11月3日,一条卫星成功发射的消息公布。上午11时22分,山西太原卫星发射中心,长征四号乙运载火箭成功发射高分专项的高分七号卫星,并搭载发射了精致高分试验卫星、苏丹科学实验卫星一号、天仪十五号卫星等3颗卫星。近几年来,卫星发射的消息很频繁,诸如北斗系列、各类科学卫星,以至于国人看到这类消息都有些麻木,但实际高分七号卫星的发射完成,对于我国遥感卫星的发展是一个重要节点。
?高分七号在太原卫星发射中心发射,图片来源新华社孙公明
高分立项
高分七号卫星的“高分”全称为“高分辨率对地观测系统重大专项”。早在年,高分专项实施方案论证工作就开始启动,实施这一工程的主要原因是,我国长期以来缺乏高性能高分辨率的对地观测卫星,与美国等西方国家有比较大的差距。在之前我们曾谈到,美国在冷战期间发射的锁眼系列侦察卫星,其中年发射的锁眼12号(KH-12)其分辨率据称小于0.1米,可能在8厘米至15厘米,而我国遥感卫星分辨率长期在米级徘徊。高分辨率对地遥感卫星在民用和*用方面都有巨大的实用价值,为追赶世界领先技术,年我国通过了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(-年)》,这份纲要规划了我国在年之前科学技术的重点研究方向,在年的今天看这份纲要很有一番味道。
纲要中提到有16项重大专项作为突出方向,实际16项中只有13项被公开出来:
重大专项是为了实现国家目标,通过核心技术突破和资源集成,在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程,是我国科技发展的重中之重。《规划纲要》确定了核心电子器件、高端通用芯片及基础软件,极大规模集成电路制造技术及成套工艺,新一代宽带无线移动通信,高档数控机床与基础制造技术,大型油气田及煤层气开发,大型先进压水堆及高温气冷堆核电站,水体污染控制与治理,转基因生物新品种培育,重大新药创制,艾滋病和病*性肝炎等重大传染病防治,大型飞机,高分辨率对地观测系统,载人航天与探月工程等16个重大专项,涉及信息、生物等战略产业领域,能源资源环境和人民健康等重大紧迫问题,以及*民两用技术和国防技术。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(-年)》
高分专项计划就是这16项中的一项,将重点发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率先进观测系统。这里的高分辨率指的是高时间分辨率(即卫星对同一地面的重访周期)、高光谱分辨率(即传感器的波段数多)、高空间分辨率(指遥感图像上最小单元的表示大小)三者。形成时空协调、全天候、全天时的对地观测系统。建立对地观测数据中心等地面支撑和运行系统,提高我国空间数据自给率,形成空间信息产业链。
历次高分
年,经国务院常务会审议,高分专项进入全面实施阶段。此后十年,高分专项工程开始不断发射卫星:
年,高分一号卫星在酒泉卫星发射中心成功发射,该卫星突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术,设计寿命5至8年,是首颗寿命大于5年的低轨遥感卫星。卫星最高实现了2m分辨率,重访周期4天。
?高分一号银川融合影像,分辨率2m,图片来源中国资源卫星应用中心
年,高分二号卫星在太原卫星发射中心成功发射。其搭载的全色相机分辨率达到了0.8m,首次实现了亚米级空间分辨率,突破了高精度高稳定度姿态机动、长焦距大F数轻型相机等多项难题。
?高分二号营口融合影像,图片来源中国资源卫星应用中心
年在太原卫星发射中心成功发射高分三号卫星,这是高分专项中唯一的合成孔径雷达卫星,也是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达卫星。说人话就是,这是一颗不同于之前光学卫星的雷达卫星,雷达卫星主动向地球表面发射微波,并接收返回的微波而获得地面特征,受雾霾、云雾等天气影响小。光学卫星则是依赖地球反射太阳光,易受到天气、昼夜变化影响。“C频段多极化”指的是这颗卫星发射微波的方法,“合成孔径”指的是这颗雷达卫星采用了一种雷达天线口径较小的特殊天线孔径,但同样达到了大口径雷达的效果。
?高分三号拍摄的我国东南地区,图片来源中景视图
年在西昌卫星发射中心成功发射的高分四号卫星,重回光学卫星的行列,但它是颗位于地球静止轨道上的卫星,可见光近红外分辨率在50m,也是世界上地球同步轨道分辨率最高的卫星。说人话就是它能相对静止的运行在赤道上空的轨道上,可以长期对中国及周边区域进行观测,这颗卫星的重访周期也在20s。
?高分四号的覆盖范围,图片来源国家航天局对地观测与数据中心
年在太原卫星发射中心成功发射高分五号卫星,在世界上首次实现了对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱观测,能够观测二氧化硫、二氧化氮、甲烷等有害气体的排放情况,填补了我国卫星长期无法有效探测大气污染气体的空白。同时在当时国际禁运的情况下,成功研制并搭载了迄今我国规模最大的红外探测器。
同年也发射成功了高分六号卫星,是我国首颗精准农业观测的高分卫星,相当于高分一号卫星的升级版。其搭载的由长春光机所研制的相机,首次增加了红边波段,这处位于近红外波段和红光交界的波段,能够有效反映植物的特有信息,能够分清拍到的是小麦还是大豆。
?高分六号经处理后的影像,能够有效分辨北京的植被范围,图片来源陈甫
本次发射的高分七号卫星是一颗光学立体测绘卫星,可以直接绘制立体影像,立体模型精度在5至20米,高程1.5米。未来该卫星将能高效绘制全球地面地形模型,甚至是城市三维模型。
但实际高分专项工程远远不止这七颗卫星。根据公开报道,今年10月份还成功发射了高分十号卫星,年7月成功发射了高分十一号卫星(没错,序号没有按照发射时间排序),这些都不属于高分专项工程的民用家族,以至于目前公开资料在介绍高分专项工程的卫星数量时,都是写的至少七颗。七号之外的卫星除了通稿,究竟真实是为了做什么的?抱歉,咱也不知道,咱也不敢问。
我国高分专项计划随着七号的成功发射,基本画上了一个完美的句号。高分专项的七颗星采用层次递进的发展思路,覆盖了从全色、多光谱到高光谱,从太阳同步轨道到地球同步轨道,从光学到雷达,构建了一个全面有效的对地观测体系,使我国的对地遥感卫星技术稳步提高,有效地试验了我国各类遥感技术,取得了宝贵的研发经验和使用经验,打破了一系列遥感技术的国外垄断,对于促进我国经济社会和增强国防能力都具有重大意义。
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