劉和光:紀(jì)念中國(guó)微波遙感創(chuàng)始人姜景山院士逝世一周年
姜景山院士已經(jīng)離開我們一年了,我始終不敢相信這是事實(shí),昨天的一幕幕總是在眼前浮現(xiàn)。
我是1985年入所,是姜景山院士親自面試的我并有幸成為他的弟子,從那時(shí)起一直到2021年6月27日姜景山院士去世,我一直跟隨他從事微波遙感事業(yè)。
姜景山院士是我國(guó)微波遙感的創(chuàng)始人
我國(guó)的遙感事業(yè)起始于著名科學(xué)家錢學(xué)森召集的我國(guó)第一次遙感規(guī)劃會(huì)議。會(huì)議在北京通縣召開,后簡(jiǎn)稱“通縣會(huì)議”,從1975年7月至10月,歷時(shí)約三個(gè)月。在此次會(huì)上制定了我國(guó)第一個(gè)遙感發(fā)展規(guī)劃,參加會(huì)議的有總參、七機(jī)部、中科院、國(guó)防科工委等有關(guān)單位和人員。我國(guó)遙感的發(fā)展從此正式起動(dòng),并基本上按這一規(guī)劃完成初期的工作。在“六五”、“七五”、“八五”、“九五”國(guó)家發(fā)展計(jì)劃中遙感都作為科技攻關(guān)的重大領(lǐng)域。
1970年空間中心還屬于七機(jī)部五院的505所時(shí),姜景山院士在國(guó)外文獻(xiàn)調(diào)研中看到遙感“Remote Sensing”一詞時(shí),覺得這是一個(gè)新領(lǐng)域,從那時(shí)起他跑了北京、上海、長(zhǎng)春等地調(diào)研,翻閱文獻(xiàn)。1970年到1975年期間他編寫了“微波遙感原理”、“微波輻射計(jì)測(cè)量學(xué)”等十幾篇文章。在長(zhǎng)期調(diào)研基礎(chǔ)上他給七機(jī)部領(lǐng)導(dǎo)寫了一份 “不失時(shí)機(jī)發(fā)展我國(guó)微波遙感”的報(bào)告,上交到當(dāng)時(shí)的五院領(lǐng)導(dǎo)錢冀。后于1975年3月,孫家棟批示:“很好,帶這份報(bào)告參加錢學(xué)森組織的全國(guó)遙感規(guī)劃會(huì)”。根據(jù)這一批示,姜景山院士參加了我國(guó)第一次遙感規(guī)劃會(huì),會(huì)上由姜景山院士負(fù)責(zé)起草了我國(guó)微波遙感發(fā)展規(guī)劃。會(huì)后姜景山院士又組織了有關(guān)人員編寫了“微波遙感發(fā)展技術(shù)實(shí)施方案”。
“通縣會(huì)議”后,凡是國(guó)家層面的規(guī)劃,包括:國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃、中國(guó)航天白皮書、國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃、863國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、973國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)載人航天工程和月球探測(cè)工程等,都能看到姜景山院士的身影和貢獻(xiàn)。
姜景山院士指出我國(guó)微波遙感發(fā)展至今已走過了四個(gè)發(fā)展階段。
概念研究及基礎(chǔ)建設(shè)階段(第一階段):中國(guó)微波遙感起步于上世紀(jì)70年代初,自1975年北京通縣全國(guó)遙感規(guī)劃會(huì)議以后,正式成為國(guó)家研發(fā)項(xiàng)目。在這一階段以國(guó)家科技攻關(guān)“六五”、“七五”、和“八五”攻關(guān)等項(xiàng)目作為牽引,進(jìn)行了基礎(chǔ)研究、基本型遙感器研制和若干應(yīng)用研究。
這一階段主要是引進(jìn)概念、作規(guī)劃、作理論研究及打基礎(chǔ),并且與主管領(lǐng)導(dǎo)溝通,以得到支持,向廣大用戶宣傳以形成技術(shù)、應(yīng)用研究的體系。在這一階段,姜景山院士及其團(tuán)隊(duì)完成了許多我國(guó)微波遙感開創(chuàng)性的工作。研制出我國(guó)第一部X波段陸基微波散射計(jì);研制出我國(guó)第一部多波段微波輻射計(jì);并在海面風(fēng)場(chǎng)、海冰、海溫、農(nóng)作物生長(zhǎng)、土壤濕度、積雪等領(lǐng)域開展應(yīng)用研究,積累了大量的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。與美國(guó)堪薩斯大學(xué)合作進(jìn)行了微波遙感應(yīng)用基礎(chǔ)研究,發(fā)展了地物介電特性實(shí)地測(cè)量方法及技術(shù)系統(tǒng)。該方法首次用于國(guó)際北極冰探測(cè)計(jì)劃中。在國(guó)際上首次提出星載掃描型海洋風(fēng)場(chǎng)散射測(cè)量原理及技術(shù)。該方法于1984年在我國(guó)正式引用,并在之后的神舟四號(hào)主載荷多模態(tài)微波遙感器系統(tǒng)中采用。國(guó)家海洋局第一海洋研究所利用X波段地基散射計(jì)進(jìn)行岸站與海上測(cè)量,所獲數(shù)據(jù)用于“海面風(fēng)場(chǎng)散射測(cè)量算法”以及“海面散射截面的溫度效應(yīng)”等多項(xiàng)研究中,取得了世界先進(jìn)水平的成果。
全部基本型遙感器研發(fā)階段(第二階段):經(jīng)過“八五”、“九五”國(guó)家科技攻關(guān)和國(guó)家863計(jì)劃等的支持,建立了全部基本型微波遙感器,包括:陸基散射計(jì)、機(jī)載散射計(jì)、機(jī)載高度計(jì)、陸基散射/輻射計(jì)、機(jī)載多波段輻射計(jì)、星載多模態(tài)微波遙感器等,并進(jìn)行了若干應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
1990年研制出我國(guó)第一部機(jī)載雷達(dá)散射計(jì);1995年研制出我國(guó)第一部機(jī)載海洋雷達(dá)高度計(jì);2002年研制出我國(guó)第一部機(jī)載三維成像雷達(dá)高度計(jì);2002年研制出我國(guó)第一部L、C波段合成孔徑微波輻射計(jì);2001年研制出我國(guó)第一部雷達(dá)遙感定量化應(yīng)用波譜測(cè)試儀;2004年研制出我國(guó)第一部X波段機(jī)載高空間分辨力微波輻射計(jì);2004年研制出我國(guó)第一部機(jī)載Ku頻段微波雙極化雷達(dá)散射計(jì);1995年通過“微波遙感定量化方法及相關(guān)技術(shù)研究”,建立“雷達(dá)散射計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范”企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),后成為院標(biāo)準(zhǔn)。1996年建立了“地物微波特性模擬實(shí)驗(yàn)室”和“微波標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)實(shí)驗(yàn)室”。2003年完成的高度計(jì)、散射計(jì)定標(biāo)方法和技術(shù)研究,完成了基于脈沖重建型回波模擬器的高度計(jì)、散射計(jì)定標(biāo)方案,為我國(guó)星載高度計(jì)、散射計(jì)發(fā)射前系統(tǒng)定標(biāo)及動(dòng)態(tài)性能測(cè)試奠定了地面及發(fā)射場(chǎng)級(jí)定標(biāo)基準(zhǔn)。2004年完成的星載短毫米波大氣探測(cè)技術(shù)研究,研制出星載微波濕度計(jì)樣機(jī),為風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星微波濕度計(jì)的研制打下基礎(chǔ)。2004年完成的月球探測(cè)衛(wèi)星微波遙感系統(tǒng)探測(cè)方案與關(guān)鍵技術(shù)研究,微波輻射計(jì)測(cè)量全月表面的月壤厚度,對(duì)月球表面的氦3資源分布進(jìn)行評(píng)估,為登月選擇著陸點(diǎn)提供參考,這一思想在國(guó)際上是首創(chuàng),由姜景山院士首次提出。2004年開展海洋風(fēng)場(chǎng)微波散射/輻射測(cè)量技術(shù)研究,研制了我國(guó)第一部10.7GHz/37 GHz全極化輻射計(jì)、6.6GHz/23.8GHz全功率輻射計(jì)。2004年還開展了空間虛擬遙感技術(shù)和空間虛擬成像技術(shù)研究。提出的“先進(jìn)多模態(tài)綜合功能微波遙感器”系統(tǒng)的概念,后在神舟四號(hào)上主載荷多模態(tài)微波遙感器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。提出的“三維成像星載微波高度計(jì)”系統(tǒng)的概念,后在天宮二號(hào)三維成像微波高度計(jì)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。提出的“高分辨率微波輻射計(jì)”系統(tǒng)的概念,后在國(guó)家民用航天海洋鹽度衛(wèi)星“主被動(dòng)聯(lián)合探測(cè)微波成像儀”系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
