■ 曹福成

高分系列遙感衛(wèi)星布設(shè)中國(guó)太空“慧眼”——我國(guó)高分專(zhuān)項(xiàng)建設(shè)回眸

■ 曹福成

高分專(zhuān)項(xiàng)用于加快中國(guó)的空間信息與應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，通過(guò)建設(shè)一個(gè)高分辨率的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，一方面滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與國(guó)家安全的需要，另一方面提高中國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力。近年來(lái)，隨著“高分一號(hào)”、“高分二號(hào)”衛(wèi)星的成功發(fā)射和廣泛應(yīng)用，中國(guó)邁向“感知”大國(guó)，遙感應(yīng)用步入了“黃金期”，遙感技術(shù)在中國(guó)國(guó)土監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通等各行業(yè)都有應(yīng)用，影響著人們生活的各個(gè)方面。

遙感衛(wèi)星系用作外層空間遙感平臺(tái)的人造衛(wèi)星。遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)覆蓋整個(gè)地球或指定的任何區(qū)域，當(dāng)沿地球同步軌道運(yùn)行時(shí)，它能連續(xù)對(duì)地球表面某指定地域進(jìn)行遙感。所有的遙感衛(wèi)星都需要有遙感衛(wèi)星地面站，衛(wèi)星獲得的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電波傳輸?shù)降孛嬲?，地面站發(fā)出指令以控制衛(wèi)星運(yùn)行和工作?！案叻帧毙l(wèi)星系列便是遙感衛(wèi)星家族成員之一。

近年來(lái)，隨著“高分一號(hào)”、“高分二號(hào)”衛(wèi)星的成功發(fā)射和廣泛應(yīng)用，中國(guó)邁向“感知”大國(guó)，遙感應(yīng)用步入了“黃金期”，遙感技術(shù)在中國(guó)國(guó)土監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通等各行業(yè)都有應(yīng)用，影響著人們生活的各個(gè)方面。

一、高分專(zhuān)項(xiàng)建設(shè)回眸

高分專(zhuān)項(xiàng)用于加快中國(guó)的空間信息與應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，通過(guò)建設(shè)一個(gè)高分辨率的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，一方面滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與國(guó)家安全的需要，另一方面提高中國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力。2010年5月國(guó)務(wù)院正式審議批準(zhǔn)實(shí)施高分專(zhuān)項(xiàng)工程。高分專(zhuān)項(xiàng)的觀測(cè)部分包括天基觀測(cè)系統(tǒng)、臨近空間觀測(cè)系統(tǒng)和航空觀測(cè)系統(tǒng)三部分組成，其中天基觀測(cè)系統(tǒng)即遙感衛(wèi)星以寬幅、高效和廉價(jià)等特點(diǎn)，成為高分專(zhuān)項(xiàng)的主角。2020年前后，建立中國(guó)自主的陸地、大氣和海洋先進(jìn)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，提供全天候和全球覆蓋的對(duì)地觀測(cè)能力，并改變過(guò)去遙感衛(wèi)星各自為戰(zhàn)的狀況。

“高分”衛(wèi)星作為中國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的首發(fā)星，突破了高空間分辨率、多光譜與寬覆蓋相結(jié)合的光學(xué)遙感等關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)壽命5至8年。高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)工程是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)》確定的16個(gè)重大專(zhuān)項(xiàng)之一，由國(guó)防科工局、總裝備部牽頭實(shí)施。然而，為了高分系列衛(wèi)星的成功發(fā)射和應(yīng)用，中國(guó)政府有關(guān)部門(mén)和中國(guó)航天人做出不懈努力。

1.突破高分辨率遙感衛(wèi)星測(cè)繪關(guān)鍵技術(shù)

