我國(guó)“高分二號(hào)”衛(wèi)星19日順利進(jìn)入預(yù)定軌道，標(biāo)志著我國(guó)遙感衛(wèi)星進(jìn)入了亞米級(jí)“高分時(shí)代”。這顆衛(wèi)星系目前我國(guó)分辨率最高的光學(xué)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，空間分辨率首次精確到1米。究竟如何把這顆“天眼”擦得更亮，記者采訪了有關(guān)專(zhuān)家。
600公里太空可辨地面汽車(chē)大小
“1米分辨率意味著衛(wèi)星從600多公里的太空向地面觀察，能看見(jiàn)1米大小物體的輪廓，絕對(duì)能分辨出地面汽車(chē)的大小。如果是5米的分辨率就無(wú)法看清了，10米的分辨率只能看飛機(jī)大小的地面物體。”航天科技集團(tuán)五院研究員、“高分二號(hào)”任務(wù)工程總師馬世俊說(shuō)。
據(jù)了解，這是目前我國(guó)分辨率最高的光學(xué)遙感衛(wèi)星。
航天科技集團(tuán)五院研究員、高分二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)總師潘騰說(shuō)，這顆衛(wèi)星的分辨率高，達(dá)到1米，包括全色成像和多光譜成像，最后用戶拿到的是彩色成像圖片。衛(wèi)星掃描的幅寬達(dá)到了45公里，在全球同類(lèi)衛(wèi)星中幅寬也是最大的。
衛(wèi)星的分辨率是越高越好嗎？潘騰認(rèn)為，現(xiàn)在對(duì)衛(wèi)星的分辨率追求越來(lái)越高，但并不是所有衛(wèi)星都要追求高分辨率，主要看用戶的用途需求。比如，農(nóng)業(yè)部門(mén)需要觀察莊稼長(zhǎng)勢(shì)對(duì)農(nóng)作物估產(chǎn)，只要達(dá)到一定的分辨率能夠?qū)崿F(xiàn)任務(wù)目標(biāo)就可以了。所以高分辨率衛(wèi)星要發(fā)展，根據(jù)用戶需求，中低分辨率的衛(wèi)星也要發(fā)展。
好相機(jī)把“千里眼”擦得更亮
衛(wèi)星上的照相機(jī)如同人的眼睛，對(duì)高分辨率看清地面物體至關(guān)重要。潘騰介紹，“高分二號(hào)”衛(wèi)星上的照相機(jī)是新研制的相機(jī)，體積小、重量輕，焦距長(zhǎng)達(dá)7米。同等距離要看得更清楚，相機(jī)的裝調(diào)精度要高，與之配套的技術(shù)手段更要精確。
相機(jī)分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師姜海濱說(shuō)，“高分二號(hào)”衛(wèi)星相機(jī)焦距是國(guó)內(nèi)衛(wèi)星中焦距最長(zhǎng)的。這顆衛(wèi)星上裝有兩臺(tái)相機(jī)，與全世界同等級(jí)分辨率的衛(wèi)星相比，是成像幅寬最大的，在相機(jī)關(guān)鍵元器件、零部件等方面從設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)、測(cè)試、仿真方法都有突破。
“去年年底發(fā)射的‘高分一號(hào)’衛(wèi)星成像幅寬大，但分辨率沒(méi)有‘高分二號(hào)’高，二號(hào)比一號(hào)的分辨率高但是幅寬小些。由于一號(hào)和二號(hào)的應(yīng)用不同，所以對(duì)分辨率的要求高低也不同。”潘騰說(shuō)，一號(hào)可以用于寬范圍的普查，二號(hào)用于精確定點(diǎn)的詳查，兩顆衛(wèi)星各有特點(diǎn)，可以搭配使用。
“從天到地”確保“好圖”
“我國(guó)第一代是返回式衛(wèi)星，當(dāng)時(shí)的遙感衛(wèi)星用的是膠片，在太空拍照后衛(wèi)星返回地球，科研人員再收取膠片，洗印成圖進(jìn)行分析。”馬世俊說(shuō)，“高分二號(hào)”衛(wèi)星是傳輸型遙感衛(wèi)星，在空中照完相，直接傳輸?shù)降孛娼邮照?，?jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理之后就能成圖，這種方式比過(guò)去的膠片更能及時(shí)接受信息。
衛(wèi)星的成像數(shù)據(jù)要下傳到地面，潘騰介紹，這顆衛(wèi)星是1米分辨率和大幅寬，所以要下傳的數(shù)據(jù)量很大。“我們采用了高速對(duì)地傳輸手段。成像質(zhì)量取決于從天到地的一系列因素，鏈條很長(zhǎng)。為了保證圖像質(zhì)量，我們?cè)谛l(wèi)星定位精度、軌道控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定程度、圖像處理方法等方面都下了很大功夫。”