空間微波遙感發(fā)展階段(第三階段):多模態(tài)微波遙感器于2002年12月30日由“神舟”四號(hào)飛船成功送入軌道,開啟了我國(guó)空間微波遙感的新世紀(jì)。這一階段進(jìn)行了星載設(shè)備研制,發(fā)展新型遙感器,數(shù)據(jù)處理和全面應(yīng)用示范研究。
姜景山院士在中國(guó)載人航天工程中發(fā)揮了重要作用、做出了巨大貢獻(xiàn)。他擔(dān)任了載人航天工程應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目論證組副組長(zhǎng)、副總指揮和神舟四號(hào)飛船主載荷多模態(tài)微波遙感主任設(shè)計(jì)師。
多模態(tài)微波遙感系統(tǒng)的成功研制和在軌運(yùn)行開創(chuàng)了我國(guó)航天微波遙感的新階段。在研發(fā)中采用了突出創(chuàng)新、跳躍式發(fā)展的正確的技術(shù)路線,從體制上跳躍國(guó)外發(fā)展路徑,建立了多模態(tài)體制,使我國(guó)航天微波遙感一上天就具備了全模態(tài)工作。同時(shí)發(fā)展了若干創(chuàng)新技術(shù),使我國(guó)航天微波遙感躋身國(guó)際先進(jìn)行列。多模態(tài)微波遙感系統(tǒng)的發(fā)射適應(yīng)了我國(guó)各領(lǐng)域的緊迫應(yīng)用需求,試驗(yàn)成功后,其技術(shù)即進(jìn)入探月、風(fēng)云、海洋等衛(wèi)星型號(hào)任務(wù),有力地推動(dòng)了我國(guó)對(duì)地觀測(cè)事業(yè)和深空探測(cè)事業(yè)的發(fā)展。
多模態(tài)微波遙感系統(tǒng)的研發(fā)從一開始,就重視基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)體系研究及相關(guān)算法和處理研究,一方面使獲取的數(shù)據(jù)在較短時(shí)間內(nèi)完成處理和評(píng)估,另一方面把技術(shù)試驗(yàn)成果升級(jí)為理論,為今后的研究打下了良好基礎(chǔ);在研制和試驗(yàn)過程中始終緊密地與海洋局等應(yīng)用單位結(jié)合,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)等更有目的地進(jìn)行,有利于縮短數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的過程。
研制隊(duì)伍完成了換代,培養(yǎng)了一批優(yōu)秀人才,形成了一支具有高的理論水平,具有較高技術(shù)水平及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍,這支隊(duì)伍能攻關(guān)、能打硬仗、能吃苦,而且有協(xié)同合作、團(tuán)結(jié)拼搏的團(tuán)隊(duì)精神,已成為我國(guó)航天微波遙感的研發(fā)基地。
全面發(fā)展階段(第四階段):以載人航天“多模態(tài)”成果為起點(diǎn),我國(guó)已發(fā)射了多顆微波遙感衛(wèi)星。同時(shí),為適應(yīng)多方面的需求,國(guó)家推出了多項(xiàng)舉措,微波遙感技術(shù)得到迅速發(fā)展。國(guó)家相關(guān)部門已制定或正在制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的微波遙感發(fā)展計(jì)劃,大力推動(dòng)微波遙感技術(shù)的發(fā)展。
在姜景山院士帶領(lǐng)和指導(dǎo)下,完成多顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星微波有效載荷的研制任務(wù)。
月球探測(cè)。姜景山院士作為中國(guó)繞月探測(cè)工程副總設(shè)計(jì)師,兼中國(guó)科學(xué)院探月工程應(yīng)用總體部總設(shè)計(jì)師,是中國(guó)探月工程的主要推動(dòng)者和領(lǐng)導(dǎo)者之一, 為實(shí)現(xiàn)其工程目標(biāo)做出了重要貢獻(xiàn)。我國(guó)分別于2007年和2010年發(fā)射的“嫦娥”一號(hào)、二號(hào)衛(wèi)星微波探測(cè)儀,這是國(guó)際上首次在月球軌道上對(duì)月球土壤進(jìn)行探測(cè)的設(shè)備。姜景山院士作為首席科學(xué)家在國(guó)際上首次提出用被動(dòng)微波遙感技術(shù)從月球軌道上探測(cè)月壤特性這一科學(xué)目標(biāo),建立了月壤微波輻射反演及分析月壤厚度的理論模型和反演方法。利用微波探測(cè)儀的觀測(cè)數(shù)據(jù),在國(guó)際上首次得到了全月亮溫分布圖,建立了“微波月亮”。在國(guó)際上首次獲得了全月表面溫度、介電特性、月壤厚度的分布情況,從而估算了全月氦3資源量分布。出版了《中國(guó)微波探月研究》專著。開展了月壤介電常數(shù)實(shí)地測(cè)量方法研究,研制了一套實(shí)地測(cè)量介電常數(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
氣象衛(wèi)星。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)新一代極軌氣象衛(wèi)星。微波濕度計(jì)是主要有效載荷之一。主要用于探測(cè)全球大氣水汽分布、含水量等參數(shù)以及臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)降雨等災(zāi)害性天氣。2008年發(fā)射了風(fēng)云三號(hào)A星微波濕度計(jì)。2010年發(fā)射了風(fēng)云三號(hào)B星微波濕度計(jì)。在軌測(cè)試表明,微波濕度計(jì)性能指標(biāo)與國(guó)際同類設(shè)備相當(dāng),部分指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外同類設(shè)備。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星微波濕度計(jì)的研發(fā)成功,使我國(guó)具備了星載大氣微波濕度探測(cè)能力,結(jié)束了臺(tái)風(fēng)等氣象資料依賴國(guó)外的歷史,對(duì)提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,尤其是提高對(duì)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)具有重要意義。數(shù)據(jù)同化后被歐洲數(shù)值預(yù)報(bào)中心用于大氣數(shù)值預(yù)報(bào)模式中,并取得了正效應(yīng)。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星02批(風(fēng)云三號(hào)C星、風(fēng)云三號(hào)D星)微波濕度計(jì)由原來的兩個(gè)探測(cè)頻率、5個(gè)探測(cè)通道,擴(kuò)展為4個(gè)探測(cè)頻率、15個(gè)探測(cè)通道,探測(cè)功能也由原來的單一濕度探測(cè)擴(kuò)展為溫濕度同步探測(cè),從而成為一臺(tái)全新的微波溫濕度探測(cè)器,也是在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)由一臺(tái)微波遙感器同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度和濕度探測(cè)功能,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平??