我國“高分二號”衛星19日順利進入預定軌道,標志著我國遙感衛星進入了亞米級“高mSATA分時代”。這顆衛星系目前我國分辨率最高的光學對地觀測衛星,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,記者採訪了有關專家。
  600公里外接式硬碟太空可辨地面汽車大小
  “1米分辨率意味著衛星從600多公里的太空向地面觀察,能看見1米大小物體的輪廓,絕對能分辨出地面汽車的大小。如果是5米的分辨率就無法看清了,10米的分辨率只能看飛機大小的microSD地面物體。”航天科技集團五院研究員、“高分二號”任務工程總師馬世俊說。
  據瞭解,這是目前我國分辨率最高的外接式硬碟光學遙感衛星。
  航天科技集團五SD記憶卡院研究員、高分二號衛星系統總師潘騰說,這顆衛星的分辨率高,達到1米,包括全色成像和多光譜成像,最後用戶拿到的是彩色成像圖片。衛星掃描的幅寬達到了45公里,在全球同類衛星中幅寬也是最大的。
  衛星的分辨率是越高越好嗎?潘騰認為,現在對衛星的分辨率追求越來越高,但並不是所有衛星都要追求高分辨率,主要看用戶的用途需求。比如,農業部門需要觀察莊稼長勢對農作物估產,只要達到一定的分辨率能夠實現任務目標就可以了。所以高分辨率衛星要發展,根據用戶需求,中低分辨率的衛星也要發展。
  好相機把“千里眼”擦得更亮
  衛星上的照相機如同人的眼睛,對高分辨率看清地面物體至關重要。潘騰介紹,“高分二號”衛星上的照相機是新研製的相機,體積小、重量輕,焦距長達7米。同等距離要看得更清楚,相機的裝調精度要高,與之配套的技術手段更要精確。
  相機分系統主任設計師薑海濱說,“高分二號”衛星相機焦距是國內衛星中焦距最長的。這顆衛星上裝有兩台相機,與全世界同等級分辨率的衛星相比,是成像幅寬最大的,在相機關鍵元器件、零部件等方面從設計到實驗、測試、仿真方法都有突破。
  “去年年底發射的‘高分一號’衛星成像幅寬大,但分辨率沒有‘高分二號’高,二號比一號的分辨率高但是幅寬小些。由於一號和二號的應用不同,所以對分辨率的要求高低也不同。”潘騰說,一號可以用於寬範圍的普查,二號用於精確定點的詳查,兩顆衛星各有特點,可以搭配使用。
  “從天到地”確保“好圖”
  “我國第一代是返回式衛星,當時的遙感衛星用的是膠片,在太空拍照後衛星返回地球,科研人員再收取膠片,洗印成圖進行分析。”馬世俊說,“高分二號”衛星是傳輸型遙感衛星,在空中照完相,直接傳輸到地面接收站,經過數據處理之後就能成圖,這種方式比過去的膠片更能及時接受信息。
  衛星的成像數據要下傳到地面,潘騰介紹,這顆衛星是1米分辨率和大幅寬,所以要下傳的數據量很大。“我們採用了高速對地傳輸手段。成像質量取決於從天到地的一系列因素,鏈條很長。為了保證圖像質量,我們在衛星定位精度、軌道控制精度、系統穩定程度、圖像處理方法等方面都下了很大功夫。”
  “就像給汽車裝上減震的彈簧板,我們給衛星的相機支架加裝了阻尼裝置。向衛星供電的太陽能板、陀螺儀會在轉動中產生振動。與之類似,衛星在工作中還有很多零部件會產生振動。我們盡可能吸收轉動能量,穩定轉動部件,從而保證圖像質量。”馬世俊說。
  好衛星還要在天上“待得住”。據瞭解,“高分二號”衛星的壽命將比我國其他衛星有大幅度提高。馬世俊說:“這顆衛星壽命5年我們是有把握的,努力目標是8年。隨著一些零部件可靠性的逐步提高,衛星會在天上轉得更久。”
  應急救災功勞不小