衛(wèi)星測(cè)圖是一個(gè)國(guó)家對(duì)地觀測(cè)水平的重要標(biāo)志。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)衛(wèi)星影像精度不高，一直依靠航空影像和國(guó)外衛(wèi)星影像進(jìn)行測(cè)圖。為了突破高分辨率遙感衛(wèi)星測(cè)繪關(guān)鍵技術(shù)，中國(guó)幾十年來(lái)進(jìn)行著不懈努力。2012年1月9日，中國(guó)首顆民用高分辨率立體測(cè)圖衛(wèi)星資源三號(hào)發(fā)射成功，隨后不到一個(gè)月時(shí)間內(nèi)，資源三號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)的第一幅地形圖就產(chǎn)生了，并且平面與高程精度都優(yōu)于3米，測(cè)繪精度超過(guò)了國(guó)外同類(lèi)衛(wèi)星。國(guó)家測(cè)繪地理信息局衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用中心副主任唐新明介紹說(shuō)，這一項(xiàng)目突破了困擾中國(guó)高分辨率遙感數(shù)據(jù)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的瓶頸。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了五項(xiàng)第一，將無(wú)地面控制衛(wèi)星測(cè)圖的精度提高了近百倍。目前資源三號(hào)應(yīng)用系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、業(yè)務(wù)化生產(chǎn)，能實(shí)現(xiàn)當(dāng)天接收數(shù)據(jù)、當(dāng)天完成處理，業(yè)務(wù)化生產(chǎn)水平也已完全與國(guó)際接軌。

2.高分系列衛(wèi)星成為遙感衛(wèi)星的里程碑

2013年4月27日，“高分一號(hào)”衛(wèi)星作為高分專(zhuān)項(xiàng)的首發(fā)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，它是我國(guó)第一顆設(shè)計(jì)壽命要求大于5年的低軌道衛(wèi)星，考核壽命更是要求達(dá)到5--8年。2014年8月19日，“高分二號(hào)”衛(wèi)星從太原發(fā)射中心發(fā)射升空，成為高分專(zhuān)項(xiàng)的第二顆衛(wèi)星，高分一號(hào)和二號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射，標(biāo)志著高分專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)行全面建設(shè)階段。

“高分一號(hào)”：4天可看遍全球，能從太空看到地面上的自行車(chē)。首星“高分一號(hào)”于2013年4月26日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功發(fā)射。是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)的首發(fā)星。該衛(wèi)星配置了2臺(tái)分辨率為2米全色以及8米多光譜的高分辨率相機(jī)和4臺(tái)分辨率為16米的多光譜中分辨率寬幅相機(jī)，只需要4天就能把地球完整地看一遍。

甘肅酒泉阿克塞縣附近“大地的‘年輪’”

同時(shí)，“高分一號(hào)”也實(shí)現(xiàn)了在小衛(wèi)星上中高分辨率和寬幅成像能力的結(jié)合。它可以滿足多種空間分辨率，多種光譜分辨率以及多元遙感數(shù)據(jù)需求。相比其他的光學(xué)遙感衛(wèi)星，它對(duì)地觀測(cè)的效率應(yīng)該是大幅提升，也大大提高了我國(guó)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的總體觀測(cè)能力。

國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局2013年5月16日對(duì)外發(fā)布“高分一號(hào)”衛(wèi)星觀測(cè)和拍攝成像的一組高分辨率圖片，這組圖像是以反映自然地理地貌特征為主題，主要選用8米和16米分辨率多光譜圖像，以國(guó)際遙感專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中常用的標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成。這組“高分一號(hào)”衛(wèi)星圖像共10幅，命名為《巡天遙看神州美，重彩高分山水情》，分別包括新疆昌吉州呼圖壁縣山谷“大地的‘肌肉’”、吐魯番鄯善縣羅布泊鎮(zhèn)“大地在‘傾聽(tīng)’”、甘肅酒泉阿克塞縣附近“大地的‘年輪’”、敦煌附近“游弋在戈壁灘上的‘水母’”、青海湖畔東北角“湖中之‘吻’”、甘肅慶陽(yáng)市正寧縣崇山峻嶺“山河相間顯‘秋顏’”、陜西延安黃陵縣洛河“高原九曲十八彎”、山東東營(yíng)河口區(qū)海灘“海灘利用展宏圖”、新疆和田墨玉縣“沙漠中的綠洲”、山西長(zhǎng)治市附近“大地上的‘紅葉’”。