梢匀鞎r(shí)、全天候地探測(cè)全球大氣濕度的垂直分布、水汽含量和降雨量等空間氣象資料,在大氣探測(cè)中具有重要作用。2013年風(fēng)云三號(hào)C星(03星)成功發(fā)射。2017年風(fēng)云三號(hào)D星(04星)成功發(fā)射。2021年風(fēng)云三號(hào)E星(05星)成功發(fā)射。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星微波濕度計(jì)、微波溫濕度計(jì)在軌應(yīng)用取得重要成果,數(shù)據(jù)正式進(jìn)入歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心數(shù)據(jù)同化系統(tǒng),標(biāo)志我國(guó)星載微波遙感技術(shù)發(fā)展的重大突破。在歐洲中期氣象預(yù)報(bào)中心(ECMWF)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中可靠應(yīng)用,被同化后植入歐洲中期天氣預(yù)報(bào)模式,提高了中長(zhǎng)期全球氣候預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度,標(biāo)志著我國(guó)星載微波大氣探測(cè)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
海洋衛(wèi)星。海洋二號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)第一個(gè)以微波遙感為主要手段的海洋動(dòng)力環(huán)境要素探測(cè)衛(wèi)星,主要探測(cè)要素包括海面風(fēng)場(chǎng)、海面高度、海面溫度、有效波高等,在海洋環(huán)境與天氣預(yù)報(bào)、海洋災(zāi)害預(yù)警與監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮重要作用。實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)海洋二號(hào)衛(wèi)星雙頻雷達(dá)高度計(jì)、校正輻射計(jì)研制任務(wù),并承擔(dān)微波散射計(jì)的單機(jī)研制任務(wù)。2011年海洋二號(hào)A星發(fā)射。2018年海洋二號(hào)B星發(fā)射。2020年海洋二號(hào)C星發(fā)射。2021年海洋二號(hào)D星發(fā)射。在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)三星組網(wǎng)進(jìn)行海洋動(dòng)力測(cè)量使命。有效載荷的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。數(shù)據(jù)已在歐洲氣象衛(wèi)星組織、法國(guó)國(guó)家空間中心和澳大利亞氣象局等業(yè)務(wù)系統(tǒng)中得到應(yīng)用,在全球衛(wèi)星海洋動(dòng)力環(huán)境觀測(cè)體系中產(chǎn)生了重大影響。海洋二號(hào)A星獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
中法海洋衛(wèi)星。中法海洋衛(wèi)星(CFOSAT衛(wèi)星)是由中法合作研制的一顆海洋觀測(cè)衛(wèi)星。法方提供波譜儀,中方提供衛(wèi)星平臺(tái)和散射計(jì)。中法雙方共同開展研制與應(yīng)用,以獲取海面風(fēng)場(chǎng)、海浪等海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù)。中法海洋衛(wèi)星微波散射計(jì)是國(guó)際上首個(gè)采用扇形波束掃描體制的新型微波散射計(jì)。扇形波束掃描微波散射計(jì)是一種新型的海洋風(fēng)場(chǎng)遙感器,具有觀測(cè)視數(shù)多,風(fēng)場(chǎng)反演精度高等特點(diǎn)。2018年中法海洋衛(wèi)星成功發(fā)射,中法海洋衛(wèi)星微波散射計(jì)獲取的后向散射系數(shù)和海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)得到國(guó)內(nèi)外高校、研究機(jī)構(gòu)和應(yīng)用部門的廣泛應(yīng)用,并進(jìn)入法國(guó)氣象局業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)系統(tǒng),覆蓋臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)、海冰分類與變化、海氣相互作用研究、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)等領(lǐng)域。經(jīng)過科學(xué)團(tuán)隊(duì)和應(yīng)用部門的評(píng)估,中法海洋衛(wèi)星微波散射計(jì)數(shù)據(jù)應(yīng)用示范效果顯著,可為海洋科學(xué)研究、全球氣候變化提供實(shí)時(shí)觀測(cè)和長(zhǎng)時(shí)間序列的數(shù)據(jù)積累。
天宮二號(hào)。三維成像微波高度計(jì)是載人航天工程天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室上的主載荷。三維成像雷達(dá)高度計(jì)也稱三維成像微波高度計(jì),是在傳統(tǒng)雷達(dá)高度計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上運(yùn)用與回波模型無關(guān)的新型高度跟蹤技術(shù)、孔徑合成技術(shù)和干涉信息提取技術(shù),從而使雷達(dá)高度計(jì)能夠同時(shí)用于海洋和陸地觀測(cè)并獲得三維海洋和三維陸地圖像,平面分辨率在百米量級(jí),高程精度在公里尺度達(dá)到厘米量級(jí),在百米尺度達(dá)到米級(jí)。2016年天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功發(fā)射,三維成像微波高度計(jì)在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)寬刈幅海面高度成像的突破,已經(jīng)獲得大量重點(diǎn)海區(qū)和典型陸地區(qū)域的觀測(cè)數(shù)據(jù)。在海洋觀測(cè)中,在進(jìn)行海平面高度測(cè)量的同時(shí),觀測(cè)到了大量海面雨團(tuán)、強(qiáng)降雨、內(nèi)波、海洋鋒面、涌浪、溢油、渦旋、淺海地形調(diào)制等典型海洋現(xiàn)象,這些觀測(cè)數(shù)據(jù)將在海洋環(huán)境和海洋科學(xué)研究中發(fā)揮獨(dú)特作用。在陸地觀測(cè)中,天宮二號(hào)三維成像微波高度計(jì)成功獲取了我國(guó)青藏高原湖泊以及大量的內(nèi)陸湖泊、江河水體、典型沙漠、亞馬遜熱帶雨林等典型地表的觀測(cè)數(shù)據(jù)。初步研究表明,其對(duì)較大湖泊水位高度變化的監(jiān)測(cè)能力強(qiáng)于在軌的雷達(dá)高度計(jì)。由于對(duì)水體高度敏感,天宮二號(hào)三維成像微波高度計(jì)展現(xiàn)了對(duì)海岸帶的獨(dú)特觀測(cè)能力。寬刈幅海面干涉測(cè)高技術(shù),已經(jīng)被列為國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中的新一代極軌海洋動(dòng)力環(huán)境觀測(cè)衛(wèi)星的主載荷之一。同時(shí)也被列為青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“觀瀾號(hào)”海洋科學(xué)衛(wèi)星的主載荷,以及云海三號(hào)衛(wèi)星的主載荷之一。
