向海而生显本色 穿云透雾只为民——访高分三号卫星总指挥兼总设计师张庆君

作为世界上性能最先进的C频段多极化合成孔径雷达卫星，高分三号卫星发射升空已两年有余。卫星在轨运行期间，为国家海洋、减灾、水利及气象等多个行业及业务部门提供服务。近日，《卫星应用》编辑部就高分三号卫星应用采访了卫星总指挥兼总设计师张庆君。

高分三号卫星干涉测量性能受好评

《卫星应用》：请您介绍下高分三号卫星的技术特点，及其在高分专项工程中的地位。

张庆君：概括来说，高分三号卫星共有十大技术特点：体制新、模式多、性能优、功能强、高功率、长寿命、大体量、创新多、应用广、影响大。

高分三号卫星是我国高分辨率对地观测系统国家科技重大专项的工程项目之一，既是我国高分专项民用领域中唯一的合成孔径雷达成像卫星；也是我国第一颗全极化合成孔径雷达卫星，代表着卫星合成孔径雷达遥感进入多极化新时代。从应用效果来看可以获得不同角度的地物散射特性，信息量更大、更丰富。

国际知名的极化SAR研究机构IETR对高分三号的图像质量给出了很高的评价。同时IETR还开发了针对高分三号的PolSARpro软件接口，可实现高分三号图像数据的分析、处理和评价。也从侧面反映了国际上科研人员对高分三号图像数据的关注和期待。

《卫星应用》：高分三号卫星运行已两年有余,被称为“海陆全能”，请您介绍下卫星应用总体情况；高分三号卫星如何与其他高分卫星有机配合，保障国家安全。

张庆君：高分三号卫星的用户包括国家海洋局、民政部、水利部、林业局、中国气象局、中国地震局、住建部、农业部、国土资源部、环保部等，其获取的信息在海洋观测、水利应用、灾害监测、环境监测等方面具有独特的优势，应用领域十分广泛。截至2018年1月底，高分三号卫星对全球有效覆盖19012万平方千米，对全国有效覆盖960万平方千米，共向用户分发高分三号卫星数据482543景。

高分三号卫星可以为减灾备灾、应急救灾、恢复重建提供多层次、立体动态信息，加快灾害监测与评估进程，增强灾害的快速反应能力，对防灾救灾工作提供有力保障；可以进行台风、风暴潮、泥石流、山体滑坡等自然灾害监测预测，提高抵御自然灾害的能力。2017年，四川省九寨沟地区、新疆维吾尔自治区精河县发生地震，台风“奥鹿”登陆日本鹿儿岛，高分三号卫星观测数据为灾区抢险救灾工作提供支撑。高分三号还用于雪龙号南极考察冰区作业中。高分三号卫星国际合作成就显著，在2017年斯里兰卡水灾，伊朗、意大利地震之后，高分三号观测数据为当地抢险救灾提供数据帮助。

运用高分三号卫星提供的可靠、稳定的高分辨率微波遥感图像，可以提高我国海洋环境灾害监测与预报能力，增强我国近海海域管理和环境保护的能力，充分保障我国海洋国土安全。

高分三号具有不受光照和气候限制，全天候、全天时工作的特性，特别是对云层、地表植被、松散沙层和冰雪具有一定的穿透能力，解决了光学遥感观测不到或观测不足的问题，高分三号卫星全天候、全天时观测能力，弥补了光学卫星探测能力的不足，提供的高质量、连续稳定的合成孔径雷达图像替代目前大量进口的国外同类卫星数据，有力保障了国家安全。

《卫星应用》：有哪些高分三号卫星创新性应用案例令您印象深刻。

张庆君：高分三号的既定任务多极化、C频段、多模式等本身就具有创新性和引领性。此外，我们还大胆创新、开发和试验新模式和新算法。其中重要的有：

一是首次实现了合成孔径雷达干涉测量（InSAR），与国外比对性能相近。我们做出的干涉图像，能看到厘米级、毫米级的地形变化。利用高分三号干涉图像，可以对地质沉降进行监测。如地下水抽取、煤矿作业、高铁运行都需要利用InSAR图像对周围地形变化进行监测。“一带一路”沿线国家地形复杂，山体滑坡等灾害频发，高分三号干涉图像能够为这些国家基础设施建设提供技术支撑。

