2019年1月21日，我國在酒泉衛星發射中心用長征十一號運載火箭成功將“吉林一號”光譜01、02星發射升空，目前，衛星已經順利進入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。至此，由長光衛星技術有限公司自主研發的“吉林一號”衛星星座已有12顆衛星在軌運行。

值得一提的是，“吉林一號”光譜星搭載的“水運一號”衛星載荷，是全球首個依托民用商業衛星實現船舶在軌智能跟蹤拍攝的衛星載荷，也是我國水運行業首次建成的自有產權水運科學空間實驗平臺。

提升船舶遠洋航行保障水平

“水運一號”是長光衛星公司與交通運輸部水運科學研究院共同研制的衛星載荷，因此從誕生開始，它就充分擁有了雙方的航海和航天科研資源，這也決定了“水運一號”的主要特點就是以船舶和航運為對象，實驗驗證衛星通信、衛星遙感、衛星導航等為船舶運輸進行服務的能力。

“例如船舶航行在遠洋，超過岸基通信與監控范圍以后，就難以開展動態監測，‘水運一號’載荷則可以在光譜主星的支持下，在衛星接收到船舶自動識別系統的報文數據，再結合光學遙感對船舶進行跟蹤監測。”交通運輸部水運科學研究院教授級高工耿雄飛解釋道，這項既能“通得上”又能“看得見”的研究實驗，對于提升船舶遠洋航行保障技術水平具有實際的應用價值。

耿雄飛說，“水運一號”是我國首個針對水運科學研究的特殊需求而定制化研發的衛星載荷。“在此之前，我們如果想對遠洋航行船舶開展動態監測研究，需要從不同的衛星運營商手中購買或交換數據，再進行數據處理，周期長、成本高，還影響科研成果的實際應用價值，‘水運一號’則解決了這個難題。”

衛星管控+在軌處理雙突破

作為一顆搭載主星發射升空的衛星載荷，為保障“水運一號”與主星協調運行，需要開展大量工作。

一方面，“水運一號”要開展的空間無線電實驗與主星的光譜遙感任務模式不同，所以需要在衛星管控方法上進行創新突破，且需要對載荷單機和天線的尺寸結構、安裝位置、姿態乃至數據模式等諸多細節進行優化。

另一方面，“水運一號”還要與主星聯合開展空間實驗任務，為了能夠達到對指定船舶進行跟蹤拍攝的實驗目的，雙方需要研發全新的在軌智能處理系統，從衛星在軌采集到的大量船舶數據中快速準確提取出特定船舶的關鍵信息，并在軌動態調整衛星任務計劃，完成拍攝和數傳。

“從目前的報道來看，此前沒有商業衛星開展過這樣的空間實驗，因此我們也可以說，這些技術也是在載荷上的首次公開應用。”耿雄飛說。

智能處理系統監測無人船

據介紹，由于“水運一號”應用了星上智能處理系統，未來，其將被用于開展船舶無人駕駛、極地通航保障、海上防污染、遠海搜救應急等航海領域的空間科學實驗，此外，還將開展跨星座的數據組網等航天領域的實驗探索，提升衛星的時間分辨率。

耿雄飛表示，我國船舶無人駕駛處于起步階段，目前還沒有真正意義上的無人船下水，已建成并開始實際測試的幾條智能船都是有人駕駛或者船舶駕駛員旁站的，船舶運行狀態監測數據基本上也是近岸通過公網傳輸的。2017年，交通運輸部水運科學研究院與青島相關單位共同建設了青島智能航運技術創新與綜合實驗基地，“水運一號”將在這里大展拳腳。“我們準備利用‘水運一號’接收無人自主航行船的運行狀態監測報文，同時研究探索在船舶運行狀態監測報文中采用密碼技術，安全保密地進行無人自主航行船運行狀態監測。”不過耿雄飛坦言，這次也只能做探索性研究，距離實際應用還有較大差距。