中國網/中國發展門戶網訊 地球南北兩極是復雜的耦合系統，其變化機理觸及冰蓋/冰架、海冰、陸地、年夜氣等彼此感化。全球變熱引發了極地環境疾速變化，但當前科學界對于良多極地疾速變化過程及其機理的懂得尚不清楚。這重要源于針對極地環境的立體觀測稀疏，尤其是缺少主要的中小標準物理過程觀測，限制了我們對極地環境變化機理這一科學問題的認識。
此外，全球氣候持續變熱導致北極海冰面積和厚度疾速減小，通俗商船在北冰洋的通航窗口期已年夜幅延長，慢慢成為連接東亞、歐洲和北美的“黃金水道”。北極航道的開發急需航道信息保證技術的支撐，但是當前北極冰-海-氣環境信息獲取還存在著時間不連續、空間不完全等問題，這直接制約著北極航道的平安開發和高效應用。
是以，加速發展極地環境探測技術，深刻開展極地環境科學研討，對于我國參與極地國際管理和為全球氣候變化貢獻中國聰明具有主要意義。
國際極地環境探測技術發展現狀
現場觀測和遙感探測是獲得極地環境信息最有用的2種手腕。
國際極地現場觀測技術進展
現場觀測又分為概況（地表、海表或冰表）觀測技術和水下觀測技術。水下觀測技術重要采用調查船走航、固定或剖面浮標、無人潛水器、載人潛水器等技術，發展多平臺組網觀測技術也是當前水下觀測研討的熱點。
概況觀測技術
今朝，概況觀測技術重要采用自動氣象觀測站、冰站、冰基浮標等技術；經過多年的發展，相對比較成熟，發展趨勢是組網觀測技術。北極理事會協調建設了“北極可持續觀測網”（SAON），開展了北極陸地氣象觀測。世界氣候研討計劃資助了“國際北極浮標計劃”（IABP），開展了北冰洋氣象觀測。
水下組網觀測技術
american國防部于2012年啟動極地環境感知項目，發展冰下環境感知技術，構建北極持續自立監視才能。american海軍研討署于2020年開始研發“北極移動觀測系統”（AMOS），該系統由浮標基站、多種無人潛水器及其組網設施構成。浮標和無人潛水器搭載各種傳感器，具有低能耗、抗低溫特徵，能長期自立搜集環境數據，并通過中繼衛星系統實時回傳觀測數據。
歐洲各國發起了“北極聯合觀測系統”（INTAROS）項目；通過擴展、改進、整合歐洲現有分布于北極分歧區域的觀測系統，從而構建一套集成的觀測系統。該觀測系統以錨鏈陣列和固定聲學結點為主，并應用大批水下移動式觀測平臺，以獲無暇間稀少地位的連續觀測數據。
俄羅斯積極發展極地聲學探測技術，研發了可用于極地海域的新型反潛探測聲吶監聽系統，該系統由海基、天基和岸基部門組成。其海基系統包含浮標和水下觀測平臺，負責采集水下交流和水面艦艇的信息；天基衛星通訊鏈路負責將數據發送給岸基數據中間。該系統安排后覆蓋范圍可達數百平方公里，可有用限制競爭對手在俄北極領海等關鍵海域的活動。
無人潛水器技術
極地陸地的許多區域長年被海冰所覆蓋，對海冰特征和冰下環境進行考核是極地科學考核的主要組成部門，是以無人潛水器是極地科學考核的重點發展標的目的。無人潛水器集傳感、通訊、導航、把持、動力、推進等技術于一體，是近20年來國際陸地工程領域發展的最尖真個技術之一。由于其本錢和應用靈活性上的優勢，近年來已成為水下環境探測的主要東西。典範無人潛水器普通包含：自立水下飛行器（AUV）和水下滑翔機。此中，AUV由于其自立機動才能較強，在極地水下有著很是廣闊的應用遠景。
