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▲ 高分五號衛(wèi)星在軌飛行效果圖

6月2日，我國高分六號衛(wèi)星成功發(fā)射，并已于近日傳回對地觀測的高清圖像。也就是說，我們頭頂上又多了一個天天守望人間的“中國小仙”。

古語云：“天網(wǎng)恢恢，疏而不漏”。高分六號衛(wèi)星正是為“天網(wǎng)”增加了一只眼睛，技術上支持了老人們常常告誡的：“人在做，天在看”。

既然已經(jīng)是“高分六號”了，那么舉頭三尺在默默守望的就肯定不止1顆了。讓我們先了解一下我國的“高分專項”工程。

我國的“天眼”工程

高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱高分專項）是《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）》確定的16個重大科技專項之一，于2010年批準啟動實施。

“高分專項”是一個非常龐大的對地遙感技術項目，整個工程計劃在2020年前完成建設并投入使用。

由于是從天上監(jiān)看人間，所以高分專項工程又被形象地稱為“天眼”工程。有意思的是，這些“天眼”都是“個性化定制”，性能上一步一個臺階，功能上也各有特色。這主要源于高分專項工程作為創(chuàng)新工程的定位。

▲ 高分一號衛(wèi)星正在轉(zhuǎn)運中

“蒼天有眼”的花式感受

高分一號

高分一號衛(wèi)星是位于太陽同步軌道的光學遙感小衛(wèi)星，于2013年4月26日發(fā)射入軌，設計壽命5～8年。作為首發(fā)星，主要解決了低軌小衛(wèi)星高分辨率對地觀測的系列技術問題。與國際上同類的民用遙感小衛(wèi)星相比，它在性能上已進入中等偏上游的隊列。

值得一提的是，作為我國首顆民用可對地清晰監(jiān)視的小衛(wèi)星，“高分一號”在公安執(zhí)法、災害環(huán)保、國際救災等領域的應用都具有劃時代的意義。據(jù)人民網(wǎng)報道，公安部曾利用高分一號衛(wèi)星的數(shù)據(jù)在黑龍江、內(nèi)蒙古、河北等地發(fā)現(xiàn)了多處罌粟種植區(qū)；在吉林、內(nèi)蒙古等地發(fā)現(xiàn)了新中國成立以來最大面積的大麻種植區(qū)；在邊界發(fā)現(xiàn)數(shù)十條非法越境通道；在福建發(fā)現(xiàn)海上大型走私油庫等?！吧n天有眼”的意思大家不妨隨便感受一下……

此外，“高分一號”還被用于地震監(jiān)測。在2014年2月的新疆于田地震中，“高分一號”的數(shù)據(jù)就快速確立了震中位置，并得出地表破裂帶的分布情況及其破壞范圍；同年，“高分一號”成為我國參與空間與重大國際災害國際憲章的憲章值班星，為國際社會中遭受重大自然災害的國家和地區(qū)無償提供災害監(jiān)測與管理、緊急救援與災后重建的有關數(shù)據(jù)。

▲ 高分二號衛(wèi)星拍攝的北京影像圖

▲ 高分三號拍攝的廈門影像

高分二號

高分二號衛(wèi)星與高分一號衛(wèi)星一樣，也是位于太陽同步軌道的光學遙感衛(wèi)星，于2014年8月19日成功發(fā)射，但其不再是小衛(wèi)星，而是超過2噸的“大家伙”。它的優(yōu)勢是對地分辨率最高可達0.8米，幅寬45公里，成為我國民用對地遙感進入“亞米級”時代的標志。

高分二號衛(wèi)星于2015年3月投入使用，它廣泛應用于土地利用動態(tài)監(jiān)測、城鄉(xiāng)規(guī)劃管理和評價、交通運輸管理和林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測等領域。其主要用戶為國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部、交通運輸部和國家林業(yè)局等18個國家部委和28個省市地方行業(yè)，并對國防軍事與商業(yè)市場均有支持?！案叻侄枴痹路职l(fā)20余萬景、超過1.1億平方公里的影像，已成為我國亞米級高分辨率影像主力數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)市場占有率達80%，徹底改變了我國高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)主要依賴進口的局面。此外，“高分二號”還支持踐行“一帶一路”國家戰(zhàn)略，促成了我國高分專項在委內(nèi)瑞拉乃至南美地區(qū)“落地”。

高分三號

不同于高分一號和二號都是光學遙感衛(wèi)星，高分三號衛(wèi)星主攻雷達遙感技術。這顆設計使用壽命8年的低軌衛(wèi)星于2016年8月10日成功發(fā)射，是我國首顆分辨率達到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達衛(wèi)星。它的“特長”是可以實現(xiàn)全天候、全天時的對地觀測，不再受白天黑夜、風雪云雨等天象影響。簡單地說，這家伙不但是“千里眼”，還是個“透視眼”。

值得一提的是，“高分三號”有12種工作模式，是世界上工作模式最多的合成孔徑雷達衛(wèi)星，既可以觀測陸地，也能觀測海洋，兼具大范圍普查和對特定目標詳查的功能。由于它做到了“海陸全能”，在我國的海洋維權、海洋開發(fā)和海洋資源保護方面發(fā)揮了重要作用。其主用戶遍及國家海洋局、民政部、水利部、中國氣象局等十幾個部門及行業(yè)。