鹽度衛(wèi)星。“主被動(dòng)聯(lián)合探測(cè)微波成像儀”是海洋四號(hào)鹽度衛(wèi)星的主載荷。在國(guó)際上第一次采用反射面天線綜合孔徑輻射成像和扇形波束電掃散射測(cè)量技術(shù),提出和研發(fā)的主被動(dòng)結(jié)合、多頻聯(lián)合的探測(cè)方案及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海洋鹽度敏感波段和海面溫度、粗糙度的同步觀測(cè),將是海洋鹽度的探測(cè)精度提高的有效手段,是國(guó)際上該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要突破。預(yù)計(jì)2024年發(fā)射。
韓國(guó)小衛(wèi)星。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)衛(wèi)星2號(hào)是韓國(guó)第二顆科學(xué)技術(shù)小衛(wèi)星(Science and Technology Satellite 2:STSAT-2),雙頻微波輻射計(jì)(DREAM)是韓國(guó)科學(xué)技術(shù)衛(wèi)星2號(hào)的主載荷,也是我國(guó)第一部出口國(guó)外的星載微波遙感有效載荷。
另外,姜景山院士和其團(tuán)隊(duì)面向國(guó)家對(duì)微波遙感的重大應(yīng)用需求和地球與空間前沿科學(xué)研究對(duì)微波遙感的探測(cè)需求,通過微波遙感新機(jī)理、新技術(shù)和定量化反演與處理的創(chuàng)新研究與突破,為對(duì)地觀測(cè)和空間探測(cè)提供先進(jìn)微波遙感有效載荷與信息獲取的系統(tǒng)解決能力,成為微波遙感領(lǐng)域創(chuàng)新研究與技術(shù)發(fā)展引領(lǐng)者和國(guó)際一流的研究機(jī)構(gòu)。
干涉式被動(dòng)微波成像技術(shù)研究
干涉式被動(dòng)微波成像技術(shù)又稱綜合孔徑微波輻射計(jì)技術(shù)。通過綜合孔徑成像機(jī)理研究提出一系列新的方法和技術(shù),完成了時(shí)鐘掃描成像干涉微波輻射成像儀成像試驗(yàn),新型圓環(huán)陣列干涉成像、分布式被動(dòng)微波干涉成像等研究項(xiàng)目。研制載荷的衛(wèi)星計(jì)劃包括:風(fēng)云四號(hào)微波星,海洋衛(wèi)星后續(xù)星,空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)和背景型號(hào)預(yù)研。
“地球同步軌道毫米波大氣溫度探測(cè)儀”項(xiàng)目獲得863重點(diǎn)項(xiàng)目支持,瞄準(zhǔn)我國(guó)風(fēng)云四號(hào)微波星上的大氣成像探測(cè)儀開展星載方案設(shè)計(jì)及樣機(jī)研制工作,研制完成國(guó)際上第一臺(tái)具備50公里空間分辨率的靜止軌道微波探測(cè)儀原理樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上被動(dòng)微波成像探測(cè)的最高空間分辨率,項(xiàng)目的研究成果標(biāo)志著我國(guó)靜止軌道微波探測(cè)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。課題取得的成果牽引出“十二五”863地球觀測(cè)與導(dǎo)航領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)目“靜止軌道大口徑天線毫米波/亞毫米波大氣探測(cè)儀”。
“一維全極化綜合孔徑微波輻射計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究”獲得863專題項(xiàng)目支持,在國(guó)際上首次提出了利用一維孔徑綜合實(shí)現(xiàn)極化輻射信息的獲取,首次將傳統(tǒng)扇形波束通過斜射形成圓錐面波束,應(yīng)用于綜合孔徑輻射計(jì)。并被列為歐空局土壤濕度與海水鹽度衛(wèi)星業(yè)務(wù)星(SMOSops)的候選載荷,研制成功的原理樣機(jī)是國(guó)際上分辨率最高的X波段綜合孔徑微波輻射計(jì)。
“太陽極軌射電成像望遠(yuǎn)鏡”獲得中科院先導(dǎo)專項(xiàng)和科工局項(xiàng)目支持。在國(guó)際上首次提出了利用綜合孔徑技術(shù)應(yīng)用于對(duì)行星際太陽風(fēng)中的高密度等離子體云進(jìn)行射電成像的設(shè)想,該計(jì)劃命名為太陽極軌射電成像望遠(yuǎn)鏡(SPORT,Solar Polar Orbit Radio Telescope)。完成了主有效載荷地面原理樣機(jī)研制并開展了地面成像實(shí)驗(yàn)。
微波毫米波寬帶新體制雷達(dá)技術(shù)研究
針對(duì)新型混沌噪聲雷達(dá)、壓縮感知雷達(dá)和新型極化雷達(dá)開展了系統(tǒng)研究工作。研制成功了Ku波段帶寬達(dá)到4GHz的雷達(dá)原理樣機(jī)系統(tǒng)以及Ka波段帶寬達(dá)到2GHz的一維相控陣?yán)走_(dá)原理樣機(jī)系統(tǒng),并開展了地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像實(shí)驗(yàn),獲得了Ku波段分辨率達(dá)到0.05m、Ka波段分辨率達(dá)到0.08m的雷達(dá)圖像。研究成果國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)。開展了天基毫米波微弱目標(biāo)探測(cè)及成像雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究。隨機(jī)極化雷達(dá)技術(shù)及其應(yīng)用研究,研發(fā)出了首臺(tái)隨機(jī)極化雷達(dá)地面原理驗(yàn)證系統(tǒng)。
微波遙感定標(biāo)技術(shù)研究
研制成功海洋二號(hào)衛(wèi)星有源定標(biāo)器,有源定標(biāo)器具有雷達(dá)信號(hào)捕獲、跟蹤和重建功能,不依賴布設(shè)場(chǎng)地絕對(duì)高程,并且能夠提供遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)有源定標(biāo)器的等效RCS值。使用該體制定標(biāo)器在國(guó)際上首次定量計(jì)算出高度計(jì)時(shí)鐘漂移量,計(jì)算精度優(yōu)于0.1Hz,精度達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。研制的模塊化有源微波遙感器全系統(tǒng)綜合檢定儀,可服務(wù)于星載有源微波遙感器的地面檢測(cè)和定標(biāo)。微波輻射計(jì)洋面在軌輻射校正技術(shù)研究,是我國(guó)首次對(duì)遙感衛(wèi)星微波有效載荷地面輻射校正技術(shù)進(jìn)行深入的研究。
通過對(duì)風(fēng)云三號(hào)微波濕度計(jì)標(biāo)定,全面測(cè)量微波濕度計(jì)的系統(tǒng)響應(yīng)特性,建立熱真空環(huán)境下各種參數(shù)對(duì)于微波濕度計(jì)輸出影響的量化關(guān)系,提供微波濕度計(jì)在軌運(yùn)行不可測(cè)參數(shù)的地面分析結(jié)果。針對(duì)風(fēng)云三號(hào)微波濕度計(jì)輻射定標(biāo)過程中天線訂正的算法開展研究,建立訂正系數(shù)矩陣。完成了云南思茅中國(guó)遙感衛(wèi)星輻射校正場(chǎng)的風(fēng)云衛(wèi)星微波載荷的定標(biāo)試驗(yàn)。完成了基于風(fēng)云三號(hào)系列衛(wèi)星微波濕度計(jì)系統(tǒng)響應(yīng)特性的亮溫定標(biāo)一致性研究。
通過全極化微波輻射計(jì)數(shù)字相關(guān)器和極化定標(biāo)技術(shù)研究,研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)數(shù)字相關(guān)器。通過全極化微波輻射計(jì)實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)技術(shù)研究,研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)全極化微波輻射定標(biāo)源,服務(wù)于云海衛(wèi)星的全極化微波輻射計(jì)。通過云海衛(wèi)星數(shù)據(jù)預(yù)處理算法、在軌定標(biāo)和正演算法研究,完成了云海衛(wèi)星全極化微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)定標(biāo)、檢驗(yàn)以及外場(chǎng)定標(biāo)試驗(yàn)。