1972年，american國防高級研討計劃局資助華盛頓年夜學研制無人無纜冰下無人潛水器（UARS），以應用窄波束成像聲吶進行北極冰底形態觀測，并由此拉開應用AUV進行極地調查的尾聲。20世紀90年月以來，國外發達國家陸續開展極地AUV研制與應用研討。2001年，american蒙特利灣陸地研討所（MBARI）聯合麻省理工學院（MIT）等研討機構，開發了具有長續航才能的無人潛水器ALTEX AUV（圖1a）；ALTEX AUV可實現洋盆標準的水下環境調查，重要用于監測北冰洋的環境變化對全球變熱的影響。american伍茲霍爾陸地學研討所（WHOI）研制了具有雙體結構的SeaBED系列AUV，并于2007年夏日應用該系列的PUMA AUV和JAGUA教學場地R AUV協同完成了冰下深海熱液羽狀流探測及海底測繪任務；這種雙體結構AUV近10年在南北兩極陸地生物、地質調瑜伽教室查及海冰測量方面均有傑出表現（圖1b）。
英國南安普頓國家陸地中間開發了Auto，他一直想親自去找趙啟洲。知道了價格，想藉此機會了解一下關於玉的一切，對玉有更深的了解。sub系列AUV，其重要用于極地陸地科學研討。此中，2001年，Autosub AUV搭載聲吶設備在南極威德爾海進行南極磷蝦調查研討；AutosubⅡAUV搭載水文傳感器及多波束成像聲吶于2004年在北極格陵蘭冰架、2005年在南極芬布爾冰架下進行水文環境和冰厚測量；AutosubⅢAUV在南極松島冰川下進行了冰下海底地形、冰底結構成像及冰下水體熱傳導規律調查（圖1c）。教學加拿年夜國際潛水器工程（ISE）公司于1996年應用Theseus AUV在北極冰鋒水域勝利鋪設了長達200km的光纜，用于實時獲取布放于北冰洋的水下聲學陣列數據。ISE公司為加拿年夜天然資源部研制了5000m水深Arctic Explorer AUV；通過搭載聲吶設備該 AUV于2010年進行了北極高緯度地區冰下海底地圖繪制，以支撐加拿年夜根據《聯合國陸地法公約》維護領土權益。ISE公司還為澳年夜利亞塔斯馬尼亞年夜學研制了用于南極冰下探測的AUV nupiri muka（圖1d）；該 AUV擁有變浮力系統可以實現沉積物或冰體采樣，其分別在2019年和2020年開展了南極瑟斯達爾冰架和斯威茨冰川的冰下探測任務，并獲得了寶貴的水文、地形及冰底結構測量數據。
在極地概況和水下觀測方面，國際主流發展趨勢為基于固定或移動平臺的組網觀測技術，應用組網觀測平臺的種類和數量優勢，實現對極地多環境要素的長期、年夜范圍、同步觀測，為極地科學研討某人為活動供給實時、耐久、有用的數據支撐。此中，無人潛水器作為組網觀測系統中的移動結點，具備水下自立作業的機能優勢，可以在三維空間內實現對未知環境的摸索或對動態目標的追蹤，在極地冰下觀測領域發揮著越來越主要的感化，提醒了諸多主要的科學發現。
國際極地會議室出租遙感探測技術進展
比擬于現場觀測，遙感探測是對極地開展宏觀連續觀測的主要手腕。極地遠離人類世界且天然環境惡劣，這意味著應用遙感方式開展極地觀測小樹屋，特別是衛星遙感數據的應器具有主要價值和不成替換的感化。
遙感技術可以在較短時間內搜集大批信息，并剖析極地環境要素的變化特征。1960年TIROS-1衛星初次在加拿年夜東南部圣勞倫斯海灣拍攝到海冰解凍的遙感記憶，由此揭開了極地遙感觀測的尾聲。20世紀60年月以來，東方國家積極發展極地衛星遙感技術、開展極地遙感應用研討，在理論和實踐方面都獲得衝破性進展。圍繞極地海冰、冰蓋和陸地環境變化研討構成了一系列遙感產品。20世紀90年月以來，東方國家陸續發起了多個針對極地環境的衛星計劃（如歐洲航天局發起的CryoSat2）或觀測計劃（如american國家航空航天局與加拿年夜航天局聯合發起的RADARSAT南極測圖計劃），今朝已經初步建成極地天基遙感觀測體系。衛星遙感技術在極地的應用重要分為光學傳感器、微波輻射計、雷達散射計、分解孔徑雷達（SAR）和高度計5種類型。
