海洋二号卫星

海洋动力环境卫星

2011年8月16日6时57分，载有“海洋二号”卫星的“长征四号乙”运载火箭从太原卫星发射中心点火升空。中国在太原卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭，成功将“海洋二号”卫星送入太空。“海洋二号”卫星是中国第一颗海洋动力环境监测卫星，主要任务是监测和调查海洋环境，是海洋防灾减灾的重要监测手段，可直接为灾害性海况预警报和国民经济建设服务，并为海洋科学研究、海洋环境预报和全球气候变化研究提供卫星遥感信息。

基本信息

简介

海洋二号卫星（HY-2）是中国第一颗海洋动力环境卫星，该卫星集主、被动微波遥感器于一体，具有高精度测轨、定轨能力与全天候、全天时、全球探测能力。其主要使命是监测和调查海洋环境，获得包括海面风场、浪高、海流、海面温度等多种海洋动力环境参数，直接为灾害性海况预警预报提供实测数据，为海洋防灾减灾、海洋权益维护、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究以及国防建设等提供支撑服务。

海洋二号卫星工程研制于2007年1月获得了国防科工委、财政部的联合批复。该卫星由航天科技集团公司中国空间技术研究院研制，于2011年8月16日6时57分在太原卫星发射中心采用CZ-4B运载火箭发射成功。

任务目标

监测海洋动力环境，获得包括海面风场、海面高度场、有效波高、海洋重力场、大洋环流和海表温度场等重要海况参数；实现国产行波管放大器在轨寿命飞行验证；完成星地激光通信链路新技术试验验证。

技术指标

HY-2卫星装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计以及DORIS、双频GPS和激光测距仪。

卫星轨道为太阳同步轨道，倾角99.34度，降交点地方时为 6:00 am，卫星在寿命前期采用重复周期为14天的回归冻结轨道，高度971km，周期104.46分钟，每天运行13+11/14圈；在寿命后期采用重复周期为168天的回归轨道，卫星高度973km，周期104.50分钟，每天运行13+131/168圈。

卫星设计寿命为3年。

卫星尺寸8.56m×4.55m×3.185m，质量≤1575kg。

三轴指向精度小于0.1度，姿态稳定度每秒小于0.003度，测量精度小于0.03度。

卫星输出功率：1550W。

数传系统下行为X频段，下行码速率20Mbps，星上存储记录器容量120Gbits。

雷达高度计用于测量海面高度、有效波高及风速等海洋基本要素，微波散射计主要用于全球海面风场观测，扫描微波辐射计主要用于获取全球海面温度、海面风场、大气水蒸气含量、云中水含量、海冰和降雨量等，校正微波辐射计主要用于为高度计提供大气水汽校正服务。

用途

海洋二号卫星将在海洋环境监测与预报，资源开发，维护海洋权益及科学研究等方面发挥重要作用。海洋二号卫星可以连续有效地监测风暴潮和巨浪等极端海洋现象，提高海洋灾害预警的时效性和有效性；提供识别大洋中的锋面和中尺度涡的重要大洋渔场信息，为大洋渔业资源开发提供技术保障；卫星获取的数据能够有效监测全球海平面变化和极地冰盖变化，为研究全球气候变化提供科学依据。

海洋二号卫星与已在轨运行的海洋一号卫星相互配合，分别以微波、光学两种观测手段，将海洋动力环境监测与海洋资源探测相结合，构成空间立体监测系统。

发射

海洋二号卫星（HY-2）

2011年8月16日6时57分，中国第一颗海洋动力环境卫星--海洋二号卫星（HY-2）在太原卫星发射中心成功发射。海洋二号卫星是继海洋一号A卫星和海洋一号B卫星之后，中国成功发射的第三颗海洋卫星。

海洋二号卫星搭载着微波散射计、雷达高度计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计4个微波遥感器，具有全天时、全天候、全球连续探测的能力，能够实现全球海洋高精度、多要素同步测量，可获取海面风场、海面高度、浪高、海流和海面温度等多种海洋动力环境要素，直接为灾害性海况预警报和海洋科学研究提供实测数据，将改变和加深人们对全球海洋的认识,有效预报海洋灾害,提高海上活动的海洋环境保障能力，服务于海洋灾害监测预报、大洋极地科考、海洋维权执法、海洋资源开发和保护、海洋科学研究、国际合作与交流及国民经济和国防建设。