“高分二號(hào)”：使中國(guó)遙感衛(wèi)星首次跨入米級(jí)分辨率。2014年8月19日，我國(guó)“高分二號(hào)”衛(wèi)星順利進(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。

“高分二號(hào)”的研制在諸多方面有所突破：“高分二號(hào)”衛(wèi)星的空間分辨率優(yōu)于1米，同時(shí)還具有高輻射精度、高定位精度和快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了亞米級(jí)空間分辨率、多光譜綜合光學(xué)遙感數(shù)據(jù)獲取，攻克了長(zhǎng)焦距、大口徑、輕型相機(jī)及衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)難題，提升了低軌道遙感衛(wèi)星長(zhǎng)壽命可靠性能，對(duì)于推動(dòng)中國(guó)衛(wèi)星工程水平提升、提高中國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)自給率具有重要意義。

“高分二號(hào)”的空間分辨率優(yōu)于1米，意味著衛(wèi)星在60萬(wàn)米高空能看清小轎車(chē)，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?！案叻侄?hào)”衛(wèi)星相機(jī)焦距是國(guó)內(nèi)衛(wèi)星相機(jī)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。突破了高精度高穩(wěn)定度姿態(tài)機(jī)動(dòng)，能在180秒內(nèi)做到側(cè)擺正負(fù)35度。比如，我們急需了解某一個(gè)目標(biāo)的情況，但軌道是死的，衛(wèi)星可能不經(jīng)過(guò)它，怎么辦？“高分二號(hào)”就可以擺過(guò)35度對(duì)地面進(jìn)行成像。

“高分二號(hào)”衛(wèi)星主要用戶為國(guó)土資源部、住建部、交通運(yùn)輸部、林業(yè)局，同時(shí)還將為其他用戶部門(mén)和有關(guān)區(qū)域提供示范應(yīng)用服務(wù)，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)等方面發(fā)揮重要作用，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)多個(gè)領(lǐng)域提供服務(wù)支撐。

具體而言，針對(duì)城市精細(xì)化管理需求，初步形成高分城市精細(xì)化管理遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)。基于該系統(tǒng)，可利用“高分二號(hào)”衛(wèi)星數(shù)據(jù)在浙江省寧波市、黃山風(fēng)景名勝區(qū)、廣東省陽(yáng)江市等示范區(qū)，開(kāi)展城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、小城鎮(zhèn)發(fā)展監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、世界自然遺產(chǎn)及風(fēng)景名勝區(qū)資源環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等示范應(yīng)用。

此外，米級(jí)是一個(gè)黃金尺度，很多市場(chǎng)都在使用。如果“高分二號(hào)”衛(wèi)星將來(lái)在軌表現(xiàn)良好，且用戶滿意的話，應(yīng)該會(huì)得到比較大的推廣。因?yàn)榇蠹冶容^喜歡這個(gè)尺度的圖像數(shù)據(jù)，“高分二號(hào)”能夠更多地服務(wù)于用戶。

二、遙感衛(wèi)星功績(jī)可圈可點(diǎn)

1.環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域獲突破

中國(guó)國(guó)家航天局網(wǎng)站宣布，除了公安部外，地震局、氣象局、統(tǒng)計(jì)局、海洋局等多個(gè)部門(mén)同樣借助高分一號(hào)衛(wèi)星獲得重大突破?！鞍l(fā)現(xiàn)通向朝鮮和中亞的數(shù)十條非法越境通道”、“發(fā)現(xiàn)海上走私油庫(kù)”……公安部利用高分一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲得的這一系列成果，迅速點(diǎn)燃外界的關(guān)注熱情。高分一號(hào)衛(wèi)星除協(xié)助取得犯罪證據(jù)外，還能監(jiān)測(cè)氣候變化、生態(tài)環(huán)境、地表災(zāi)害，甚至確認(rèn)地震位置、震災(zāi)狀況，乃至于農(nóng)作物種植面積、疫情監(jiān)測(cè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)、海冰監(jiān)測(cè)及空氣污染、土地利用等項(xiàng)目。例如國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2014年對(duì)安徽、山東、河北3省196個(gè)縣的小麥、水稻、玉米進(jìn)行遙感對(duì)地調(diào)查，高分一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)利用率達(dá)70%，順利完成糧食生產(chǎn)監(jiān)測(cè)相關(guān)重大任務(wù)，突破該領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)國(guó)外遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的嚴(yán)重依賴。