二是首次实现了动目标监测，即对运动目标实时监测，包括汽车、火车、轮船等运动目标的速度、方向。

三是首次实现超分辨率成像。在全球C频段多极化卫星中，高分三号拥有最高的分辨率，超分辨率重建后能做到0.5m。

国产卫星应用推广需建立沟通协调机制

《卫星应用》：随着国产卫星性能指标提高，国产卫星应用推广的问题日益凸显，请结合高分三号卫星以及其他国产卫星应用推广、市场化面临的困境谈一下您的看法。

张庆君：建立一个卫星应用协调机制是有必要的。目前，国产卫星运行管理方、用户部门之间尚未形成有效良好的沟通机制，是脱节的，数据成像业务主要由卫星运行管理方主导，形成了卫星数据成像部门工作缺乏目标管理、用户得不到想要的数据、主用户单位对提供的数据不满意的局面。卫星在轨成像、数据分发和处理工作的无序低效，实际上是对卫星资源的极大浪费。现在InSAR图像是很值钱的，1m分辨率的图像，已经值四五万元人民币。应该用好、提高效益。航天建设背后是国人巨大的支持和付出。我们花费巨资发射卫星，一定要好好用起来。

《卫星应用》：您对践行“一带一路”倡议，国产卫星借助政府间合作平台进行推广应用不断深化国际交流与合作，有何看法。

张庆君：我们正在航天大国向航天强国行进的道路上。既然是航天大国，就要承担大国责任。以前我们的遥感图像质量不好、分辨率不高，想送也送不出去。现在我国国产卫星图像质量越来越好，甚至超过了国外，希望能够在国际上发挥作用，有偿、无偿都可以。通过国际交流，我们既可以获得效益，又可以扩大影响。要扩大交流，交流的好处在哪？互相之间可以借鉴，在沟通中提高能力和水平，把这件事能做得越来越精，实现航天国际合作从无到有、从好到精。

在“一带一路”沿线基础设施建设中，可以充分发挥SAR图像优势。高分三号卫星不受天气的影响，无论是航路航向制定、交通运输建设、港口码头管理都可以充分发挥高分三号卫星的优势，尤其山区多雾的地区。微波图像不能完全代替光学图像，但是在关键的时候可以发挥其特殊优势，比方说在水坝、桥梁被冲毁，山体滑坡致使道路中断，出现堰塞湖的时候。往往越是天气不好的时候，雷达卫星恰恰越能很清楚地看出道路有没有变形。

中国海洋卫星遥感领域将成为航天强国的重要标志

《卫星应用》：《海洋卫星业务发展“十三五”规划》已发布，请谈一下对海洋卫星未来发展趋势和规划、保障我国海洋权益的看法。

张庆君：我国海洋卫星遥感规划做得很好，瞄准了国家急需和国际前沿，系列全、性能好，改变了我国远海、深海数据匮乏的局面。海洋二号A星发射后从时效性、数据精度、覆盖性上都有所提高。

今后会建立海洋二号卫星动力观测网、高分三号新一代海洋水色卫星观测网、海洋监视监测网3个系列的海洋卫星体系，建成功能完备的海洋观测系统，海洋卫星技术能力、运行规模、应用水平达到国际先进水平，可为海洋强国和国家安全提供可靠的信息保障。相信到2025年，海洋卫星遥感领域在整个中国航天领域中是最有可能达到国际领先水平的，将成为航天强国的一个重要标志。

《卫星应用》：党的十九大报告提出建设航天强国的宏伟目标，您认为航天人应如何提高创新发展能力；如何看待军民融合发展战略；中国空间技术研究院已走过五十年发展历程，您认为未来将如何充分发挥航天对相关产业的牵引带动作用。