▲ 高分四號拍攝的澳大利亞火災影像

高分四號

如果說高分前3顆星都是“千里眼”的話，高分四號衛(wèi)星就是“萬里眼”。前3顆衛(wèi)星停留在距地面幾百公里的低軌道，所以其每次“看地球”的范圍比較小，也就是幅寬小，而高分四號為了開闊眼界，就跑到距地36000公里的地球靜止軌道去“居高臨下”了。

2016年6月13日，高分四號衛(wèi)星投入使用，這是個重5噸的“大個子”，它是我國第一顆地球靜止軌道遙感衛(wèi)星，定位于東經(jīng)110度的赤道上空，即海南島的正南方。利用地球靜止軌道“站得高、看得遠”的優(yōu)勢，它一眼就能盯住近半個地球，“高分四號”以50米分辨率可見光、400米分辨率中波紅外遙感能力，長期定點觀測中國南海及周邊地區(qū)。請隨便感受一下“蒼天有眼”還定點懸在你頭頂不動的效果。

有意思的是，“高分四號”與位于低軌的“高分一號”“高分二號”等衛(wèi)星是組網(wǎng)運行的。也就是說，先由高分四號衛(wèi)星“站得高、看得遠”地粗掃一眼，再引導低軌衛(wèi)星去近距離詳查。

在這個過程中，“高分四號”的每張照片覆蓋范圍約16萬平方公里，完成對西太平洋1000萬平方公里海區(qū)的覆蓋約需60張，4～12分鐘即可完成拍攝?！案叻炙奶枴币彩菄H憲章值班衛(wèi)星，曾對2016年澳大利亞南部的森林大火進行了監(jiān)測，為防火應急任務決策提供了支持。此外,高分四號衛(wèi)星還可對臺風進行高頻次連續(xù)監(jiān)測,持續(xù)監(jiān)控地殼溫度、作出地震預警，在沙塵暴監(jiān)測、雪災預報、霧霾污染源查找等應用領域都發(fā)揮了重要作用。

高分五號

今年5月9日發(fā)射的高分五號衛(wèi)星是為霧霾等大氣問題量身定制的環(huán)境專用衛(wèi)星，可以間接測定PM2.5。

高分五號衛(wèi)星主要用于探測區(qū)域大氣污染氣體，據(jù)稱是高分專項中搭載載荷最多、光譜分辨率最高、研制難度最大的衛(wèi)星。由于采用了高光譜遙感技術，與前面的“千里眼”“萬里眼”“透視眼”相比，“高分五號”就是“火眼金睛”，可以探測物質(zhì)的具體成分，從而去偽存真、辨出本源。

因此，“高分五號”不僅可以用于大氣監(jiān)測，還可用水環(huán)境和陸地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等，為中央環(huán)保督察及環(huán)境專項執(zhí)法檢查提供技術支持?！案叻治逄枴钡墓ぷ髂Ｊ蕉噙_26種，可以實現(xiàn)多種觀測數(shù)據(jù)融合應用。目前，我國的生態(tài)環(huán)境部、自然資源部和中國氣象局等均為“高分五號”的主要用戶。

▲ 高分五號衛(wèi)星熱控實驗

▲ 高分六號衛(wèi)星

高分六號

剛剛發(fā)射的高分六號衛(wèi)星則與高分一號相似，是一顆低軌光學遙感衛(wèi)星，也是中國首顆精準農(nóng)業(yè)觀測的高分衛(wèi)星，將與在軌的高分一號衛(wèi)星組網(wǎng)運行。高分六號衛(wèi)星主要用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、草原等資源監(jiān)測。

“高分六號”是我國第一顆設置了能有效反映作物光譜特性的紅邊譜段的多光譜遙感衛(wèi)星，也是我國首顆精準農(nóng)業(yè)觀測的高分衛(wèi)星。除了用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、草原等資源監(jiān)測和減災等領域外，還兼顧環(huán)保、國安和住建等方面的應用需求。

高分七號

目前仍在研，但計劃于今年發(fā)射的高分七號衛(wèi)星屬于高分辨率空間立體測繪衛(wèi)星，具備優(yōu)于1米分辨率的立體觀測能力和精度優(yōu)于1米的激光測高能力?！案叻制咛枴睂⒅饕獞糜诟呔戎茍D，國家測繪地理信息局等是主要用戶。

“天眼”工程的效益

當前，民用對地觀測的遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)形成了一個成規(guī)模的國際市場。事實上，高分專項的實施不但牽引了我國民用遙感技術的發(fā)展，還培育著我國的衛(wèi)星數(shù)據(jù)應用市場。

近年來，國內(nèi)市場上國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)的價格大幅度降低，我國的16米數(shù)據(jù)已全部替代進口，2米/8米數(shù)據(jù)自給率達到80%以上，1米/4米數(shù)據(jù)部分替代進口數(shù)據(jù)，分辨率低于2米的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)已基本退出國內(nèi)市場。

同時，高分專項已成為我國民用航天國際合作的重要抓手和支撐，為“一帶一路”空間信息走廊建設與應用工程、亞太空間合作組織多任務小衛(wèi)星星座、金磚五國遙感衛(wèi)星星座等項目建設奠定了堅實的基礎，大力推動了我國航天“走出去”戰(zhàn)略的實施。

這些都再次印證了，重大航天工程所帶來的社會和經(jīng)濟效益是非常可觀的，不想被敲竹杠、要當領頭羊，核心技術就必須要掌握在自己手里。