（1）光學傳感器。20世紀70年月以來，以american國家航空航天局和american地質調查局聯合研制的“陸地衛星”（Landsat）系列為代表的光學遙感衛星率先被應用于極地陸地與冰雪環境研討，搭載在Landsat系列衛星上的多光譜掃描儀（MSS）、專題制圖儀（TM）和陸地成像儀（OLI）等光學傳感器被廣泛應用于海冰與冰蓋變化監測。迄今，已積累近50年連續觀測數據。
（2）微波輻射計和雷達散射計。年夜標準的連續極地觀測重要依賴星載微波傳感器。星載微波輻射計和雷達散射計遙感系統不依賴太陽光，能夠實現全天時、連續的極區環境變化監測。此中比較有代表性的是american國防部于20世紀60年月啟動的國防氣象衛星（DMSP）系列搭載的SSM/I輻射計與歐洲航天局搭載于Metop-1衛星的ASCAT散射計。今朝，基于這些衛星遙感數據已業務化生產每日海冰密集度、類型和運動產品。
（3）分解孔徑雷達。20世紀90年月以來，搭載SAR傳感舞蹈場地器衛星的十九年rs，他和他的母親日以繼夜地相處，相互依賴，但即便如此，他的母親對他來說仍然是一個謎。陸續發射升空又將極地遙感推上了新的階段。加拿年夜RADARSAT系列SAR衛星和ESA的Sentinel-1系列SAR衛星被廣泛應用于高辨別率海冰分類、漂移、冰架崩解、熔化和高程監測。
（4）高度計。衛星高度計能夠直接獲取地物的高程信息，american國家航空航天局2018年發射升空的ICESat-2先進地形激光測高系統（ATLAS）初次將單光子探測技術引進地球高程探測，為精確測定極地冰蓋高程和海冰厚度供給了新的監測手腕。
我國極地環境探測技術發展歷程及應用情況
極地現場觀測技術進展
自動氣象站
中國氣象科學研討院自2010年起開始研發超低溫電池、風速儀、動力把持系統等多種設備和系統，并最終實現自動觀測系統集成，用于極地超低溫觀測；研發的極地低溫（−60℃）和超低溫（−100℃）自動氣象站已安裝在南極的泰山站、羅斯海新站、格羅夫山、昆侖站和北極的漂移站等地。此外，南邊陸地科學與工程廣東省實驗室（珠海）于2019年在格陵蘭冰蓋上架設了野外自動氣象站（圖2），用于記錄每小時風速、風向教學場地、氣壓、溫度、濕度、雪厚、冰溫等變量，并通過銥星實時將數據傳輸至國內。上述氣象站已在南、北極獲得了大批的連續觀測資料。
浮標
太道理工年夜學研制了聲學探測浮標、海冰多參數浮標（IMB）、海冰融池觀測浮標、海冰無人冰站（圖3）及海冰溫度鏈浮標等自動觀測裝置，并在北冰洋多點勝利布放。
無人潛水器
中國科學院沈陽自動化研討所先后有4種類型6臺/套無人潛水器參加了8次極地科考。例如，其研制的冰下自立/遙控陸地環境監測系統（ARV）分別于2008年、2010年、2014個人空間年參加了北極科學考核；通過搭載溫鹽深儀、光通量測量儀和水下攝像機等多種測量設備，該ARV可獲得冰下水體溫度、鹽度、深度、冰下光透射輻照度、冰底形態、海冰厚度等多種科學觀測數據（圖4）。