国家海洋局早在2001年即开始开展海洋二号卫星的关键技术预研和卫星综合立项论证工作，2007年1月海洋二号卫星工程获得国家的立项批复。海洋二号卫星是中国最为复杂的对地遥感卫星之一，它集主、被动微波遥感器于一体，实现同时对地观测，电子兼容性复杂，对地天线多达16副，且卫星具有中国遥感卫星中最高精度的测定轨能力，通过采用GPS、多普勒测定轨系统（DORIS）和激光测距三种精密定轨手段，使轨道的确定精度达到厘米量级。

海洋二号B星

2018年10月25日6时57分，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功将“海洋二号B”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“海洋二号B”卫星是海洋动力环境探测卫星，将与后续的“海洋二号C”和“海洋二号D”卫星组网形成全天候、全天时、高频次全球大中尺度海洋动力环境卫星监测体系。

海洋二号C星

2020年9月21日，海洋二号C星成功发射升空。

海洋二号C星是国家民用空间基础设施海洋动力卫星系列的第二颗业务卫星。卫星在轨后，主要对海面高度、有效波高、海面风场实现高精度、高分辨率的实时观测，并具备船舶识别以及接收、存贮和转发我国近海及其他海域的浮标测量数据能力。

特点

关键技术

一是卫星集主动、被动遥感，高灵敏度接收、大功率发射，多种观测手段为一体，综合观测能力国际领先；二是突破大旋转部件动静平衡测量及控制技术；三是突破大扰动下高精度姿态控制技术；四是突破微波遥感电磁兼容系统设计分析控制及验证技术；五是突破卫星活动部件长寿命的设计验证技术；六是卫星关键部件的国产化率大幅提高，卫星控制系统平台产品国产化率超过99%。

五大提升

一是观测精度达到国际先进水平。海洋二号卫星测高精度达8.5厘米，有效波高精度0.5米，风速精度2米/秒，温度精度1.0K，是世界在轨运行的重要的海洋微波遥感综合观测卫星。

二是卫星测定轨精度达到国际先进水平。通过星上装载的双频GPS、激光角反射器等设备，卫星测轨精度由米级提高到厘米级。

三是成功开展了504Mbps星地高速激光通信试验，使中国在星地激光高速数据传输方面达到国际领先，为卫星光通信技术的推广应用奠定了坚实的基础。

四是海洋二号卫星实现了部分关键部件自主研制，提升了中国卫星关键核心部件自主研发能力的发展。

五是通过采用航天器数字集成设计系统，缩短了生产研制周期，卫星设计、研制生产过程中全面采用数字化技术，有效促进了中国卫星研制生产信息化水平的提升。

五个第一

中国第一颗获取海洋动力环境数据的卫星；中国第一个高精度航天器；中国第一颗定量观测的微波遥感卫星；第一次搭载进行星地激光通信试验；第一次开展微波遥感器的海上辐射校正和真实性检验。

卫星地面站

海洋卫星地面应用系统是海洋卫星的重要组成部分，是卫星与用户之间的桥梁，是卫星应用价值的直接体现，也是卫星能否发挥作用的关键。我国建设海洋卫星地面应用系统的定位是，建成天地协调、布局合理、功能完善、产品丰富、信息共享、服务高效的国家级海洋卫星地面应用系统。

海洋卫星地面应用系统的主要任务是，负责接收海洋卫星下传的实时和延时遥感数据，经地面处理后制作成各级产品,向全国的海洋用户进行分发和服务，其中境外遥感数据是延时数据。

海洋卫星地面应用系统包括接收预处理、数据处理、产品存档与分发、应用示范、辐射校正与真实性检验、通信和运行控制等七个分系统，并建设了北京、三亚、牡丹江三个卫星地面接收站及杭州卫星地面接收备份站。

