīng)用能力，可以提高靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)在水利行業(yè)的業(yè)務(wù)化應(yīng)用水平。

　　關(guān)鍵詞：核心期刊論文發(fā)表中心,靜止衛(wèi)星,水利,應(yīng)用,水文水資源監(jiān)測(cè),災(zāi)害監(jiān)測(cè),水利通信

　　水利行業(yè)中許多領(lǐng)域都存在對(duì)靜止衛(wèi)星的應(yīng)用需求，如水資源日常監(jiān)測(cè)、突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警等，但總體上對(duì)靜止衛(wèi)星的應(yīng)用仍處于起步階段，多局限于氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品應(yīng)用等方面，應(yīng)用范圍有待進(jìn)一步拓寬，應(yīng)用程度有待進(jìn)一步深入[1]。

　　本文通過對(duì)現(xiàn)有靜止衛(wèi)星主要參數(shù)和特點(diǎn)的歸納，以及對(duì)國(guó)內(nèi)外靜止衛(wèi)星水利應(yīng)用的調(diào)研和分析，基于靜止衛(wèi)星在我國(guó)水利行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出未來我國(guó)靜止衛(wèi)星水利應(yīng)用前景的設(shè)想和展望。

　　1國(guó)內(nèi)外水利相關(guān)靜止衛(wèi)星發(fā)展?fàn)顩r

　　國(guó)外水利相關(guān)靜止衛(wèi)星發(fā)展較早。1975年，美國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了人類首顆靜止氣象衛(wèi)星GEOS-1業(yè)務(wù)運(yùn)行；1977年，日本第一顆靜止氣象衛(wèi)星GMS-1發(fā)射；1978年，歐空局的Meteosat靜止氣象衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)了水汽通道圖像傳輸；1982年，印度第一代INSAT衛(wèi)星發(fā)射，集通信、廣播和氣象探測(cè)于一身。

　　目前，美國(guó)的GEOS系列已經(jīng)發(fā)展到了第四代，擁有更穩(wěn)定的平臺(tái)，支持更新的成像儀、空間環(huán)境探測(cè)器（SEM）、垂直探測(cè)器和太陽(yáng)X射線成像儀（SXI）。新一代的GOES-R系列也已提上日程，預(yù)計(jì)于2014年實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行，將搭載先進(jìn)的基線成像儀（ABI）和超光譜環(huán)境監(jiān)測(cè)儀（HES），性能將大幅提升，在同步衛(wèi)星監(jiān)測(cè)領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

　　日本的MTSAT-2和MTSAT-1R雙星在軌運(yùn)行，互為備份，較上一代GMS-5的自旋穩(wěn)定姿態(tài)控制不同，MTSAT采用三軸穩(wěn)定方式，成像時(shí)間短、圖像信噪比、靈敏度高。

　　歐盟第二代靜止氣象衛(wèi)星MSG-2替代了上一代Meteosat，雖然仍采用自旋穩(wěn)定方式，但在傳感器通道數(shù)、空間分辨率、圓盤成像時(shí)間和量化級(jí)數(shù)上有了很大提高。MSG-3已于2012年7月發(fā)射，第三代靜止氣象衛(wèi)星（MTG）將會(huì)在成像精度上和數(shù)據(jù)傳輸速率上有大輻改進(jìn)，首顆衛(wèi)星將于2018年開始服役。