而地震局在2013年7月甘肅漳縣岷縣地震中，利用高分一號(hào)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)完成對(duì)震區(qū)道路損毀狀況監(jiān)測(cè)，為應(yīng)急救災(zāi)提供信息支持。國(guó)家海洋局利用高分一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在海岸帶監(jiān)測(cè)、海水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)、海冰監(jiān)測(cè)、懸浮泥沙遙感監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行了示范應(yīng)用。

2.我國(guó)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)將“常態(tài)化”

2014年12月27日,搭載遙感衛(wèi)星二十六號(hào)的運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射。當(dāng)日11時(shí)22分,我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭,成功將遙感衛(wèi)星二十六號(hào)送入太空。當(dāng)前，我國(guó)大氣污染形勢(shì)嚴(yán)峻、重污染天頻發(fā)，環(huán)境空氣質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)得到了各級(jí)環(huán)境監(jiān)管部門(mén)的高度重視和廣泛參與。遙感監(jiān)測(cè)如今不僅在“特殊時(shí)期”發(fā)揮作用，而且已經(jīng)成為全國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的“常規(guī)軍”，在秸稈焚燒、沙塵預(yù)警預(yù)測(cè)、顆粒物監(jiān)測(cè)、霧霾監(jiān)測(cè)方面都發(fā)揮了積極作用。目前，已有地方實(shí)踐將衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)與地面監(jiān)測(cè)相配合，形成了立體化的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

隨著動(dòng)力系統(tǒng)和非線性科學(xué)的迅猛發(fā)展，對(duì)數(shù)學(xué)人才在微分方程知識(shí)方面的要求逐步提高，教師應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，針對(duì)常微分方程課程的特點(diǎn)，用科學(xué)發(fā)展的眼光不斷革新教學(xué)內(nèi)容與方法。只有這樣，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)常微分方程的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力，最終實(shí)現(xiàn)“學(xué)數(shù)學(xué)”、“用數(shù)學(xué)”的教育目標(biāo)。

高分衛(wèi)星遙感影像云南魯?shù)?.5級(jí)地震山體滑坡掩埋村莊

滿足多種環(huán)境監(jiān)測(cè)需求，實(shí)現(xiàn)污染物趨勢(shì)判斷。近兩年，霧霾已成為各地面臨的共同難題，也成為各級(jí)環(huán)保部門(mén)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)。現(xiàn)實(shí)情況是，僅靠地面監(jiān)測(cè)已不能滿足空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的需求，而遙感監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、大范圍動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取區(qū)域大氣污染物分布情況。可以對(duì)顆粒物濃度、污染氣體、秸稈焚燒、沙塵等環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)有助于灰霾的預(yù)警預(yù)測(cè)，衛(wèi)星遙感技術(shù)可以在城市環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、大氣污染防治、大氣污染監(jiān)管、全球氣候變化監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮巨大作用。