平台组成及功能

海洋二号卫星平台由结构与机构、热控、姿态与轨道控制、供配电、测控、数据传输、数据管理7个分系统组成。

1）结构与机构分系统。结构与机构分系统包括卫星主结构、对接段、星箭解锁装置、太阳翼机械部分以及力学环境测量系统。海洋二号卫星在资源卫星平台基础上对载荷舱结构进行了重新构形设计，以适应多种有效载荷的安装要求。

2）热控分系统。热控分系统通过控制航天器内外热交换过程，为星上仪器设备提供合适的热环境，确保所有仪器、设备以及星体本身构件的温度都处在要求的范围内。海洋二号卫星的热设计采取分舱隔热原则，服务舱和载荷舱相对独立，各自单独进行热设计。

3）姿态与轨道控制分系统。姿态与轨道控制分系统完成卫星的姿态与轨道控制功能，实现卫星对地定向、整星零动量三轴稳定控制。分系统包括测量部件、控制器和执行机构三大部分。姿态与轨道控制分系统充分继承资源卫星的控制方案和技术，卫星正常轨道运行模式采用 “星敏感器+陀螺” 的姿态确定方式、动量轮控制的整星零动量姿态控制方式。

4）数据管理分系统。数据管理分系统以中央处理单元为核心，通过1553B总线连接远置单元、数据复接器、固态存储器、高速复接器和其他分系统设备，完成遥测、遥控和数据管理功能。卫星数据管理采用空间数据系统咨询委员会相关标准，对整星多信源不同速率数据进行统一管理，实现测控信道数据的高效率调度以及平台低速和载荷高速数据的复接合路，提高了数传通道数据传输的有效性。

5）测控分系统。测控分系统由USB子系统、双频 GPS 子系统、激光测距子系统、 DORIS（多普勒地球轨道和无线电定位系统）子系统 4 个部分组成。USB子系统完成星地测控任务，同时为数据管理分系统和双频 GPS 接收机提供高稳定时钟信号。双频 GPS 子系统提供给地面精密定轨系统原始观测数据。DORIS 子系统提供给地面应用系统的数据为相对测量值，需要角反射器提供的激光测距信息作为初始位置信息进行精密定轨。DORIS子系统联合激光测距子系统在精密定轨任务上与双频GPS子系统互为冗余设计。

6）数据传输分系统。数据传输分系统主要完成应用数据和星务数据的传输任务。数据传输分系统在国内地面站作用范围外时处于等待工作模式，仅行波管放大器和晶振处于预热状态；在国内地面站作用范围内时，根据地面控制进入传输工作模式，将需要下传的数据调制、放大，传输至地面接收站。同时，数据传输分系统使用的X波段行波管放大器是我国自主研制的，在轨运行期间将对其工作性能和寿命进行验证，达到在轨考核的目的。

7）供配电分系统。供配电分系统负责向卫星提供各个飞行阶段所需要的能源，以保证星上各有效载荷与服务分系统的正常工作，主要包括一次电源子系统、二次电源子系统和总体电路子系统。一次电源子系统采用能量直接传递的控制方式，统一调节太阳阵能量输出。

卫星的研制阶段

海洋二号卫星研制共划分为 3个阶段：方案设计阶段、初样研制阶段、正样研制阶段。方案设计阶段的主要工作是完成卫星总体与分系统的方案论证及设计，确定卫星技术状态基线，开展卫星与各大系统间的接口协调，明确卫星对各大系统的初步技术要求。

初样研制阶段的主要工作是对前期方案设计的验证和改进，完成总体及分系统的详细设计及产品研制，进行分系统间联试、电性星研制与测试、结构星研制与试验、热控星改装与热平衡试验、辐射星（RM星）研制与测试等相关工作，并开展大系统对接试验。正样研制阶段的主要工作是在初样确定的技术状态基础上完成总体与分系统的正样详细设计及产品研制，开展整星总装测试、大型环境试验及老炼测试等工作项目。