　　俄羅斯在軌靜止衛(wèi)星二代GOMS-N2和印度在軌靜止衛(wèi)星INSAT-3D都采用先進(jìn)的多通道掃描成像儀，擁有各自的特點(diǎn)。

　　我國(guó)水利相關(guān)靜止衛(wèi)星發(fā)展起步較晚。1997年6月10日，我國(guó)第一顆靜止氣象衛(wèi)星FY-2A正式投入使用，2004年10月FY-2C發(fā)射成功，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，比美國(guó)晚了整整29年，總體水平也只相當(dāng)于美國(guó)20世紀(jì)90年代初的水平，據(jù)估計(jì)這樣的差距可能在風(fēng)云四號(hào)才能趕上。不過風(fēng)云二號(hào)也有很多自己的特色，尤其在圖像定位配準(zhǔn)方面已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。2006年12月，F(xiàn)Y-2D靜止氣象衛(wèi)星發(fā)射成功，與FY-2C星實(shí)現(xiàn)了雙星備份，主汛期每天每15分鐘可提供一張圖像。2008年12月，F(xiàn)Y-2E星接替已經(jīng)超期服役的FY-2C星繼續(xù)運(yùn)行。這三顆星均采用自旋穩(wěn)定的姿態(tài)控制方式，搭載5通道掃描成像儀和空間環(huán)境探測(cè)儀，但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還是有一定的差距。表1是各國(guó)靜止氣象衛(wèi)星搭載主要荷載對(duì)比。

　　2.1靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)的可用性分析

　　2.1.1水利相關(guān)應(yīng)用參數(shù)分析

　　隨著水利現(xiàn)代化的不斷深入，傳統(tǒng)水利監(jiān)測(cè)手段已經(jīng)無法滿足需求。在水資源監(jiān)測(cè)方面，傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)只采集站點(diǎn)數(shù)據(jù)，且水文站網(wǎng)密度有限，展布到面后精度有一定不確定性。水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)也距實(shí)時(shí)、持續(xù)監(jiān)測(cè)與預(yù)警的業(yè)務(wù)需求有一定差距。傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力也落后于管理需求，指標(biāo)不夠全面，站點(diǎn)密度不夠，快速機(jī)動(dòng)監(jiān)測(cè)能力差，突發(fā)性水污染預(yù)警系統(tǒng)不夠完善。

　　極軌等高空間分辨率遙感衛(wèi)星重訪周期長(zhǎng)，幅寬窄，可能在區(qū)域性單次監(jiān)測(cè)上精度較高，但在大尺度動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面較為薄弱。靜止衛(wèi)星可每30min獲取一次影像，尺度可覆蓋全球，并且新一代靜止衛(wèi)星多配置高分辨率多通道傳感器，將為水利業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)提供多指標(biāo)、真實(shí)可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，大幅提高日常管理和應(yīng)急能力。

　　從GEOS-1只搭載單臺(tái)掃描成像儀，提供單一氣象資料，到如今搭載多種高分辨率空間探測(cè)器，并依托各國(guó)靜止氣象衛(wèi)星建立起的全球靜止氣象衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)，靜止衛(wèi)星已實(shí)現(xiàn)為水文監(jiān)測(cè)、重大水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)傳輸提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和多種定量產(chǎn)品支持，表2是全球主要靜止氣象衛(wèi)星的水利相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域。除提供初級(jí)遙感信息外，靜止衛(wèi)星還可提供多種定量產(chǎn)品，為水利行業(yè)提供更深入、針對(duì)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品，表3是我國(guó)FY-2C衛(wèi)星提供的水利相關(guān)定量產(chǎn)品。此外，靜止衛(wèi)星還為水利部門提供相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持，20世紀(jì)90年代，我國(guó)水利部就購(gòu)買了亞洲二號(hào)半個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，并以此為依托建立了水利衛(wèi)星通信系統(tǒng)。另外，靜止衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)和全球?qū)Ш较到y(tǒng)也可應(yīng)用于水利行業(yè)。靜止衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要有全球覆蓋的國(guó)際海事衛(wèi)星（Inmarsat）通信系統(tǒng)和區(qū)域覆蓋北美的移動(dòng)衛(wèi)星（MSAT）通信系統(tǒng)、亞洲蜂窩衛(wèi)星（ACeS）通信系統(tǒng)、瑟拉亞（Thuraya）衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。比較成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的GLONASS和我國(guó)自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），即北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。目前，為我國(guó)水利通信建設(shè)提供服務(wù)的靜止衛(wèi)星系統(tǒng)主要是Inmarsat-C海事衛(wèi)星系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。相對(duì)于傳統(tǒng)地面觀測(cè)和其它衛(wèi)星在水利中的應(yīng)用，靜止軌道衛(wèi)星的主要優(yōu)勢(shì)在于可以高時(shí)間分辨率探測(cè)信息，有效的動(dòng)態(tài)跟蹤和監(jiān)測(cè)大尺度系統(tǒng)的形成、發(fā)展及演變規(guī)律。一顆靜止軌道氣象衛(wèi)星每30min就能獲得近地球的氣象圖片資料，對(duì)水資源運(yùn)行調(diào)度管理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)，洪水、暴雨和突發(fā)水污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)以及水情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)具有突出的能力。因此，靜止衛(wèi)星在水利方面的應(yīng)用有著廣闊的前景。