發(fā)揮監(jiān)測(cè)、預(yù)警作用長(zhǎng)期氣候預(yù)測(cè)功能。環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心高級(jí)工程師王中挺介紹說(shuō)，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)灰霾，相當(dāng)于每一平方公里就能收集到一組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，這樣的監(jiān)測(cè)密度是 普通地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)不能覆蓋的。不僅如此，遙感監(jiān)測(cè)還可以實(shí)現(xiàn)氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)、顆粒物濃度(PM10、PM2.5)，污染氣體(SO2、NO2、O3、CO等)柱濃度的監(jiān)測(cè)，而這些都是霧霾形成的前體物，對(duì)于灰霾預(yù)測(cè)預(yù)警有著極大的作用。除此之外，遙感監(jiān)測(cè)在秸稈焚燒、揚(yáng)塵、沙塵暴、大氣環(huán)境污染事故等大氣環(huán)境監(jiān)管方面也大有可為。遙感監(jiān)測(cè)除了發(fā)揮基本的監(jiān)測(cè)、預(yù)警作用之外，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的遙感監(jiān)測(cè)，還可以對(duì)長(zhǎng)期的氣候變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。

衛(wèi)星中心承擔(dān)的高分專(zhuān)項(xiàng)（民用部分）航空系統(tǒng)項(xiàng)目順利通過(guò)驗(yàn)收

三、未來(lái)發(fā)展展望

1.我國(guó)遙感技術(shù)進(jìn)入世界先進(jìn)行列

自1988年風(fēng)云一號(hào)A星成功發(fā)射以來(lái)，我國(guó)應(yīng)用遙感和遙感應(yīng)用事業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展已具規(guī)模。目前，在軌運(yùn)行的氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星等遙感衛(wèi)星有十幾顆，走在了世界先進(jìn)行列。如近日發(fā)布的由高分二號(hào)衛(wèi)星拍攝的首批亞米級(jí)高分辨率衛(wèi)星影像圖，包括北京市區(qū)、上海市區(qū)、克拉瑪依市區(qū)和昆侖山天池、云南省魯?shù)闉?zāi)區(qū)、山西省寧武礦區(qū)等衛(wèi)星影像。高分二號(hào)拍攝的北京西直門(mén)高分圖像紋理清晰，看得清路口斑馬線，辨得出大車(chē)小車(chē)。

據(jù)悉，目前我國(guó)遙感應(yīng)用等國(guó)產(chǎn)地理信息裝備已出口100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，很多技術(shù)都獲得重大突破。例如飛行高度5000米，續(xù)航30小時(shí)的無(wú)人機(jī)不久前在內(nèi)蒙古庫(kù)倫平穩(wěn)落地，這標(biāo)志著我國(guó)超長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)研制成功。此外，國(guó)產(chǎn)遙感信息系統(tǒng)軟件技術(shù)水平已與國(guó)外同類(lèi)軟件相當(dāng)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已超過(guò)50%。

2014年9月22日，中國(guó)政府在紐約聯(lián)合國(guó)總部向聯(lián)合國(guó)捐贈(zèng)世界上首個(gè)最高分辨率30米全球地表覆蓋遙感數(shù)據(jù)。9月29日，國(guó)防科工局公布我國(guó)高分二號(hào)衛(wèi)星首批亞米級(jí)高分辨率衛(wèi)星影像圖，包括北京市區(qū)、上海市區(qū)等衛(wèi)星影像，甚至看得清斑馬線。這一切都意味著我國(guó)遙感技術(shù)走在了世界前列。

我國(guó)遙感衛(wèi)星將形成立體網(wǎng)絡(luò)。據(jù)悉，我國(guó)計(jì)劃明后年發(fā)射高分三號(hào)、高分四號(hào)和高分五號(hào)衛(wèi)星，此外，國(guó)家將進(jìn)一步加快推動(dòng)航空觀測(cè)系統(tǒng)、地面系統(tǒng)和應(yīng)用示范系統(tǒng)建設(shè)，形成立體網(wǎng)絡(luò)。2020年前，我國(guó)將建立起高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率的對(duì)地觀測(cè)體系能力。中國(guó)計(jì)劃用10年至15年時(shí)間建立測(cè)繪遙感衛(wèi)星體系。目前3顆資源三號(hào)后續(xù)測(cè)繪衛(wèi)星已納入國(guó)家相關(guān)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)兩顆資源三號(hào)測(cè)繪衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行。

青海湖畔東北角“湖中之‘吻’”