“就像給汽車(chē)裝上減震的彈簧板，我們給衛(wèi)星的相機(jī)支架加裝了阻尼裝置。向衛(wèi)星供電的太陽(yáng)能板、陀螺儀會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生振動(dòng)。與之類(lèi)似，衛(wèi)星在工作中還有很多零部件會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。我們盡可能吸收轉(zhuǎn)動(dòng)能量，穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)部件，從而保證圖像質(zhì)量。”馬世俊說(shuō)。
好衛(wèi)星還要在天上“待得住”。據(jù)了解，“高分二號(hào)”衛(wèi)星的壽命將比我國(guó)其他衛(wèi)星有大幅度提高。馬世俊說(shuō)：“這顆衛(wèi)星壽命5年我們是有把握的，努力目標(biāo)是8年。隨著一些零部件可靠性的逐步提高，衛(wèi)星會(huì)在天上轉(zhuǎn)得更久。”
“高分二號(hào)”會(huì)干啥？
“高分二號(hào)”衛(wèi)星作為我國(guó)目前地面像元分辨率最高的光學(xué)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，預(yù)計(jì)將在國(guó)土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)、城市精細(xì)化管理、綜合交通服務(wù)、林業(yè)調(diào)查與監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域“一展身手”，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)便利。
應(yīng)急救災(zāi)功勞不小
航天科技集團(tuán)五院研究員、“高分二號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)總師潘騰表示，地震災(zāi)情觀測(cè)需要衛(wèi)星快速巡視地面情況，要求具有側(cè)拍能力，相當(dāng)于要求星載相機(jī)要能快速“扭脖子”，看周?chē)?ldquo;高分二號(hào)”的相機(jī)可以在180秒內(nèi)觀測(cè)到正負(fù)35度范圍。
我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，災(zāi)害監(jiān)測(cè)手段相對(duì)落后。高分系列衛(wèi)星對(duì)減災(zāi)救災(zāi)最大的優(yōu)勢(shì)就是精確、及時(shí)。“高分一號(hào)”在雅安地震、甘肅岷縣地震、東北洪澇災(zāi)害、華北華東霧霾中獲取了大量精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到國(guó)土資源部、民政部等用戶單位好評(píng)。“高分二號(hào)”衛(wèi)星也將在未來(lái)大顯身手。
讓非法采礦無(wú)處遁形
據(jù)馬世俊介紹，國(guó)土資源部是“高分二號(hào)”衛(wèi)星的主要用戶單位之一。“高分二號(hào)”可以監(jiān)測(cè)退耕還林；監(jiān)測(cè)耕地上有沒(méi)有建房子；查出鄉(xiāng)鎮(zhèn)里有沒(méi)有建“小產(chǎn)權(quán)房”等。
國(guó)土資源部中國(guó)航空物探遙感中心甘甫平研究員表示，“高分一號(hào)”衛(wèi)星在礦產(chǎn)執(zhí)法中發(fā)揮了重要作用。“利用‘高分一號(hào)’等遙感衛(wèi)星，可以實(shí)施連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，比如通過(guò)獲取礦區(qū)開(kāi)采面、洞口車(chē)輛運(yùn)輸?shù)男l(wèi)星數(shù)據(jù)，再配合其他信息，判斷某礦區(qū)是否進(jìn)行非法開(kāi)采。”