中國科學院沈陽自動化研討所研制的“摸索1000”AUV于2020年在南極進行了陸地多要素走航觀測，實現了南年夜洋陸地環境的自立調查，獲得了海流、溫度、鹽度、濁度、消融氧及葉綠素等大批水文探測數據，驗證了我國自立研制的AUV在極端陸地環境下開展舞蹈教室科學探測研討的實用性和靠得住性。該研討所掌管研制的“摸索4500”AUV（圖5）于2021年景功完成了北極高緯度海冰覆蓋區的科學考核作業，表現出了在北極瑜伽教室冰區傑出的低溫環境適應不到和擁有了。雖然她不知道自己從這個夢中醒來後能記住多少，是否能加深現實中早已模糊的記憶，但她也很慶幸自己能夠才能、高緯度高精度導航機能、密集冰區毛病應急處理才能和洋中脊遠洋底精細探測才能等。此外，其自立研制的“海翼”號水會議室出租下滑翔機于2018年初次實現了在白令海公海區域布放應用，通過測量海水溫度、鹽度及深度，為北冰洋動力環境和水文結構研討供給了寶貴觀測數據。
哈爾濱工程年夜學在水下通訊和組網技術等方面獲得主要進展，同時霸佔了極地AUV總體設計關鍵技術，研制出了任務潛深1000m、續航才能200km、具有海底地形地貌/海冰冰貌及水文數據采集等效能的極地AUV樣機。
近年瑜伽教室來，國內相關研討機構相繼在極地開展冰海基觀測系統布放應用研討，在自動氣象站、冰基浮標、無人冰站、無人潛水器研制與應用領域獲得了必定進展。但是，受技術程度和地區可到達性等原因限制，我國在極地布放應用的冰海基觀測系統種類和數量無限，尚未能實現組網觀測作業；並且觀測系統長期原位任務才能缺乏，獲取的觀測數據時間和空間辨別率較低，難以滿足實際的應用需求。為了有用保證我國在南、北極地區的科技與經濟權益，亟待開展極地組網觀測技術研討，以晉陞對極地冰區冰上和冰下環境變化的認識，為我國在極地相關科研、航運等活動的實施供給信息支撐。
極地遙感探測技術進展
極地衛教學星遙感探測技術
在小標準上，國產“高分”和“資源”系列衛星供給了極地地面間辨別率遙感數據。“高分三號”（GF-3）衛星搭載的SAR傳感用具備12種成像形式，同時涵蓋傳統的條帶和掃描成像形式，以及面向陸地應用的波成像形式和家教全球觀測成像形式，是世界上成像形式最多的SAR衛星。基于GF-3 SAR記憶的強度、進射角和極化信息，能夠準確地實現夏日融冰季節的浮冰、碎冰與開放水域分類制圖。今朝，基于GF-3 SAR記憶獲取了海冰動態變化遙感監測專題產品，“高分”衛星屢次為我國商船和破冰船在極區飛行期間平安、敏捷地在浮冰區穿行和險情化解供給了關鍵保證。“資源三號”（ZY-3）衛星是中國首顆自立研制的平易近用高辨別率立體測繪遙感衛星；2012年1月9日ZY-3的勝利發射代1對1教學表著我國長期以來依附采購國外商用衛星記憶數據進行測圖任務已成為過往。ZY-3首星設置裝備擺設4臺相機，能夠獲取多光譜記憶和三線陣立體記憶，填補了中國立體測圖這一領域的空缺。隨著ZY-3第三顆衛星在2020年的發射升空，ZY-3構成了業務觀測星座。ZY-3同軌三視立體觀測能夠供給很是豐富的三維幾何信息，在冰蓋概況高程、形態和運動監測方面有很好的應用遠景。ZY-3的高辨別率記憶已被勝利用于南極冰蓋概況流速監測。ZY-3衛星立體像對也被應用于南極龍尼-菲爾希納冰架高辨別率三維建模，能夠很好地獲取冰架概況形態及裂隙發育特征。