卫星完成研制阶段工作后，进驻发射场进行射前准备测试并待命发射。

规划

海洋卫星发展规划是：按海洋水色环境（海洋一号，HY-1）卫星、海洋动力环境（海洋二号，HY-2）卫星、海洋雷达（海洋三号，HY-3）卫星三个系列发展中国的海洋卫星，使三个系列卫星达到业务化、长寿命、不间断稳定运行；建立海上辐射校正与真实性检验场；建立极地遥感接收系统；健全与完善北京、三亚、牡丹江、杭州地面接收站；逐步实现以自主海洋卫星为主导的海洋立体观测系统。建成天地协调、布局合理、功能完善、产品丰富、信息共享、服务高效的覆盖中国近海、兼顾全球的国家海洋卫星地面应用系统，实现产品多样化、数据标准化、应用定量化、运行业务化，满足海洋监视监测现代化、科学化、信息化、全球化的要求。为实施海洋开发战略与发展海洋产业提供强有力的技术支撑。提高海洋环境预报和海洋灾害预警的准确性和时效性，有效实施海洋环境与资源监测，为维护海洋权益、防灾减灾、国民经济建设和国防建设提供服务。

海洋水色环境（海洋一号，HY-1）卫星系列用于获取我国近海和全球海洋水色水温及海岸带动态变化信息，遥感载荷为海洋水色扫描仪和海岸带成像仪。

海洋动力环境（海洋二号，HY-2）卫星系列用于全天时、全天候获取中国近海和全球范围的海面风场、海面高度、有效波高与海面温度等海洋动力环境信息，遥感载荷包括微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等。

海洋雷达（海洋三号，HY-3）卫星系列用于全天时、全天候监视海岛、海岸带、海上目标，并获取海洋浪场、风暴潮漫滩、内波、海冰和溢油等信息，遥感载荷为多极化多模式合成孔径雷达。

相关背景

2010年2月24日，航天科技集团公司和国家海洋局联合在北京组织召开了海洋二号卫星整星转正样阶段评审会。来自国防科工局、总装备部、航天科技集团公司、航天五院、航天八院、中科院空间中心、哈尔滨工业大学和国家海洋局科技司、卫星中心等有关单位和部门的领导和专家参加了会议。

会上成立了以徐福祥总师为组长的专家评审组，评审组听取了航天五院进行的HY-2卫星初样研制和质量总结报告及HY-2卫星正样设计报告，并对相关材料进行了审查。经讨论和质疑，评审组认为HY-2卫星按研制技术流程完成了初样阶段的研制工作，可靠性和安全性进行了设计并得到了验证，质量和技术状态受控，质量问题已按标准归零，技术状态更改符合要求，因此一致同意HY-2卫星整星转正样阶段通过评审。

根据卫星研制程序，HY-2卫星转正样阶段通过评审后，将开展正样阶段的研制工作，进行卫星正样产品的设计、生产和试验。按照正样研制计划，HY-2卫星将于2011年4月份完成卫星的出厂测试和评审。

发射意义

海洋二号卫星发射升空，这是中国第一颗获取海洋动力环境信息的专用对地遥感卫星。值得关注的是，在研制过程中，依靠自主创新，海洋二号卫星实现了技术突破，已提交专利申请150余件。

海洋二号卫星工程拥有自主知识产权的创新成果，其中包括自主研制的微波遥感器获取定量化的海洋动力环境数据，其填补了国内空白，也成为国际对地观测系统的关键数据源；星地激光通信试验，将探索高速率数据传输的新途径；完成了行波管放大器、三浮陀螺等多种关键部件国产化，在卫星高精度控制、整星电磁兼容、长寿命活动部件等方面提交专利申请150余件。

“海洋二号”是中国发射的第三颗海洋卫星，是中国第一颗海洋动力环境观测卫星。它具有投入大、技术新等特点，具有全球观测能力和不受天气影响的微波观测功能，是中国海洋系列卫星中的“大家伙”。

从技术上来说，“海洋二号”的测高精度优于4厘米，已达到国际先进水平，且在轨期间的微波散射计很可能成为世界上唯一在轨运行的微波散射计，“海洋二号”的发射也受到了国际同行的广泛关注。