未來(lái)幾年，我國(guó)遙感、導(dǎo)航、通信衛(wèi)星與高分系列和北斗系列將融合發(fā)展，為大眾提供融定位、授時(shí)、遙感為一體的綜合信息服務(wù)。另一方面，該領(lǐng)域還有很多工作要做，比如，空間信息產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的商業(yè)模式尚需摸索等。

2.高分項(xiàng)目日益壯大

高分專(zhuān)項(xiàng)目前初步計(jì)劃發(fā)射7顆遙感衛(wèi)星，其中包括已經(jīng)發(fā)射的高分一號(hào)和高分二號(hào)。未來(lái)中國(guó)還將發(fā)射攜帶C波段多極化合成孔徑雷達(dá)的高分三號(hào)衛(wèi)星，它是中國(guó)第一顆民用合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，空間分辨率最高可達(dá)1米，主要用于對(duì)海洋目標(biāo)的監(jiān)測(cè)；高分四號(hào)衛(wèi)星是靜止軌道光學(xué)遙感衛(wèi)星，它將攜帶全色分辨率50米的凝視相機(jī)，在靜止軌道上對(duì)7000千米×7000千米的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)；高分五號(hào)衛(wèi)星將是中國(guó)第一顆民用高光譜觀測(cè)衛(wèi)星，高光譜相機(jī)分辨率能力可達(dá)10米，它還將攜帶氣溶膠探測(cè)儀、溫室氣體監(jiān)測(cè)儀等探測(cè)設(shè)備；高分六號(hào)衛(wèi)星屬于高分一號(hào)衛(wèi)星的后繼，它仍是一顆全色2米分辨率、多光譜8米分辨率的普查衛(wèi)星；高分七號(hào)衛(wèi)星屬于立體測(cè)繪衛(wèi)星，將為國(guó)家測(cè)繪地理信息局、國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心等部門(mén)提供高分辨率的空間立體測(cè)繪數(shù)據(jù)。

專(zhuān)家王承文說(shuō)：“我國(guó)高分系列衛(wèi)星各有特色，分別重點(diǎn)攻克不同技術(shù)難點(diǎn)。例如，高分一號(hào)的特點(diǎn)是分辨率幅寬，可達(dá)800公里。高分三號(hào)是雷達(dá)衛(wèi)星，不受天氣影響，解決全天候的問(wèn)題。高分四號(hào)衛(wèi)星是高軌衛(wèi)星。高分五號(hào)是高光譜觀測(cè)衛(wèi)星，光譜分得越細(xì)，物質(zhì)類(lèi)型揭示得越徹底，比如一張桌子，高光譜觀測(cè)可識(shí)別它是金屬的還是塑料的。”

應(yīng)用是高分專(zhuān)項(xiàng)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。高分一號(hào)衛(wèi)星一經(jīng)投用，就在國(guó)土資源、環(huán)境和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用效果。衛(wèi)星進(jìn)入到亞米級(jí)時(shí)代。高分?jǐn)?shù)據(jù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，將對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)、民生安全保障和推進(jìn)國(guó)家治理能力現(xiàn)代化起到信息支撐作用。同時(shí)，對(duì)信息應(yīng)用企業(yè)開(kāi)展商業(yè)化信息增值服務(wù)、開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)、推動(dòng)空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展等具有重要意義。

相關(guān)鏈接：

軍事應(yīng)用領(lǐng)跑“高分”衛(wèi)星發(fā)展

高分辨率遙感衛(wèi)星在軍用和民用方面都有廣泛的用途。從原理上講，軍用遙感衛(wèi)星與民用遙感衛(wèi)星大同小異，主要差別是在使用的譜段和對(duì)地面分辨率的要求不同。軍用遙感衛(wèi)星主要在可見(jiàn)光或近紅外譜段成像，分辨率優(yōu)于1米，因此，軍用遙感衛(wèi)星大部分都是高分辨率衛(wèi)星，只有少數(shù)用于普查的軍用遙感衛(wèi)星因運(yùn)行軌道較高，以便提高時(shí)間分辨率，但空間分辨率會(huì)稍低；民用遙感衛(wèi)星主要在多光譜成像，以便識(shí)別地面各種特征，其分辨率有高有低。