　　在水資源監(jiān)測(cè)方面，傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)只采集站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，擴(kuò)展到面后精度不高，且許多地區(qū)水文站網(wǎng)密度不夠，甚至還存在無監(jiān)測(cè)地區(qū)，降水、徑流監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)等技術(shù)手段尚不能完全不能滿足水資源評(píng)價(jià)、規(guī)劃與管理等方面的需求，而極軌等高空間分辨率遙感衛(wèi)星由于重訪周期過長(zhǎng)，幅寬較窄，可能在區(qū)域性水資源監(jiān)測(cè)精度較高，但對(duì)于大尺度動(dòng)態(tài)水資源監(jiān)測(cè)方面較為薄弱。在水資源管理方面，由于人工側(cè)支循環(huán)，使得流域水資源的分配和轉(zhuǎn)換關(guān)系異常復(fù)雜，分配層次多，流域降水和徑流變化趨勢(shì)不同步，降雨徑流預(yù)報(bào)和水資源趨勢(shì)預(yù)測(cè)依然是世界級(jí)難題，滿足不了流域水資源配置和調(diào)度管理的需要。靜止軌道衛(wèi)星每30min就能獲得水文監(jiān)測(cè)資料，尺度可覆蓋全球，相信配備高空間分辨率傳感器的靜止軌道衛(wèi)星會(huì)在全球水資源領(lǐng)域有更深入的應(yīng)用。

　　在水旱災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)方面的，我國(guó)雖已開展多年，但距實(shí)時(shí)、持續(xù)監(jiān)測(cè)與預(yù)警的行業(yè)需求還有一定的差距。高分辨率的靜止軌道衛(wèi)星數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)化程度，以形成一套完整的水旱災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。

　　2.2在水文水資源監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

　　2.2.1降水監(jiān)測(cè)

　　降水是水文循環(huán)中的基本環(huán)節(jié)，在水資源評(píng)價(jià)、管理、水循環(huán)模擬等方面都有著大量的數(shù)據(jù)需求。從1978年美國(guó)人L.E.SpaydJr.和R.A.Scofield[12]第一次基于GOES數(shù)據(jù)提出估算熱帶氣旋降雨量方法并業(yè)務(wù)化應(yīng)用以來，不論是在理論還是手段上，基于靜止衛(wèi)星的降水監(jiān)測(cè)技術(shù)都已相當(dāng)成熟，方法呈現(xiàn)多樣化。美國(guó)NOAA的NESDIS發(fā)展了利用GEOS紅外資料估算降水量的系統(tǒng)并于1997年投入業(yè)務(wù)運(yùn)用[13]，我國(guó)水利部信息中心也使用云分類方法對(duì)GMS衛(wèi)星數(shù)字云圖估算面雨量[14]，張?jiān)苹荨⑹房蓚鱗15]基于GMS衛(wèi)星云圖對(duì)哈密地區(qū)降雨進(jìn)行估算，徐亮等[16]基于靜止衛(wèi)星氣象數(shù)字化產(chǎn)品采用多元決策加權(quán)法估算降雨，熊秋芬[17]提出了基于GMS衛(wèi)星4通道資料的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)估算降雨的方法，并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。