針對(duì)新一代衛(wèi)星遙感對(duì)地觀測(cè)和深空探測(cè)的需求,特別是對(duì)大氣溫濕度以及痕量氣體探測(cè)中提出的更高軌道、更高分辨率需求,開展了亞毫米波輻射計(jì)定標(biāo)方法研究。
開展了星載降水測(cè)量雷達(dá)交叉比對(duì)定標(biāo)方法研究;分布式星載干涉式微波輻射計(jì)定標(biāo)算法研究;寬刈幅高度計(jì)和微波成像儀的在軌定標(biāo)方案研究;基于掩星資料的微波遙感載荷星星標(biāo)定與產(chǎn)品檢驗(yàn);中法海洋衛(wèi)星波譜儀和散射計(jì)數(shù)據(jù)定標(biāo)技術(shù)研究;GNSS定標(biāo)浮標(biāo)的研制與試驗(yàn)。
開展了地理信息和遙感國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研究。2021年ISO/TS 19159-4標(biāo)準(zhǔn)通過了BIS投票,馬上進(jìn)入出版階段。ISO/TS 19159-4國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)全稱為:Calibration and validation of remote sensing imagery sensors — Part 4: Space-borne microwave radiometers(遙感影像傳感器定標(biāo)與檢驗(yàn)—第4部分:星載微波輻射計(jì))。
新型微波遙感器及其支持技術(shù)研究
衛(wèi)星編隊(duì)飛行技術(shù)系統(tǒng)頂層分析與設(shè)計(jì)。2003年姜景山院士發(fā)起召開主題為《航天編隊(duì)飛行及空間虛擬探測(cè)》的第206次香山會(huì)議。本次會(huì)議執(zhí)行主席由宋健院士、龔惠興院士、姜景山院士擔(dān)任。姜景山院士做了會(huì)議主題報(bào)告,會(huì)上共做了21篇報(bào)告,內(nèi)容共分四大議題,包括:航天編隊(duì)飛行技術(shù),空間虛擬探測(cè)技術(shù)、分布式合成孔徑雷達(dá)以及現(xiàn)代小衛(wèi)星和有效載荷一體化設(shè)計(jì),涵蓋了編隊(duì)飛行技術(shù)涉及的關(guān)鍵技術(shù)。香山會(huì)議的成功舉辦,對(duì)國(guó)際和國(guó)內(nèi)的技術(shù)發(fā)展水平進(jìn)行了全面深入的了解,提出了盡快對(duì)衛(wèi)星編隊(duì)飛行技術(shù)進(jìn)行研究的迫切需求。之后布置了一批研究課題,主要針對(duì)對(duì)地觀測(cè)、空間安全等高分辨率、高精度、寬覆蓋的應(yīng)用需求,對(duì)衛(wèi)星編隊(duì)飛行及其空間應(yīng)用系統(tǒng)的頂層關(guān)鍵問題進(jìn)行分析研究,提出頂層設(shè)計(jì)理論與新的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑,為新空間技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)體制的研究與發(fā)展提供技術(shù)依據(jù),最終為建立高速有效的空間編隊(duì)飛行應(yīng)用系統(tǒng)打下重要基礎(chǔ)。
空間目標(biāo)(碎片)探測(cè)逆合成孔徑雷達(dá)技術(shù)研究,掌握了用于對(duì)空間碎片探測(cè)、跟蹤和成像的地基雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,確定關(guān)鍵技術(shù)及攻關(guān)途徑,重點(diǎn)對(duì)仿真系統(tǒng)建模、成像方法及算法進(jìn)行研究。完成了Ku波段2GHz帶寬的地基逆合成孔徑成像雷達(dá)系統(tǒng)研制,開展了地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的成像實(shí)驗(yàn),獲得了高分辨率雷達(dá)圖像。
月球著陸雷達(dá)測(cè)高儀系統(tǒng)方案研究,在月球的著陸過程中,可以獲取著陸器降落的高度和速度,為著陸器的安全著陸提供保障。
子午工程VHF相干散射雷達(dá),是我國(guó)自主研制的第一部專用于電離層不規(guī)則體探測(cè)的雷達(dá)設(shè)備,是國(guó)際上唯一具備相控掃描成像能力的同類設(shè)備,子午工程建設(shè)成果榮獲中國(guó)地球物理科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
太赫茲頻段雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究,研究了高增益、雙極化、高形面精度太赫茲天線技術(shù),解決了天線材料、力、熱分析、太赫茲天線近場(chǎng)測(cè)試等關(guān)鍵技術(shù)。開展了太赫茲預(yù)警技術(shù)研究。太赫茲中高層大氣臨邊垂直探測(cè)技術(shù)及應(yīng)用研究。太赫茲毫米波云探測(cè)載荷技術(shù)研究。太赫茲部組件、系統(tǒng)及其應(yīng)用技術(shù)研究。氮化鎵基太赫茲器件和大功率源研制及其在衛(wèi)星遙感中的應(yīng)用研究。太赫茲星間通信系統(tǒng)收發(fā)通道技術(shù)研究。柔性介質(zhì)傳輸線在太赫茲輻射計(jì)饋電系統(tǒng)應(yīng)用研究??臻g目標(biāo)太赫茲被動(dòng)探測(cè)技術(shù)研究。新一代大氣探測(cè)的毫米波、太赫茲探測(cè)有效載荷的關(guān)鍵技術(shù)研究,發(fā)展新的大氣微波綜合探測(cè)儀和太赫茲冰云探測(cè)儀。高分辨率干涉式被動(dòng)毫米波/太赫茲成像技術(shù)研究,針對(duì)被動(dòng)毫米波/太赫茲成像技術(shù)在大氣水凝物探測(cè)、極區(qū)海冰探測(cè)及目標(biāo)探測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求展開。
全球水循環(huán)觀測(cè)衛(wèi)星(WCOM)。WCOM將通過研發(fā)新型多頻段主被動(dòng)微波遙感器、發(fā)展新型多參數(shù)協(xié)同的高精度反演模型和算法,在國(guó)際上首次開展全球水循環(huán)關(guān)鍵要素時(shí)空一致的系統(tǒng)觀測(cè),揭示水循環(huán)關(guān)鍵要素時(shí)空分布及變化的機(jī)制與規(guī)律,并在水循環(huán)對(duì)全球變化的響應(yīng)與反饋?zhàn)饔玫难芯糠矫嫒〉弥卮笸黄?。WCOM是我國(guó)第一顆面向重大科學(xué)問題的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,也是國(guó)際上首顆提出的最全面的通過創(chuàng)新的有效載荷配置以及新型傳感器協(xié)同反演理論與方法對(duì)陸地、海洋和大氣水循環(huán)關(guān)鍵要素進(jìn)行多要素同步綜合觀測(cè)的科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃,它是空間地球科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)開創(chuàng)性衛(wèi)星計(jì)劃,是世界新一代對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的代表。
開展了基于環(huán)境感知的雷達(dá)低空小目標(biāo)探測(cè)技術(shù)研究。寬帶數(shù)字譜儀技術(shù)研究。全球海表流場(chǎng)多尺度結(jié)構(gòu)觀測(cè)衛(wèi)星(OSCOM)技術(shù)研究。陸地觀測(cè)衛(wèi)星共性應(yīng)用支撐平臺(tái)技術(shù)研究。全球海面流場(chǎng)多尺度結(jié)構(gòu)觀測(cè)衛(wèi)星技術(shù)研究。高分辨率極區(qū)冰凍圈主被動(dòng)微波探測(cè)技術(shù)研究。