在軍用高分辨率光學(xué)成像遙感衛(wèi)星方面，美國(guó)鎖眼12號(hào)衛(wèi)星最牛，它采用了大面陣探測(cè)器、大型反射望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、數(shù)字成像系統(tǒng)、自適應(yīng)光學(xué)成像技術(shù)、實(shí)時(shí)圖像傳輸技術(shù)等，鏡頭口徑3米，焦距27米，分辨率達(dá)0.1米。法國(guó)太陽(yáng)神2號(hào)A、2號(hào)B衛(wèi)星分辨率達(dá)0.5米，其軍民兩用光學(xué)成像遙感衛(wèi)星“昴宿星”的分辨率為0.7米。以色列最先進(jìn)的地平線9號(hào)小型：光學(xué)成像遙感衛(wèi)星分辨率為0.5米。日本現(xiàn)役的第二代光學(xué)成像“情報(bào)收集衛(wèi)星”分辨率為0.6米。

在軍用高分辨率雷達(dá)成像遙感衛(wèi)星方面，美國(guó)“長(zhǎng)曲棍球”衛(wèi)星是老大，分辨率達(dá)0.3米，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是裝有巨大的合成孔徑雷達(dá)天線和巨大的太陽(yáng)能電池帆板，衛(wèi)星裝載的高分辨率合成孔徑雷達(dá)能以多種波束模式對(duì)地面目標(biāo)成像，使“長(zhǎng)曲棍球”不僅能全天候、全天時(shí)工作，還可以發(fā)現(xiàn)偽裝的武器和識(shí)別假目標(biāo)，甚至能穿透干燥的地表，發(fā)現(xiàn)藏在地下一定深度的設(shè)施，并對(duì)活動(dòng)目標(biāo)有一定跟蹤能力。德國(guó)有軍用衛(wèi)星“合成孔徑雷達(dá)?放大鏡”，意大利有軍民兩用衛(wèi)星“宇宙-地中?！?，前者分辨率為0.5米，后者為1米。日本現(xiàn)役的第二代雷達(dá)成像“情報(bào)收集衛(wèi)星”分辨率為1米。以色列的“技術(shù)合成孔徑雷達(dá)”設(shè)計(jì)壽命為4年，質(zhì)量只有300千克，其中所載的合成孔徑雷達(dá)重約100千克，分辨率為1米。印度軍民兩用的雷達(dá)成像衛(wèi)星1號(hào)是自制的，其雷達(dá)成像衛(wèi)星2號(hào)由以色列研制，分辨率為1米。

今后，軍用高分辨率遙感衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)更多使用雷達(dá)成像衛(wèi)星，并通過(guò)采用平板相控制雷達(dá)天線等措施進(jìn)一步提高其分辨率，采用新的分布式星座來(lái)縮短衛(wèi)星的重訪周期；光學(xué)成像衛(wèi)星在獲得高地面分辨率的同時(shí)，將繼續(xù)擴(kuò)大視場(chǎng)寬度，以提高衛(wèi)星的時(shí)間分辨率；組建可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的小型衛(wèi)星星座，實(shí)施對(duì)任何目標(biāo)的實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的偵察；發(fā)展星載超光譜遙感器，進(jìn)一步擴(kuò)展成像偵察范圍，增加對(duì)隱蔽和偽裝目標(biāo)的識(shí)別能力；開(kāi)發(fā)新型戰(zhàn)術(shù)成像偵察技術(shù)，提高偵察技術(shù)的傳送能力，實(shí)現(xiàn)軍用高分辨率遙感衛(wèi)星從戰(zhàn)略應(yīng)用向戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用擴(kuò)展；發(fā)展小型、低成本和可應(yīng)急發(fā)射的軍用高分辨率遙感衛(wèi)星，它也可軍民兩用；建造軍用和民用高分辨率遙感衛(wèi)星混編星座，以提高對(duì)地觀測(cè)的效率；研制同時(shí)載有光學(xué)成像和合成孔徑雷達(dá)成像2種遙感器的軍用高分辨率遙感衛(wèi)星。