　　為了彌補(bǔ)靜止衛(wèi)星空間分辨率的不足和發(fā)揮其高時(shí)間采樣頻率的優(yōu)勢(shì)，靜止衛(wèi)星降水監(jiān)測(cè)主要采用多種傳感器聯(lián)合監(jiān)測(cè)的方法。現(xiàn)在水利行業(yè)應(yīng)用較廣的全球降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集——全球衛(wèi)星降水制圖（GSMaP）和GPCP就是多種傳感器聯(lián)合監(jiān)測(cè)的成果。GSMaP數(shù)據(jù)集采用的GEOS衛(wèi)星的可見光/紅外數(shù)據(jù)，空間分辨率為0.03635°（在赤道上相當(dāng)于4km），時(shí)間分辨率約為30分鐘，覆蓋區(qū)域?yàn)?0°N～60°S，在海洋上的監(jiān)測(cè)效果最好，在高山上的表現(xiàn)最差。在陸地和海岸帶地區(qū)，GSMaP數(shù)據(jù)難于識(shí)別強(qiáng)降水，同時(shí)低估強(qiáng)度大于10mm/h的降水。GPCP數(shù)據(jù)集主要數(shù)據(jù)源是GOES、GMS、Meteosat衛(wèi)星，逐月、逐日和每5日降水分析資料空間分辨率分別為2.5°、1°和2.5°。

　　2.2.2土壤含水量與蒸散發(fā)監(jiān)測(cè)

　　土壤含水量與蒸散發(fā)監(jiān)測(cè)是水資源評(píng)價(jià)、管理中的重要一環(huán)，獲取實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是做好實(shí)時(shí)調(diào)度和管理工作的必要保障。靜止氣象衛(wèi)星的紅外掃描輻射計(jì)在土壤墑情、溫度、溫度和植被監(jiān)測(cè)方面均有所應(yīng)用。趙長(zhǎng)森等[18]提出了基于靜止衛(wèi)星的陸面區(qū)域蒸散模型，并采用FY-2C數(shù)據(jù)對(duì)淮河流域蚌埠以上農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行了多時(shí)間尺度的區(qū)域耗水模擬，開創(chuàng)了利用靜止衛(wèi)星模型模擬區(qū)域耗水的先河。裴浩等[19]借鑒極軌氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)植被和土壤墑情的研究成果，采用GMS的多通道數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)土壤墑情和植被指數(shù)。楊曉春[20]利用FY-2數(shù)據(jù)對(duì)土壤濕度進(jìn)行模擬，并在多年干旱監(jiān)測(cè)中得到了應(yīng)用。

　　為了彌補(bǔ)靜止衛(wèi)星在空間分辨率上的不足，舒云巧等[21]提出利用FY-2C結(jié)合MODIS產(chǎn)品估算河北灌溉農(nóng)田實(shí)際蒸散量的方法，利用靜止衛(wèi)星時(shí)間分辨率強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，提高了遙感監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。由于靜止衛(wèi)星的紅外傳感器空間分辨率往往都是千米級(jí)的，因此，比較適于大、中區(qū)域尺度高時(shí)間分辨率的地表參數(shù)反演。張霄羽和王嬌[29]利用風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)，提出了多時(shí)相熱紅外/可見光反演地表水分的算法，在中尺度區(qū)域上定量化土壤表面含水量，并在中國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，獲得了5km×5km空間尺度的日均土壤含水量，并且與先進(jìn)的AMSR土壤水分產(chǎn)品相比，均方根誤差為0.025g/cm3，最大估算誤差在0.07g/cm3以內(nèi)。這一研究為中尺度高時(shí)間分辨率土壤含水量產(chǎn)品的獲取提出了一種思路。

　　2.2.3冰雪監(jiān)測(cè)

　　冰雪融量的計(jì)算是水文學(xué)上的一個(gè)重要問題，靜止衛(wèi)星也在大尺度連續(xù)動(dòng)態(tài)觀測(cè)冰雪上很有優(yōu)勢(shì)，但由于空間分辨率較低，目前還處于初探階段。裴浩等[19]嘗試?yán)�用GMS可見光通道探測(cè)冰雪分布并取得了較好的精度。中國(guó)科學(xué)院冰川所利用氣象衛(wèi)星云圖來計(jì)算雪被覆蓋的范圍、厚度、冰雪融量，并追索其連續(xù)演變，進(jìn)行了祁連山冰川水文學(xué)的研究。

　　2.3在水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

　　2.3.1洪災(zāi)監(jiān)測(cè)