张庆君：提高创新发展能力，一是靠需求牵引，二是靠技术推动。但现阶段我们首先要围绕需求做创新，使创新的目标性更强，创新成果能很快转化为生产力。在这个过程当中我们按照航天研制一代、预研一代的传统，为后面新一代航天技术发展奠定基础。

推动军民融合发展涉及到国家安全，军民融合过程中要有抓有放，明确厘清军民各自发展的界限。

航天必须能够提供更好的服务，才能推动相关产业发展。发展航天，首先要掌握核心技术。中国空间技术研究院提出要做强总体、做优专业、做精产品，面对越来越激烈的市场环境，我们必须做好服务，这首先是个生存问题。卫星打上天后，要看应用效果，否则老百姓不买单，国家就不会支持。航天技术的价值体现在能够提供相应的产品，而且得到市场的认可。

推动卫星应用“天地一体化”

《卫星应用》：您如何看待人工智能、大数据对卫星技术及其应用的影响以及发展建议。

张庆君：人工智能、大数据技术处在一个刚刚起步的阶段，是一种手段，而不是目标。一方面，航天事业本身具有创新性，要加快人工智能、大数据技术在航天领域的应用；另一方面，发展航天事业首先要满足国民经济建设的需求，稳中求进，不能把人工智能、大数据技术当成我们的目标。对于用户来说，刚好就是最好、就是恰到好处，否则会带来额外代价，额外代价就是让用户去买单。

但应该认识到，人工智能、大数据技术对于卫星遥感领域的发展是很有必要的，这里涉及到广种薄收的概念：我们从海量数据里获得需要的数据，要抓紧研究如何及时获取数据、精准获取数据、有效获取数据，否则数据泛滥就会变成垃圾。发射的卫星越来越多，数据量呈现爆发式增长，有条理地存储这些数据是一个需要赶紧解决的问题，应当尽快对大数据的获取、处理、存储形成规范。

《卫星应用》：请谈一下对商业航天的看法。

张庆君：商业航天的发展是件好事，能够更好地利用空间资源服务经济建设和人民生活，这也是我们追求的目标，引入更多的资金和运行模式，有利于行业的发展；但商业航天要和技术创新区分开来，不能只是炒概念、造影响，而无应用模式和盈利模式，那样不会长久。

《卫星应用》：请谈一下对于“天地一体化”的期待和建议。

张庆君：所谓一体化现在应该理解成如何能够给用户提供无时不在、无处不在的服务。从卫星遥感来看，纵向来讲，从卫星数据接收处理到应用的整个过程可以称为天地一体化。在研制高分三号卫星的时候，我就提出在研制过程中把载荷、卫星平台和地面处理和应用一同考虑，把相关技术指标分解到位、处理方法明确到位，有问题早点发现，这也是高分三号卫星在轨性能好、图像处理效果好的原因。

从横向来说，天地一体化就是建立一个信息可以及时获取、及时处理、及时分发、满足及时应用需求的体系，这也是李德仁院士一直在推动的事情。不把卫星遥感技术应用到老百姓身上，遥感产业很难做大。

《卫星应用》：您当初毫不犹豫地选择航天的初衷是什么；您在走上工作岗位还不到一个月的时间，就承担飞船系统13项关键技术攻关项目之一的“神舟飞船图像处理话音传输系统”总体方案设计任务，压力不小，对于正在起步阶段同时面临压力的青年科研人员有什么样的话想说。

张庆君：我投身航天事业一是出于对航天的好奇和对行业纯粹的热爱；二是一种使命感、责任感，那时候飞船刚刚立项，投身这样的大工程很荣幸和自豪。人总是要做点事情的，青年科研人员要抓住时机好好干。

在采访最后，张庆君总师数次提到要大力气对高分三号卫星应用进行宣传推广，开放数据、鼓励大众应用，实现“高分专项的凯歌奏在应用上”。