世界多國(guó)角逐民星領(lǐng)域

一般來(lái)講，分辨率約2米的民用遙感衛(wèi)星可稱為民用高分辨率遙感衛(wèi)星。美國(guó)、德國(guó)、印度、以色列和俄羅斯等國(guó)都在積極發(fā)展民用高分辨率遙感衛(wèi)星。美國(guó)高分辨率遙感衛(wèi)星大多是小型商用衛(wèi)星，有多個(gè)型號(hào)：“艾科諾斯”2號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.82米，幅寬11.3千米；“快鳥(niǎo)”2號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.61米，幅寬16.5千米；“地球之眼”1號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.41米，幅寬15.2千米；“世界觀測(cè)”2號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.46米，幅寬16.4千米。它們也可以用于軍事。

2012年9月9日，法國(guó)首顆第4代“斯波特”——“斯波特”6號(hào)入軌，它是光學(xué)成像衛(wèi)星，具有質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)、分辨率高的優(yōu)點(diǎn)。其分辨率為2.5米，幅寬60千米，并能同軌立體成像。該衛(wèi)星運(yùn)行在694千米高的太陽(yáng)同步軌道，質(zhì)量只有800千克，設(shè)計(jì)壽命達(dá)10年。該衛(wèi)星上有兩臺(tái)高分辨率相機(jī)，每天成像范圍250萬(wàn)平方千米。雖然其分辨率和幅寬與第3代“斯波特”一樣，但更加敏捷，能執(zhí)行快速反應(yīng)任務(wù)，每天上傳6個(gè)任務(wù)計(jì)劃，獲取無(wú)云圖像。它們與2顆已上天的法國(guó)“昴宿星”形成互補(bǔ)，滿足多樣化任務(wù)需求，保持系統(tǒng)的寬覆蓋能力和圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)性，因?yàn)椤瓣乃扌恰彪m然分辨率達(dá)0.7米，但幅寬只有20千米。

德國(guó)“陸地合成孔徑雷達(dá)-X”是民用和商用高分辨率雷達(dá)成像衛(wèi)星，也是世界首個(gè)高精度干涉合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)，分辨率優(yōu)于1米，現(xiàn)廣泛用于農(nóng)林管理、地質(zhì)調(diào)查、海事監(jiān)測(cè)等。

印度現(xiàn)有制圖衛(wèi)星1號(hào)、2號(hào)、2號(hào)A、2號(hào)B共4顆高分辨率衛(wèi)星，其最高分辨率為1米。印度正在研制的制圖衛(wèi)星3號(hào)衛(wèi)星的分辨率將達(dá)0.3米。

以色列地球資源觀測(cè)系統(tǒng)一B衛(wèi)星運(yùn)行在距離地面540千米高的太陽(yáng)同步軌道上，觀測(cè)周期為4天，分辨率為約0.7米，設(shè)計(jì)壽命6年。其上的遙感器也是1臺(tái)全色CCD相機(jī)，其每行像元數(shù)為20000，量化等級(jí)為8比特～10比特。星上相機(jī)的觀測(cè)角變化范圍為±45°，這是靠平臺(tái)側(cè)擺來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于相機(jī)觀測(cè)角變化范圍較大，故它有能力獲得較多的立體像對(duì)。

俄羅斯新一代民用高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星——“資源”-DK的分辨率為1米，其正在研制的“資源”-P衛(wèi)星的分辨率為0.4米。

2012年，韓國(guó)阿里郎3號(hào)多用途衛(wèi)星升空。它載有光學(xué)相機(jī)，能夠拍攝0.7米高分辨率照片，運(yùn)行在685千米高的軌道。2013年，韓國(guó)發(fā)射1米分辨率的雷達(dá)衛(wèi)星。