编者按:从古至今,人类从未停止过探索未知世界的脚步,认知世界的能力和手段与日俱增。中科院之声与中国科学院空天信息创新研究院联合开设“观天测地”专栏,为大家介绍天上地上探索的那些事儿,带来空天信息领域最新进展,普及科学知识。
本文由中科院空天院退休研究员张建国讲述中国遥感卫星地面站筹建及建设初期的故事,带我们感受老一代地面站人创业的艰辛、付出及收获。
1986年12月20日,中国遥感卫星地面站落成典礼在北京举行。这是我国第一个遥感卫星地面站,使我国拥有了直接获取卫星遥感数据的能力,开创了我国遥感技术和遥感应用的新时代。
这一年,张建国37岁,但参与地面站的筹备和建设工作,已有7年光阴。回忆起当年的工作,他说:“地面站的落成,是当年的高光时刻。我们这些人经历了我国遥感卫星地面系统的蹒跚起步,无论搞运行还是做研制,都尽心竭力,这是任务,更是责任。”
创业:开创我国遥感技术和遥感应用新时代
卫星遥感是20世纪60年代新兴的科学领域,经过多年发展已成为各国空间对地观测的主要科技手段之一。“适用而持续的数据支持,使陆地遥感之风在全世界兴起,直接推动了遥感应用的技术研究与产业化发展,并促进空间基础设施的进步。”张建国回忆。
地面站是空间基础设施之一。我国在拥有自己的遥感卫星地面站之前,只能通过购买国外的卫星数据获取相应资料,难度大、时效性差、数量又极其有限。1979年初邓小平访问美国期间,双方签署《中美科技合作协定》,相关文件中确认:在条件合适的情况下,中国拟购买一个美国地面站,能够接收美国宇航局在轨及后续陆地资源遥感卫星发来的地球资源信息。“这是对中国遥感事业发展产生深远影响的历史性文件。”张建国说,“中科院同年成立了空间科学技术中心,并以自动化所七室为基础,成立地面系统部。这也是我地面站职业生涯的开始。”
地面站引进的过程并非一帆风顺。张建国回忆,当时我国正处于国民经济调整中,国家对引进的项目都要作多次反复论证。有关部门的一些专家对地面站引进和建设提出了反对意见。对此,中科院积极参与国家组织的论证。
1981年6月,项目最终得到批准。自此,科研人员开始投身于技术引进工作,王大珩、吕强、曲守慈等先后率团访美,对美国和欧洲的设备制造企业进行了详细的调查研究;1982 年12月,与美国系统和应用科学公司(SASC)在北京正式签订了引进地面站的合同。
1982年12月7日,我方与美国SASC公司签订地面站引进合同
这支刚组建起来的技术队伍,不仅从资料和调查研究中学习,还进行了认真的考察和培训,并建立广泛的交流与合作关系。张建国介绍,当时先后有20多人赴国外学习,王新民、潘锦杜、戴自炘、蔡君勇、潘习哲……他们中的多数,都是地面站事业的老一代奠基人。张建国后来也成为了外出学习的一员。
1986年,张建国在巴西空间研究院
另一批人则在做北京数据接收站的选址。选址小组于1979年成立,蔡君勇任组长,他也是后来密云站的第一任站长。选址小组在北京郊区和河北附近地区开展了为期一年半的调查,收集有关气象、地质、地震、周围无线电干扰源等数据。野外场地的无线电测量是其中的关键工作,也最辛苦。
经过充分的野外调查和分析论证,接收站站址最终选定北京密云县溪翁庄镇金叵罗村东南侧。为了方便全国用户来站查询和选购数据,卫星数据处理、存档、用户服务系统则设在中关村地区。
1979年夏,蔡君勇带领选址小组对北京某地进行电磁干扰检测
1982年 8 月,王大珩、王新民、石书嘉、杨世仁、梁吟藻、严毓棠一行赴美国考察
万事俱备,地面站呼之欲出。1984年6月,密云接收站基建工程完成;1985年11月,天线系统吊装完成;1985年12月,天线系统调试完成并首次记录接收到卫星数据;1986年5月,接收站投入试运行……
1986年12月20日,中国遥感卫星地面站落成典礼在京举行。方毅副总理、严济慈副委员长、中科院院长卢嘉锡、副院长周光召、国家科委副主任朱丽兰以及王大珩院士等出席了落成典礼,美国驻华大使洛德、美国国防部助理部长麦克-布瑞恩等也应邀出席。会上,领导和来宾们参观了地面数据处理系统与成像系统,观看了地面站生产的卫星照片,对地面站的引进和建设工作给予了高度评价。
1986年11月26日,邓小平同志为中国遥感卫星地面站题写站名
1986年12月20日,中国遥感卫星地面站举行落成典礼