“海洋二号”的成功发射，将为中国海洋观测开辟一个崭新的领域，使中国海洋卫星首次以厘米级定轨的精度和微波探测的方式，全天时全天候地获取宝贵的海洋动力环境数据，极大地提升中国海洋监管、海权维护和海洋科研的能力。同时也标志着中国海洋卫星向着系列化及业务化的方向迈出了一大步。

研制“海洋二号”卫星突破了多项关键技术，它首次实现精密定轨，定轨的精度达到了厘米级，而且还将首次开展激光通信链路星地试验。“海洋二号”应该说是填补了中国海洋动力环境监测卫星的空白，对厄尔尼诺现象监测研究，全球气候变化研究等都具有非常重要的意义。

海洋二号卫星的研制，推动了中国卫星研制技术和管理水平的跨越式发展。其成功发射及投入使用，进一步完善中国海洋立体监测体系，大幅提升中国对地观测卫星的调查和监测能力。

在轨运行情况

在轨测试情况卫星

发射入轨后开展了为期4个月的在轨测试工作。卫星在轨测试分为两个阶段进行，第一阶段对卫星平台功能与载荷状态以及传输信道与数据格式进行测试，时间为30天；第二阶段开展现场试验、载荷功能性能测试和精密定轨测试，时间为90天。2012年1月18日，卫星完成了在轨测试并通过了在轨测试评审。2012年3月2日，卫星完成了在轨交付。

在轨平台测试覆盖了平台除安全策略、备份设备的全部功能性能。测试结果表明：卫星供电能力可满足整个寿命期间的需求；卫星遥控、遥测、遥感数据复接与调度正常，满足星地数据的使用要求；在载荷旋转扫描的状态下三轴姿态指向精度优于0.01°（3σ），三轴姿态稳定度优于0.001°/s（3σ）；卫星遥测遥控功能正常；星上各设备工作温度稳定，满足工作环境要求。

通过与国际典型卫星产品数据、美国国家环境预报中心（NCEP）数据、现场实测数据等进行检验，结果表明：HY-2卫星综合测高精度为5～8cm，有效波高测量精度0.4m，海面风速测量精度1.5m/s，风向精度19.5°，海面温度测量精度1K，湿对流层路径延迟误差小于20mm。各种产品均满足指标要求，达到了世界先进水平。

精密定轨在轨测试内容包括观测数据残差分析、重叠弧段轨迹检验、SLR 轨道检核、独立轨道比较等。对测试数据分析表明：通过重叠弧段比较的径向定轨精度达到1～2cm，通过激光测距检核的测距方向精度达到3～5cm，与法国国家空间研究中心（CNES）提供的轨道比较径向精度达到2cm。综合以上三种测试方法测试结果显示，HY-2卫星精密定轨精度满足要求。

激光通信试验

卫星与长春光学地面站完成星地激光通信试验，试验主要内容包括捕获跟踪性能试验和通信性能测试评估两部分。完成捕获瞄准角度修正后的10次试验捕获概率达到100%，最大捕获时间5s；相继实现了星地激光链路低速通信试验（20Mbps）和高速通信试验（504Mbps）。该试验为国内首次星地激光通信试验项目，填补了国内星地激光通信试验的空白。

卫星在轨工作状态

HY-2卫星目前在轨工作稳定，卫星总体、遥感载荷及各服务系统的功能及性能指标均满足设计要求。在轨业务运行期间，HY-2卫星的各遥感载荷在轨全时工作以获取全球海洋动力环境参数并将遥感数据进行星上记录，在过境时完成数据下传，运行期间按照需求进行激光通信试验。

软件升级

2022年8月，国家卫星海洋应用中心海洋二号系列卫星微波散射计数据处理软件完成升级改造并通过专家评审。　　升级版L2B级海面风场数据处理软件由国家卫星海洋应用中心与南京信息工程大学联合研制，采用了海洋二号系列卫星散射计组网观测数据的交叉定标技术，以及自主研发的海洋二号系列卫星散射计含海表温度因子的地球物理模式函数，提高了海洋二号B/C/D卫星微波散射计数据的精度与一致性。

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