　　靜止氣象衛(wèi)星在全天候洪水監(jiān)測(cè)和汛期降雨預(yù)報(bào)方面均有應(yīng)用，是防洪減災(zāi)輔助決策的重要信息來源。中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心從20世紀(jì)80年代中期開展提供氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)洪澇災(zāi)害的科研服務(wù)，曾成功對(duì)1991年江淮大水、1996年華北水災(zāi)以及1998年長(zhǎng)江洪水等重大洪澇災(zāi)害進(jìn)行了監(jiān)測(cè)[19]。王慶齋等[23]也根據(jù)GMS-5靜止氣象衛(wèi)星數(shù)字化衛(wèi)星云圖曲灰度分布，建立云頂溫度與地面實(shí)測(cè)降水關(guān)系曲線，實(shí)現(xiàn)對(duì)黃河流域汛期降水的預(yù)報(bào)。

　　2.3.2旱災(zāi)監(jiān)測(cè)靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)旱情問題，已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，并進(jìn)行了一些研究嘗試。張?jiān)�元[24]利用FY-2/VISSR數(shù)據(jù)生成PRETA干旱指數(shù)產(chǎn)品，應(yīng)用于全國(guó)范圍的旱情連續(xù)監(jiān)測(cè)，與極軌衛(wèi)星同類產(chǎn)品相比，在監(jiān)測(cè)范圍和頻次上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，很好地反映了2009年秋季至2010年春季西南大旱的旱情時(shí)空變化。姬菊枝等[25]利用風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星并結(jié)合NOAA的數(shù)據(jù)用熱慣量法估計(jì)了2003年哈爾濱春季干旱受災(zāi)情況，提出了防治措施。

　　2.3.3冰雪災(zāi)害監(jiān)測(cè)

　　靜止氣象衛(wèi)星在重大冰雪災(zāi)害也有一些應(yīng)用。朱小祥等[26]利用FY-2C、D星結(jié)合modis數(shù)據(jù)在2008年南方雪災(zāi)中向有關(guān)部門提供降雪天氣預(yù)報(bào)、受災(zāi)區(qū)積雪覆蓋范圍等方面的遙感監(jiān)測(cè)信息。

　　2.4在國(guó)內(nèi)水利通信中的應(yīng)用進(jìn)展

　　靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)中的應(yīng)用除包含靜止氣象衛(wèi)星提供水利相關(guān)應(yīng)用的直接產(chǎn)品外，還承擔(dān)著轉(zhuǎn)發(fā)水情數(shù)據(jù)、進(jìn)行水利通信的任務(wù)。1991年，北京海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（Inmarsat-C）地面站正式運(yùn)行，開始承擔(dān)起用戶、衛(wèi)星與移動(dòng)終端之間水情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)，使得水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)不受距離和下墊面條件的限制。我國(guó)自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)也為水情部分流域的水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)提供服務(wù)，承擔(dān)著部分水利衛(wèi)星通信任務(wù)，具有覆蓋范圍廣、傳輸數(shù)據(jù)量大和成本低的優(yōu)勢(shì)。此外，我國(guó)從1976年開始投資水利通信網(wǎng)。1994年，水利部一次性購(gòu)買了亞洲二號(hào)的半個(gè)Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，建設(shè)水利通信系統(tǒng)，經(jīng)過十多年的努力，建立了以語音、數(shù)據(jù)、圖像為媒介的水利通信網(wǎng)。2008年，亞洲二號(hào)退役，水利部又租用亞洲五號(hào)Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器和亞太六號(hào)C波段轉(zhuǎn)發(fā)器，實(shí)現(xiàn)混網(wǎng)組合，組建了新一代的水利通信系統(tǒng)，并于2010年投入使用，提高了抗雨衰能力，EIRP和G/T指數(shù)值在邊遠(yuǎn)地區(qū)比前代提高了16倍，增強(qiáng)了發(fā)射和接收能力。新系統(tǒng)集圖像、數(shù)據(jù)、語音和應(yīng)急通信業(yè)務(wù)為一體，采用新型的DVB-S2通信體制，加大傳輸帶寬，充分提高衛(wèi)星信號(hào)傳輸能力，滿足了防汛、抗旱衛(wèi)星通信需求，有效保證了水利通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