1995年,位于北京海淀区北三环西路的中国遥感卫星地面站
从此,我国拥有了自己的地面数据源,中国遥感应用揭开全新的一页。
运行:规范、稳定、高质量
从1986年建设运行至今,地面站始终以“积极利用卫星资源,为我国各行业的遥感应用服务”为目标。在科技人员的艰苦努力下,地面站在设施建设和运行等各个环节上都迅速取得成功,产品服务的数量和质量以及国际合作参与度在国际地面站业内得到无容置疑的认可。
地面站第一座10米接收天线
高密度磁带机(HDDR)是早期数据接收的关键设备。张建国介绍,当时每部HDDR价值超过20万美元,每个32道轨迹的磁头售价超过1000美元,规定使用寿命100小时。接收站每天接收记录多轨卫星数据以及在处理系统回放,都要使用HDDR,磁头磨损消耗成了大问题。“主管HDDR的杨祥福老师对此事上了心。他负责两处机器的补偿调整与保养维护,居然动手精细地完成了磁头整形加工的精密活儿,通过测试误码率,完全达到技术指标要求。”在国家外汇紧张的时代,HDDR磁头延寿加工的成功,不仅直接助力地面站的运行,还为国家节约了宝贵的经费。
1987年,美国专家在地面站维修高密度磁带机后合影。前排左二为杨祥福
1999年,密云站工作人员进行天线修理
服务:既出产品,又提升能力
接收、存档、处理遥感卫星数据,为全国用户提供服务,是地面站的核心业务。王大珩先生曾经讲过:“同仁堂有坐堂大夫现场给人号脉,地面站也要有坐堂大夫。”为了当好“坐堂大夫”,地面站主要做了两件事,一件是提升服务质量和增加新的服务“品种”,另外一件是推广卫星遥感技术在各领域、各行业的示范应用。其中,非常重要的举措是成立用户委员会及组织全国用户会议。
1992年5月,地面站首届全国用户会议在北京召开,中科院副院长胡启恒,王大珩先生、陈述彭先生以及国家计委、国家科委、国家航天领导小组办公室等中央21个部委、25个省(市、自治区)150余名代表参加了会议。胡启恒强调:“用户大会应当成为连接地面站与广大用户的纽带和桥梁。”
1992年5月23至25日,地面站首届全国用户会议在北京召开
为了当好“坐堂大夫”,需要结合应用实践,通过各类研究课题,探索提高系统的技术水平。“地面站一直在开展科技攻关,不断建设与研制高水平的卫星地面系统设备,并在运行支持保障、服务扩充、性能增强、技术试验、业务发展各个方面取得多项成果。”张建国说。例如,Landsat 7数据接收处理系统研制,多CPU并行处理系统技术研制,航空磁带数据处理系统研制,等等。
与张建国直接相关的科研工作之一是法国SPOT卫星数据预处理系统研制。1986年,陈贻运先生邀请张建国加入这项工作;后来由于种种非技术原因,项目几经波折,包括后期的重组队伍等等,最终于1990年完成系统研制并通过验收鉴定。
1990年,SPOT数据预处理系统技术鉴定会
保障:国家有灾,从未迟疑
保障国家重大灾害监测工作,始终是地面站的重要工作之一。1987年5月,大兴安岭林区发生新中国成立以来最严重的一次森林火灾。地面站第一时间响应,首次将卫星遥感图像应用于国家重大自然灾害监测中,发挥了重要作用。
1987年,大兴安岭灾情遥感影像图
此后,1998年长江特大洪水灾害、2008年汶川地震、2010年玉树地震、2013年芦山地震……历次重大自然灾害中,地面站从未缺席,为国家决策提供了强有力的数据保障与信息支持。
1998年 8 月,松花江哈尔滨段洪水灾害监测遥感影像图(左为1998年5月图,右为1998年8月图)
编后:
地面站的成立,极大促进了我国遥感应用的飞速发展。随着中国卫星遥感事业的不断进步,地面站的前进步伐也越迈越大。今天,一个由国内外5个站点组成的我国对地观测与空间科学卫星数据接收站网已经形成,规模体量和关键技术指标位居世界前列,实现了覆盖我国全部国土和亚洲70%陆地区域的实时数据接收能力,以及全球数据的快速获取能力。这里保存了自1986年以来的400多万景的遥感卫星原始数据资料,是我国珍贵的对地观测卫星数据档案库;这里也是全球接收处理卫星数量最多的机构之一。
以上文字,由空天院办公室根据张建国本人讲述编写;图片来自于张建国及综合档案室。
来源:中国科学院空天信息创新研究院
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