在年夜標準上，國產“風云”和“陸地”系列衛星供給了極地高時間辨別率遙感數據。“風云三號”（FY-3）衛星搭載的微波輻射成像儀（MW會議室出租RI）開啟了國產微波傳感器在極地冰雪環境監測領域的新紀元。今朝，國際上微波輻射計年夜多已經或即將超期退役。隨著2021年“風云三號”E星（FY-3E）的發射升空，FY-3已連續供給超過10年的極地觀測資料，MWRI有能夠成為未來獨一一個在軌運行的星載微波輻射計。今朝，FY-3衛星已被應用于業務化海冰密集度產品生產，以及兩極冰蓋熔化監測。“陸地二號”（HY-2）是陸地動力環境衛星，重要用于全天時、全天候、高精度地獲取海面風場、溫度場、海面高度、浪場、流場等參數，也可應用于年夜標準極地冰雪環境監測。HY-2搭載雷達高度計、微波散射計和微波輻射計，包含HY-2A實驗星，以及HY-教學場地2B、HY-2C 2顆業務星。隨著HY-2B和HY-2C分別于2018年和2020年發射升空，HY-2系列衛星已被應用于南、北極年夜標準海冰參數家教反演研討中，如海冰覆蓋范圍、海冰密集度和海冰類型，精度已達到國際主流同類型傳感器程度。
但是，上述國產衛星均不是專門的極地衛星，無法同時兼顧極地遙感數據的空間辨別率和時間辨別率。2019年9月12日，我國首顆專門面向極地遙感觀測的小衛星“冰路”（Ice Pathfinder）衛星在中國太原衛星發射中間搭載長征四號乙火箭勝利發射。該衛星由北京師范年夜學科學設計，深圳東方紅海特衛星無限公司研制，中山年夜學負責運行、維護并構建衛星空中應用系統。“冰路”衛星具有年夜幅寬、高緯度覆蓋等特點，空間辨別率優于80m，能夠5天內完成對兩極的覆蓋觀測。獨特的在軌共享空間變曝光技術保證了其獲取記憶的質量。截至今朝，“冰路”衛星已圓滿完成了3次南極和2次北極觀測任務，今朝仍處于傑出的超齡退役狀態；已累計獲得記憶1萬余幅，此中南極冰蓋記1對1教學憶4300余幅，北極記憶3500余幅（圖6），從而彌補了我國長期自立極地觀測數據的缺乏，對于促進我國極地與全球變化研討具有主要意義。今朝，“冰路”衛星遙感數據已構成了2級衛星產品體系，包含基于自適應遙感記憶幾何糾正技術和在軌輻射訂正技術天生的Level 1A（L1A）級產品，以及通過進一個步驟處理獲得幾何精校訂的Level 1B（L1B）級產品。“冰路”衛星在應急形式下能夠晉陞對極地突發事務的連續監測才能。位于中國南極中山站西側的南極洲第三年夜冰架——埃默里冰架于2019年9月25日發生了年夜崩解，產生了一個面積約1670km2的宏大冰山。“冰路”衛星對該崩解事務進行親密追蹤，通過對上述地區實施過境即拍和連續監控，獲得了一批主要的觀測數據。
極地航空遙感探測技術
隨著航空遙感技術的蓬勃發展，作為一種空間標準介于遙感衛星與實地測量之間的航空平臺，無人機能在必定水平上彌補遙感觀測空間辨別率缺乏、現場觀測效力低下和花費昂貴等缺點。自中國第24次南極科學考核（2007—2008年）以來，多種情勢和載荷的國產無人機先后在北極和南極試飛勝利并投進業務化運行。這此中最有代表性的是由北京師范年夜學和中山年夜學打造的“極鷹”（Polar Hawk）系列遙感無人機平臺。“極鷹”系列無人機能夠在多種時空標準上對南北極冰蓋、陸地、年夜氣、地貌、生態等進行靈活監測，對深刻懂得極地“冰-海-氣-生”變化機制發揮獨特優勢（圖7）。自2014年以來，“極鷹”系列無人機連續霸佔極地低溫、年夜風、光照不均等惡劣環境帶來的技術難題，在南、北極地區累積勝利飛行超過180架次，在典範海冰區、冰架、冰川和企鵝棲息地獲取航片5萬余張，從而極年夜地進步了我國極地現場數據獲取效力。中國第33次南極科學考核期間，在無把持點的情況下，科考隊員應用“極鷹”無人機攝影測量實現了中山站固定冰亞米級制圖，準確地判別冰貌升沉1對1教學形態，尤其是冰脊的精細特征。這為研討海冰概況形態和發育規律供給了豐富的資料，也為無人機冰區導航供給了新的思緒。在中國第36次南極科學考核期間，初次實現了空中光譜特征、“極鷹”無人機和“冰路”衛星同步觀測，旨在將南極遙感觀測體系推向集成化、立體式的“空瑜伽場地-天-地”聯合觀測系統。