  航天科技集團五院研究員、“高分二號”衛星系統總師潘騰表示,地震災情觀測需要衛星快速巡視地面情況,要求具有側拍能力,相當於要求星載相機要能快速“扭脖子”,看周圍。“高分二號”的相機可以在180秒內觀測到正負35度範圍。
  我國自然災害頻發,災害監測手段相對落後。高分系列衛星對減災救災最大的優勢就是精確、及時。“高分一號”在雅安地震、甘肅岷縣地震、東北洪澇災害、華北華東霧霾中獲取了大量精準數據,得到國土資源部、民政部等用戶單位好評。“高分二號”衛星也將在未來大顯身手。
  讓非法採礦無處遁形
  據馬世俊介紹,國土資源部是“高分二號”衛星的主要用戶單位之一。“高分二號”可以監測退耕還林;監測耕地上有沒有建房子;查出鄉鎮里有沒有建“小產權房”等。
  國土資源部中國航空物探遙感中心甘甫平研究員表示,“高分一號”衛星在礦產執法中發揮了重要作用。“利用‘高分一號’等遙感衛星,可以實施連續動態監測,比如通過獲取礦區開采面、洞口車輛運輸的衛星數據,再配合其他信息,判斷某礦區是否進行非法開采。”
  據悉,針對國土資源管理的需求,我國將逐步建成高分土地資源遙感應用示範體系。利用“高分二號”衛星數據,在湖南、甘肅、黑龍江等示範區,開展礦產資源調查、地質災害調查與監測、土地利用動態監測、土地利用變更調查等示範應用。
  在道路交通領域也大有可為
  除了國土資源部,住房和城鄉建設部、交通運輸部、國家林業局也都是“高分二號”的主要用戶。“高分二號”還將為國內其他十多個部門和有關地區提供示範應用服務。
  針對城市精細化管理需求,高分專項工程總設計師張榮橋表示,高分專項工程在道路交通領域也大有可為。利用“高分二號”衛星數據,將建立起高分綜合交通遙感應用示範系統,在新疆、長江流域、北京等示範區開展交通路網規劃、交通路網監控與交通出行服務,這些都是這顆衛星的用武之地。
  “高分二號”會幹啥?
  “高分二號”衛星作為我國目前地面像元分辨率最高的光學對地觀測衛星,預計將在國土資源調查與監測、城市精細化管理、綜合交通服務、林業調查與監測等領域“一展身手”,給人們的生產生活帶來便利。
  新聞背景
  這顆衛星國產化率98%
  名副其實的中國製造
  19日成功發射入軌的我國“高分二號”衛星國產化率達到了98%。這顆由10多個分系統、200多台設備構成的衛星,大到整星小到陀螺等部件,幾乎都是貨真價實、名副其實的中國創造、中國製造。
  “高分二號”衛星是我國高分專項的第二顆衛星。高分專項是我國16個科技重大專項之一,被譽為踐行創新驅動發展戰略的“創新工程”、高分辨率對地觀測的“天眼工程”、服務經濟建設和社會發展的“應用工程”。
  高分系列衛星將打破我國高分辨率對地觀測的數據長期依賴進口的局面。由於國產衛星的快速進步,國外同類衛星數據逐漸從“天價”降低到“平價”。業界認為,這是自主創新在我國空間信息產業領域帶來的重大突破。
  事實上,除了高分專項,近年來,我國國防科技工業堅持創新驅動戰略,以重大專項工程為牽引,鑄造了一個個裡程碑:探月工程重大專項嫦娥二號衛星已飛離地球近9000萬公里,超期服役37個月,開闢了“中國高度”;嫦娥三號任務圓了中華民族登月夢想,圓滿完成工程目標和科學探測任務;天宮一號與神舟十號飛船實現精確交會對接,創造了“中國精度”。本版文字均據新華社  (原標題:“高分二號”究竟高在哪裡?)
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