開展了火星大氣成分探測(cè)儀技術(shù)研究。火星巡飛光譜儀天線技術(shù)研究。金星大氣成分及廓線微波探測(cè)技術(shù)研究。金星多維地質(zhì)與大氣動(dòng)力探測(cè)技術(shù)研究。金星電離層、表層和地質(zhì)構(gòu)造勘測(cè)技術(shù)研究。
先進(jìn)微波遙感器示范性應(yīng)用研究
2008年姜景山院士為首的專家組,匯集了遙感界一線的專業(yè)人士,編寫了我國(guó)抗災(zāi)救災(zāi)能力建設(shè)和災(zāi)后重建策略研究專題報(bào)告。
開展了星載雷達(dá)高度計(jì)載荷數(shù)據(jù)處理研究。星載雷達(dá)高度計(jì)觀測(cè)降雨關(guān)鍵技術(shù)研究?;诤Q蠖?hào)雷達(dá)高度計(jì)回波特征的南中國(guó)海近岸海面高度場(chǎng)提取方法研究?;贙u、C和Ka波段衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)的海冰厚度和冰上積雪厚度反演方法研究。雷達(dá)高度計(jì)南海近岸回波處理技術(shù)研究?;诶走_(dá)高度計(jì)數(shù)據(jù)的海洋重力場(chǎng)反演研究?;谛禽d測(cè)高信息的南中國(guó)海近岸上升流反演方法研究。海洋二號(hào)衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)南極和格陵蘭島冰蓋波形分析和信息提取技術(shù)研究。合成孔徑高度計(jì)的回波相關(guān)性回波處理及精度分析研究。海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星掃描輻射計(jì)海洋參數(shù)反演技術(shù)研究。三維成像雷達(dá)高度計(jì)海洋信息提取技術(shù)應(yīng)用研究。
開展了微波散射計(jì)三維風(fēng)場(chǎng)與降水聯(lián)合探測(cè)與反演方法研究。全極化散射計(jì)地球物理模型函數(shù)研究。多普勒雷達(dá)散射計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)處理與系統(tǒng)仿真技術(shù)研究。微波遙感風(fēng)場(chǎng)極端天氣海洋動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究。散射計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制/降雨影響研究。C波段散射計(jì)海面臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)反演和驗(yàn)證技術(shù)研究。海洋觀測(cè)衛(wèi)星地面系統(tǒng)CFOSAT微波散射計(jì)預(yù)處理軟件研制。高風(fēng)速、有降水極端海況條件下海面風(fēng)場(chǎng)主被動(dòng)微波聯(lián)合反演技術(shù)研究。
開展了風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星微波濕度計(jì)(MWHS)質(zhì)量標(biāo)識(shí)體系與降水檢測(cè)研究。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星MWHTS和MWTS-II對(duì)海面氣壓的敏感性分析及融合反演研究。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星微波濕度計(jì)探測(cè)載荷輻射響應(yīng)模型及外場(chǎng)試驗(yàn)研究?;谖⒉ㄟb感探測(cè)的全球變化數(shù)據(jù)再定標(biāo)、再處理、再分析研究?;诙嘈l(wèi)星、多通道融合的熱帶全旋結(jié)構(gòu)分析研究。京津冀強(qiáng)降水時(shí)空演變過程及其環(huán)流結(jié)構(gòu)的分析研究。極端天氣與全球變化衛(wèi)星遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)分析研究。微波濕度計(jì)探測(cè)在核輻射響應(yīng)模型及外場(chǎng)試驗(yàn)研究。
開展了海洋鹽度數(shù)據(jù)反演研究。鹽度星遙感載荷數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件研制。利用SMOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)南中國(guó)和西太平洋海域鹽度遙感的方法研究。基于SMAP和Sentinel-1數(shù)據(jù)的被動(dòng)微波土壤水分降尺度研究。星載鹽度計(jì)海洋信息提取技術(shù)研究。
開展了利用全極化微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)反演臺(tái)風(fēng)、海浪、風(fēng)場(chǎng)算法研究。多頻微波輻射計(jì)強(qiáng)降雨條件下海洋風(fēng)場(chǎng)反演研究。大氣海洋環(huán)境載荷星上反演與快速處理技術(shù)研究?;谖⒉ㄝ椛錅y(cè)量的海面氣壓反演研究。Huynen極化分解理論的廣義延拓及在復(fù)雜地物目標(biāo)分類中的應(yīng)用?;诙嘣葱l(wèi)星數(shù)據(jù)評(píng)估氣候模式的云降水模擬研究。太赫茲大氣輻射特性研究。太赫茲臨邊探測(cè)儀大氣成分反演的仿真研究。
開展了地基高光譜大氣溫濕研究。塔克拉瑪干沙漠的低頻微波亮溫模擬與地面實(shí)驗(yàn)。大地構(gòu)造環(huán)境判別的玄武巖介電測(cè)量方法研究。基于微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)反演極冰及其對(duì)于極區(qū)海冰變化規(guī)律的研究。
姜景山院士非常注重學(xué)科建設(shè)和公共研究平臺(tái)的建設(shè)
1984年組建了微波遙感與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、2001年獲得國(guó)家863航天領(lǐng)域?qū)<椅瘑T會(huì)批準(zhǔn)組建了國(guó)家863計(jì)劃微波遙感技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、2009年獲中科院批準(zhǔn)組建了中國(guó)科學(xué)院微波遙感技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。對(duì)實(shí)驗(yàn)室的定位、研究?jī)?nèi)容、發(fā)展目標(biāo)都親自制定。經(jīng)多年努力,實(shí)驗(yàn)室2004年獲“電磁場(chǎng)與微波技術(shù)”專業(yè)碩士學(xué)位點(diǎn),2008年獲“電磁場(chǎng)與微波技術(shù)”專業(yè)博士學(xué)位點(diǎn)。2014年獲“電磁場(chǎng)與微波技術(shù)”博士后流動(dòng)站。
針對(duì)微波遙感技術(shù)發(fā)展的要求,建設(shè)了公共研究平臺(tái),這些設(shè)備與條件,支持了研究室承擔(dān)載人航天、應(yīng)用衛(wèi)星和月球探測(cè)等航天工程微波遙感有效載荷的研制,以及承擔(dān)國(guó)家863和中科院創(chuàng)新工程等研究任務(wù)。
微波遙感器定標(biāo)實(shí)驗(yàn)室:實(shí)驗(yàn)室擁有各類微波輻射計(jì)定標(biāo)黑體,頻率覆蓋C波段到220GHz,支持了以往的微波輻射計(jì)研究。實(shí)驗(yàn)室擁有雷達(dá)高度計(jì)和微波散射計(jì)回波模擬器,滿足星載微波輻射計(jì)和散射計(jì)的實(shí)驗(yàn)室閉環(huán)測(cè)試要求。
毫米波/亞毫米波天線測(cè)試實(shí)驗(yàn)室:實(shí)驗(yàn)室擁有精度優(yōu)于5μm的掃描架,能夠滿足50~500GHz頻段范圍內(nèi)天線的平面掃描近場(chǎng)測(cè)試要求。這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)、國(guó)際上第二個(gè)毫米波/亞毫米波天線測(cè)試實(shí)驗(yàn)室,該系統(tǒng)采用高精度平面掃描近場(chǎng)測(cè)量技術(shù),能夠覆蓋50~500GHz頻率范圍,滿足我國(guó)發(fā)展毫米波/亞毫米波遙感探測(cè)技術(shù)對(duì)天線測(cè)試的要求。