近年來，我國積極拓展“高分”“風云”“陸地”系列衛星，以及專用于極地遙感觀測的“冰路”衛星在極地環境監測中的應用領域。結合自立的無人機觀測系統，我國的空天基遙感監測平臺在極地冰蓋觀測、極地海冰與陸地環境監測等研討中已獲得了較好的應用。但總體而言，今朝國產衛星的觀測頻次依然無限，遙感產品年夜多基于單一載荷獲得，精度距離國際成熟產品還有必定差距，尚不具備多載荷、多平臺的協同反演才能，亟待進步國產衛星遙感觀測的精細化和定量化水平。
面向新時期我國極地環境探測的研討前沿小樹屋
極地環舞蹈場地境探測的困難與重點衝破技術
今朝，我國極地觀測和探測技術發展已獲得必定結果，但仍不具備系統化、立體化的組網觀測才能，難以實現對極地環境的年夜范圍、持續探測。在觀測平臺研制與應用方面，尚無法改變高度依賴國外技術和設備進行極地環境觀測的現實，重要緣由在于極地極端環境對觀測平臺與設備研發提出極高的技術挑戰，而我國極地現場觀測技術的自立研發投進和實力也亟待晉陞。
極地極端環境現場觀測的困難體現在極低溫、年夜范圍冰體覆蓋、高緯度磁場異常、水下聲場環境復雜等方面。相關的現場觀測關鍵技術未來衝破重點重要包含：極低溫環境電池高效充放電技術、冰下復雜環境水聲通訊定位技術、跨介質組網通訊技術、高緯度高精度導航定位技術、高環境適應家教性平臺總體優化設計技術、平安靠得住的冰下布放收受接管技術、面向任務的智能觀測技術及異構無人平臺組網觀測技術等。極地遙感觀測關鍵技術的未來衝破重點重要包含：無人機平臺軟硬件穩定性優化技術、觀測任務智能規劃技術、衛星遙感年夜范圍連續觀測技術、天基觀測軌道與星座組網技術等。
極地環境探測研討前沿
面向新時期，為解決上述極地環境探測困難，在現場觀測關鍵技術與極地遙感觀測關鍵技獲得衝破，亟待加速極地觀測關鍵技術國產化、主要裝備產業化，重點發展極地冰海基智能觀測平臺技術、極地冰海基組網通訊與組網觀測技術，打造極地長航時、多載荷無人機系統，發展極地衛星遙感-通訊-導航一體化解除婚約，這讓她既難以置信，又鬆了口氣。呼吸的感覺，但最深的感覺是悲傷和苦惱。技術，建設構成極地環境立體探測體系（圖8）。
極地冰海基智能觀測平臺技術。隨著我國水下觀測技術的疾速發展，無人潛水器被廣泛應用于陸地觀測中，但在極地極端環境下的應用仍非常無限。針對極地長期原位作業需求，發展原創性冰海基固定和移動觀測平臺技術，包含固定式的冰基浮標、海底著陸器，移動式的自立水下飛行器、剖面浮標，晉陞觀測平臺的環境適應性。發展極端環境下高機能電池技術，開展平臺低功耗任務形式和動力治理方式研討，實現在無限動力條件下的平臺功效最年夜化。研討極地復雜環境下的移動平臺導引與導航方式，晉陞飛行器冰下作業的平安性與定位準確性。開發適應陸地動態特征變化的無人平臺智能探測行為，實現在復雜陸地環境下（未知障礙物和海流干擾等）對指定目標的自適應采樣或自立跟蹤觀測；在系統動力受限情況下，最年夜化觀測數據，進步觀測數據的時空辨別率。