　　3存在問題與展望

　　靜止衛(wèi)星自身雖然有覆蓋范圍廣、成像周期短、資料來源均勻、連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低等先天性優(yōu)勢(shì)，但犧牲了傳感器精度、荷載和傳輸速率等條件，造成業(yè)務(wù)應(yīng)用面窄和深化程度不夠的問題。因此，靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)得到廣泛應(yīng)用還需要解決以下幾個(gè)問題。

　　（1）提高衛(wèi)星穩(wěn)定性，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的持續(xù)穩(wěn)定獲取。我國(guó)的FY-2號(hào)還采用自旋穩(wěn)定姿態(tài)控制方式，衛(wèi)星運(yùn)行穩(wěn)定性差，數(shù)據(jù)噪點(diǎn)多，難以實(shí)時(shí)穩(wěn)定更新，改進(jìn)靜止衛(wèi)星姿態(tài)控制方式，提高傳感器靈敏度和穩(wěn)定性，是保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定傳輸?shù)挠行�手段�?/p>

　　（2）提高傳感器性能，滿足行業(yè)應(yīng)用精度要求，深化業(yè)務(wù)應(yīng)用。目前水利行業(yè)采用的靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)源大多空間分辨率和光譜分辨率較低，離行業(yè)應(yīng)用的精度要求尚有一定距離，另外，有效荷載種類過少，監(jiān)測(cè)范圍不足，相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域較窄，需加大高軌、高分辨率傳感器的研發(fā)投入，深化業(yè)務(wù)應(yīng)用，在保證靜止衛(wèi)星同步、大尺度觀測(cè)特性的同時(shí)，開展新型傳感器的研究，擴(kuò)展監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，進(jìn)行精細(xì)化研究，提高傳感器觀測(cè)精度，保證行業(yè)應(yīng)用的可靠性。

　　（3）做好與傳統(tǒng)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的協(xié)同應(yīng)用。不管是單一靜止衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還是傳統(tǒng)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，都在反應(yīng)真實(shí)水利應(yīng)用狀況時(shí)存在優(yōu)缺點(diǎn)，做好和地面觀測(cè)數(shù)據(jù)同化處理，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)地面觀測(cè)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，才能提供更加全面、真實(shí)、精確地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

　　（4）做好與高空間分辨率數(shù)據(jù)源的同化應(yīng)用。靜止衛(wèi)星可提供全天候、大尺度的遙感監(jiān)測(cè)資料，但不足之處是空間分辨率較低，數(shù)據(jù)精度有限，做好靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)與高空間分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的協(xié)同應(yīng)用，是保證數(shù)據(jù)精度的發(fā)展方向之一。

　　目前，靜止衛(wèi)星在水利方面的應(yīng)用還僅限于一些氣象水文信息、水旱災(zāi)害的初級(jí)監(jiān)測(cè)和水情的轉(zhuǎn)發(fā)，像水土流失、水環(huán)境狀況、灌溉面積監(jiān)測(cè)、水利工程監(jiān)測(cè)等更多水利信息的獲取應(yīng)用還不深入，并且由于應(yīng)用理論水平的限制，也不能完全滿足業(yè)務(wù)需求。但是，在高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率為代表的新型傳感器的研發(fā)和高穩(wěn)定姿態(tài)控制技術(shù)的發(fā)展下，隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的提高、地面數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和高空間分辨率數(shù)據(jù)的同化技術(shù)的深入研究，靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平將不斷提高。近期，依托高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)，我國(guó)將發(fā)射一顆高空間分辨率的光學(xué)靜止衛(wèi)星，將在衛(wèi)星姿態(tài)控制和傳感器物理指標(biāo)上有重大突破，會(huì)大幅提升靜止衛(wèi)星的空間監(jiān)測(cè)能力，為地表水體變化、水利工程運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)以及水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警、突發(fā)水污染事件和其他突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)提供更加全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，相信會(huì)更加深化靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)在水利行業(yè)的應(yīng)用水平。

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