據(jù)悉，針對(duì)國(guó)土資源管理的需求，我國(guó)將逐步建成高分土地資源遙感應(yīng)用示范體系。利用“高分二號(hào)”衛(wèi)星數(shù)據(jù)，在湖南、甘肅、黑龍江等示范區(qū)，開(kāi)展礦產(chǎn)資源調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與監(jiān)測(cè)、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地利用變更調(diào)查等示范應(yīng)用。
在道路交通領(lǐng)域也大有可為
除了國(guó)土資源部，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、國(guó)家林業(yè)局也都是“高分二號(hào)”的主要用戶。“高分二號(hào)”還將為國(guó)內(nèi)其他十多個(gè)部門(mén)和有關(guān)地區(qū)提供示范應(yīng)用服務(wù)。
針對(duì)城市精細(xì)化管理需求，高分專(zhuān)項(xiàng)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋表示，高分專(zhuān)項(xiàng)工程在道路交通領(lǐng)域也大有可為。利用“高分二號(hào)”衛(wèi)星數(shù)據(jù)，將建立起高分綜合交通遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)，在新疆、長(zhǎng)江流域、北京等示范區(qū)開(kāi)展交通路網(wǎng)規(guī)劃、交通路網(wǎng)監(jiān)控與交通出行服務(wù)，這些都是這顆衛(wèi)星的用武之地。
這顆衛(wèi)星國(guó)產(chǎn)化率98% 名副其實(shí)的中國(guó)制造
19日成功發(fā)射入軌的我國(guó)“高分二號(hào)”衛(wèi)星國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到了98%。這顆由10多個(gè)分系統(tǒng)、200多臺(tái)設(shè)備構(gòu)成的衛(wèi)星，大到整星小到陀螺等部件，幾乎都是貨真價(jià)實(shí)、名副其實(shí)的中國(guó)創(chuàng)造、中國(guó)制造。
“高分二號(hào)”衛(wèi)星是我國(guó)高分專(zhuān)項(xiàng)的第二顆衛(wèi)星。高分專(zhuān)項(xiàng)是我國(guó)16個(gè)科技重大專(zhuān)項(xiàng)之一，被譽(yù)為踐行創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的“創(chuàng)新工程”、高分辨率對(duì)地觀測(cè)的“天眼工程”、服務(wù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的“應(yīng)用工程”。
高分系列衛(wèi)星將打破我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。由于國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星的快速進(jìn)步，國(guó)外同類(lèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)逐漸從“天價(jià)”降低到“平價(jià)”。業(yè)界認(rèn)為，這是自主創(chuàng)新在我國(guó)空間信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)的重大突破。
事實(shí)上，除了高分專(zhuān)項(xiàng)，近年來(lái)，我國(guó)國(guó)防科技工業(yè)堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，以重大專(zhuān)項(xiàng)工程為牽引，鑄造了一個(gè)個(gè)里程碑：探月工程重大專(zhuān)項(xiàng)嫦娥二號(hào)衛(wèi)星已飛離地球近9000萬(wàn)公里，超期服役37個(gè)月，開(kāi)辟了“中國(guó)高度”；嫦娥三號(hào)任務(wù)圓了中華民族登月夢(mèng)想，圓滿完成工程目標(biāo)和科學(xué)探測(cè)任務(wù)；天宮一號(hào)與神舟十號(hào)飛船實(shí)現(xiàn)精確交會(huì)對(duì)接，創(chuàng)造了“中國(guó)精度”。
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