微波天線測(cè)試實(shí)驗(yàn)室:實(shí)驗(yàn)室用于平面掃描和球面掃描天線測(cè)試系統(tǒng),能夠滿足40GHz以下頻率天線的測(cè)試要求。
微波毫米波部件與系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái):實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的型號(hào)研制條件包括微波/毫米波測(cè)試設(shè)備如微波信號(hào)源、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀和各類高速數(shù)字儀器等,測(cè)量的最高頻率已達(dá)到110GHz。亞毫米波及太赫茲接收機(jī)測(cè)量系統(tǒng)。
仿真設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái):具備毫米波天線設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)及高頻電路優(yōu)化設(shè)計(jì)能力。
10萬級(jí)潔凈間:實(shí)驗(yàn)室建有10萬級(jí)的潔凈間,滿足微波/毫米波有效載荷研制的條件要求。
姜景山院士非常注重人才培養(yǎng)
針對(duì)實(shí)驗(yàn)室以航天微波遙感技術(shù)為主要研究方向的專業(yè)特點(diǎn)和任務(wù)目標(biāo)給實(shí)驗(yàn)室人才引進(jìn)和培養(yǎng)帶來的困難,姜景山院士以面向承擔(dān)重大技術(shù)創(chuàng)新與工程任務(wù)培養(yǎng)人才為目標(biāo),通過采用引人引智結(jié)合;培養(yǎng)引進(jìn)并重;派出去請(qǐng)回來;以任務(wù)促成長(zhǎng),通過中心重點(diǎn)培育課題、實(shí)驗(yàn)室自主課題、開放課題等方式,給年輕人搭臺(tái)子、壓擔(dān)子,鼓勵(lì)年輕人積極創(chuàng)新,在新的技術(shù)方向上進(jìn)行探索,為后續(xù)發(fā)展凝聚力量。
2005年張升偉研究員獲中科院頒發(fā)的趙九章優(yōu)秀中青年科學(xué)獎(jiǎng)。2011年李靖研究員獲中科院頒發(fā)的趙九章優(yōu)秀中青年科學(xué)獎(jiǎng)。2013年王振占研究員獲中科院頒發(fā)的趙九章優(yōu)秀中青年科學(xué)獎(jiǎng)。
實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有國(guó)際宇航科學(xué)院(IAA)院士1人,俄羅斯科學(xué)院外籍院士1人,IEEE會(huì)士(fellow)1人,重大航天型號(hào)總師、副總師2人。
多人擔(dān)任重要國(guó)際學(xué)術(shù)組織領(lǐng)導(dǎo)職務(wù),其中吳季研究員擔(dān)任國(guó)際空間研究委員會(huì)(COSPAR)副主席,董曉龍研究員擔(dān)任國(guó)際地球觀測(cè)衛(wèi)星委員會(huì)定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)組微波小組(CEOS WGCV MSSG)主席。2016年董曉龍研究員當(dāng)選國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)地球科學(xué)與遙感學(xué)會(huì)管理委員會(huì)(IEEE GRSS AdCom)委員。
姜景山院士非常注重國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流
主辦重要的國(guó)際會(huì)議:2003年在北京承辦了國(guó)際衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)委員會(huì)定標(biāo)工作組第21次全會(huì)。2008年與國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心共同承辦了國(guó)際衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)委員會(huì)定標(biāo)工作組第28次全會(huì)。2009年與中科院遙感所、對(duì)地觀測(cè)與數(shù)字地球中心等單位聯(lián)合主辦了第三十屆亞洲遙感會(huì)。2011年主辦了“土壤濕度與海水鹽度國(guó)際研討會(huì)”。2011年主辦了國(guó)際地球觀測(cè)衛(wèi)星委員會(huì)微波遙感器定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)研討會(huì)及定標(biāo)與真實(shí)性工作組微波小組會(huì)議。2012年舉辦了國(guó)際空間科學(xué)研究委員會(huì)(COSPAR)水循環(huán)研究講習(xí)班。2016年在北京聯(lián)合承辦了國(guó)際地球科學(xué)與遙感大會(huì)(IGARSS 2016),吳季研究員擔(dān)任大會(huì)主席,1800多位國(guó)內(nèi)外專家參會(huì),這一國(guó)際地球科學(xué)與遙感領(lǐng)域規(guī)模最大、水平最高的學(xué)術(shù)會(huì)議首次在我國(guó)舉辦,大大提升了我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際影響。
主辦重要的國(guó)內(nèi)會(huì)議:由姜景山院士發(fā)起舉辦的微波遙感技術(shù)研討會(huì)已成為國(guó)內(nèi)微波遙感技術(shù)領(lǐng)域水平高、影響大的品牌學(xué)術(shù)會(huì)議。2004第一屆微波遙感技術(shù)研討會(huì)在海南省三亞市亞龍灣環(huán)球城大酒店成功召開,研討會(huì)的主題:中國(guó)微波遙感技術(shù)研究的現(xiàn)狀和新技術(shù)的發(fā)展。2006年第二屆微波遙感技術(shù)研討會(huì)在廣東省深圳市明華國(guó)際會(huì)議中心成功召開,研討會(huì)的主題:進(jìn)入新階段的中國(guó)微波遙感。2012年第三屆微波遙感技術(shù)研討會(huì)在福建省武夷山市商訊酒店成功召開,研討會(huì)的主題:中國(guó)微波遙感:從研究到應(yīng)用,從跟蹤模仿到自主創(chuàng)新。2015年第四屆微波遙感技術(shù)研討會(huì)在吉林省延吉市延邊賓館成功召開,研討會(huì)的主題:面向國(guó)家需求和技術(shù)前沿,共繪微波遙感創(chuàng)新發(fā)展藍(lán)圖。2017年第五屆微波遙感技術(shù)研討會(huì)在云南省普洱市普洱景蘭大酒店成功召開,研討會(huì)的主題:創(chuàng)新突破支持科學(xué)與應(yīng)用發(fā)展。2019年第六屆微波遙感技術(shù)研討會(huì)在杭州浙江賓館成功召開,研討會(huì)的主題:微波遙感新概念、新技術(shù)、新應(yīng)用和新進(jìn)展。每次會(huì)議都有幾十家單位的上百人代表參加,已成為國(guó)內(nèi)微波遙感技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域水平高、影響大的品牌學(xué)術(shù)會(huì)議。
香山會(huì)議:2003年7月在北京香山飯店姜景山院士組織了“航天編隊(duì)飛行及空間虛擬探測(cè)”的第206次香山會(huì)議。2004年2月4日,在北京香山飯店姜景山院士組織了“美國(guó)空間探測(cè)新計(jì)劃的啟示”學(xué)術(shù)研討會(huì)。2005年2月19日,在北京香山飯店姜景山院士組織了“美國(guó)空間探測(cè)新計(jì)劃的發(fā)展與跟蹤”學(xué)術(shù)研討會(huì)。2007年1月27日,在北京香山飯店姜景山院士組織了“載人登月科學(xué)問題”學(xué)術(shù)研討會(huì)。