極地冰海基組網通訊與組網觀測技術。極地冰海基現場觀測數“禮不可破，既然沒有婚約，那就要注意禮節，免得人畏懼。”藍玉華直視他的眼睛，似是而非的說道。據的靠得住回傳是數據獲取的關鍵環節。是以，需求研發冰基固定平臺通訊中繼系統，聯合冰下水聲通訊與冰上衛星通訊，構建移動平臺到固定平臺到遠程把持中間的通訊鏈路，實現現場觀測數據的交互與上傳。此外，開展異構無人平臺組網通訊體系研討，著重考慮異構平臺通訊協議的樹立、通訊系統冗余結構設計及動態自治性實現，構建具有分布式、多業務、遠距離的自組網通訊系統，實現多平臺組網協同作業。進一個步驟研討異構無人平臺智能優化安排方式，以觀測效力和精細化水平為優化目標，在平臺動力、通訊機能和運動空間約束條件下，研討變拓撲結構的多無人平臺協同把持技術，實現對觀測目標的協同組網觀測。在實時獲取多平臺觀測數據基礎上，進一個步驟開展陸地多源數據融會、反演與顯示方式研討，為科學、航運研討供給有用、直觀的觀測信息。
極共享空間地長航時、多載荷無人機系統。近年來，我國自立研制的航空遙感飛行器和觀測載荷技術獲得了長足的發她反省自己，她還要感謝他們。展。但是，極區惡劣的飛行環境（如年夜風、低溫、窪地磁偏角等）對現有的無人機技術依然提出了挑戰。針對極地獨特的冰雪環境觀測目標，尚無系統的無人機科學設計計劃。在觀測系統建設方面，需研發高機能的機載冰雷達探測系統，研制綜合數據處理算法和軟件，構建光學遙感、分解孔徑雷達、激光雷達、重力和磁力計等聯合應用系統。在觀測技術上，發展適合極地特別惡劣環境的長航時、多載荷無人機航空遙感測量技術，多機實時航線優化與重規劃算法，實現實時航線優化與調度，以進步極地極端環境下的觀測效力和數據質量，從多標準空間和時間上懂得極地冰蓋和海冰變化機制特征。
極地衛星遙感-通訊-導航一體化技術。現有國產衛但時機似乎不太對，因為父母臉上的表情很沉重，一點笑容也沒有。母親的眼眶更紅了，淚水從眼眶裡滾落下來，嚇了她一跳星在極地具有必定的觀測和通訊才能，但衛星遙感觀測頻次依然缺乏；現有的通訊衛星均不克不及對極地構成覆舞蹈場地蓋，極地航運和科學考核缺少高頻次觀測信息保證。針對這些問題，可發展面向極地全天時、全天候監測目標高重訪SAR微納衛星星座技術，以實現極地2—3天全覆蓋、關鍵區域24h重復觀測，重點服務極地航道開發。在光學衛星方面，可考慮發展年夜橢圓軌道（HEO）衛星。HEO衛星相對中高緯度地區準靜止的特點很年夜水平上能彌補常見極軌衛星和地球靜止軌道衛星在極地觀測頻次的缺乏。在極地衛星通訊方面，需衝破極區衛星寬帶通訊和同步數據傳輸技術，解決極區自立衛星通訊技術與裝備匱乏，以及數據時效嚴重滯后問題，實現空中/船基和星上數據雙向傳輸和通訊。最后，在上述基礎上研制并發射極地遙感-通訊-導航一體化衛星，服務極區冰雪和陸地環境監測、北極航運、應急救濟，以及極區科學考核。
針對極地極端環境長時間、年夜范圍、全海深、多參數環境現場觀測和遙感監測的急切需求，遵守由外緣向中間遞進、固定瑜伽教室觀測與移動觀測相結合、從單一平臺到組網系統拓展、信息互聯互通的研討思緒，研制極地探測與觀測新型技術與裝備，進步我國極地觀測裝備的自立研發才能。打造我國自立的極地遙感-通訊-導航一體化、空-天-地-海協同的立體觀測體系，為極地信息獲取、資源開發和平安保證供給支撐。
（作者：程曉、鄭雷、周娟伶，中山年夜學測繪科學與技術學院南邊陸地科學與工程廣東省實驗室；范雙雙，中山年夜學陸地科學學院。《中國科學院院刊》供稿）