國(guó)外合作研究:與歐洲空間局ESA聯(lián)合開展地球靜止軌道衛(wèi)星大氣微波探測(cè)技術(shù)研究,共同開展靜止軌道衛(wèi)星大氣微波探測(cè)儀技術(shù)演示驗(yàn)證研究,與ESA空間技術(shù)中心(ESTEC)舉行多次技術(shù)交流,并得到ESA地球科學(xué)部的肯定,達(dá)成共同發(fā)展地球靜止軌道大氣微波探測(cè)儀的合作意向,并已經(jīng)列入中歐空間科學(xué)合作計(jì)劃框架。與加泰羅尼亞理工大學(xué)遙感實(shí)驗(yàn)室簽訂合作協(xié)議,雙方將在博士生聯(lián)合培養(yǎng)、微波遙感技術(shù)與應(yīng)用研究等方面開展合作。與ESA/ESTEC的合作,共同推動(dòng)SMOS及后續(xù)衛(wèi)星的合作研究。通過參與ESA培訓(xùn)計(jì)劃,定期派出實(shí)驗(yàn)室人員參加ESA的研究工作。通過中法海洋衛(wèi)星的合作機(jī)制,實(shí)驗(yàn)室與法國(guó)CETP等研究機(jī)構(gòu)建立密切的合作關(guān)系,開展人員交流、合作研究。與荷蘭皇家氣象研究所(KNMI)聯(lián)合開展中法海洋衛(wèi)星微波散射計(jì)數(shù)據(jù)分析工作。與美國(guó)UT Arlington 波散射與遙感研究中心達(dá)成合作意向,在人員培訓(xùn)、合作申請(qǐng)項(xiàng)目等方面開展實(shí)質(zhì)性合作。與德國(guó)RPG的合作,開展大氣探測(cè)毫米波輻射計(jì)的合作研究。與歐洲空間局(ESA)有關(guān)機(jī)構(gòu)多次協(xié)商,達(dá)成開展全球水循環(huán)業(yè)務(wù)衛(wèi)星合作研究的合作意向,將在研制X波段綜合孔徑微波輻射計(jì)與ESA的L波段綜合孔徑微波輻射計(jì)共同實(shí)現(xiàn)海水鹽度和土壤濕度的高精度測(cè)量。與西班牙海洋研究所(ICM)、巴塞羅那理工大學(xué)(UPC)和法國(guó)索邦/居里大學(xué)海洋模擬實(shí)驗(yàn)室(LOCEAN)達(dá)成合作意向,聯(lián)合開展海洋鹽度遙感數(shù)據(jù)處理研究。參加美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)組織的高頻雷達(dá)項(xiàng)目電離層不規(guī)則體特性參數(shù)提取方法合作項(xiàng)目,派人員赴美國(guó)開展合作研究。與波蘭聯(lián)合開展低頻射電干涉儀技術(shù)研究。與美國(guó)國(guó)家大氣研究中心(NCAR)合作,開展了風(fēng)云三號(hào)C/D星微波濕度計(jì)同化研究,WRFDA大氣化學(xué)同化模式研發(fā)與空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)。與美國(guó)NOAA 地球系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室合作,開展《區(qū)域極端天氣洪澇災(zāi)害預(yù)警決策系統(tǒng)建設(shè)》項(xiàng)目的聯(lián)合開發(fā)工作,利用天氣研究預(yù)報(bào)WRF和水文WRF-Hydro水文模式,實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度預(yù)報(bào),降水過程和降水量預(yù)報(bào),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)預(yù)警、降水過程和雨量預(yù)警、洪水預(yù)報(bào)、區(qū)域防臺(tái)預(yù)泄決策等,此系統(tǒng)已經(jīng)在美國(guó)和中國(guó)水利系統(tǒng)試運(yùn)行。
國(guó)內(nèi)合作研究:實(shí)驗(yàn)室與國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心、國(guó)家衛(wèi)星氣象中心、國(guó)家氣象探測(cè)中心等機(jī)構(gòu)的合作研究和學(xué)術(shù)、技術(shù)交流。與香港中文大學(xué)、臺(tái)灣中央大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等開展學(xué)術(shù)交流和合作研究。與中科院遙感與數(shù)字地球研究所、北京師范大學(xué)的遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立合作關(guān)系,雙方簽署了合作紀(jì)要,聯(lián)合開展科學(xué)研究、項(xiàng)目申請(qǐng)和人才培養(yǎng),舉行雙邊學(xué)術(shù)交流。實(shí)驗(yàn)室與國(guó)家海洋局空間海洋遙感與應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室簽訂了合作協(xié)議,協(xié)議就雙方實(shí)驗(yàn)室的交流機(jī)制、重點(diǎn)合作方向、具體的合作內(nèi)容以及成果產(chǎn)出等方面做出了約定。
人員交流:每年實(shí)驗(yàn)室都有多人參加國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流、會(huì)議、考察和調(diào)研。與美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、加拿大、澳大利亞、俄羅斯、印度、韓國(guó)、以色列等研究機(jī)構(gòu)和公司的同行進(jìn)行了技術(shù)交流,了解到世界在微波遙感這一技術(shù)領(lǐng)域最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和方向,從而確保了我們的研究項(xiàng)目能在世界前沿領(lǐng)域占有一席之地。
姜景山院士獲得的榮譽(yù):1988年水情機(jī)載遙感圖像實(shí)時(shí)傳輸獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1989年基本機(jī)載遙感儀器系統(tǒng)的改進(jìn)與配套獲國(guó)家“七五”攻關(guān)獎(jiǎng)。1991年防汛遙感應(yīng)用試驗(yàn)成果獲水利部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。1991年高空機(jī)載遙感實(shí)用系統(tǒng)獲國(guó)家“七五”攻關(guān)獎(jiǎng)。1992年防汛遙感應(yīng)用試驗(yàn)成果獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。1993年高空機(jī)載遙感實(shí)用系統(tǒng)獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。1995年高空機(jī)載遙感實(shí)用系統(tǒng)獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1996年航空遙感實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)(機(jī)-星-地)獲國(guó)家“八五”攻關(guān)獎(jiǎng)。1997年ZHG-1機(jī)載海洋雷達(dá)高度計(jì)獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1998年當(dāng)選國(guó)際歐亞科學(xué)院院士,1999年當(dāng)選中國(guó)工程院院士。2001年獲國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。2004年獲中國(guó)科學(xué)院頒發(fā)的參加載人航天工程突出貢獻(xiàn)者榮譽(yù)稱號(hào)。2004年獲中國(guó)載人航天工程突出貢獻(xiàn)者獎(jiǎng)。2005年獲曾憲梓在人航天基金委員會(huì)頒發(fā)的增憲梓載人航天基金突出貢獻(xiàn)者獎(jiǎng)。2007年獲月球探測(cè)工程突出貢獻(xiàn)者獎(jiǎng)。2008年繞月探測(cè)工程獲國(guó)防科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。2009年繞月探測(cè)工程獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)。
綜上述,姜景山院士對(duì)我國(guó)的微波遙感技術(shù)的發(fā)展做出了巨大的、不可磨滅的貢獻(xiàn)。姜景山院士的人格魅力使多少人聚集到他身邊,只為了中國(guó)的微波遙感事業(yè)!姜景山院士永遠(yuǎn)活在我們心中!
附件下載: