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最后更新时间 - 责任编辑 - 唐莹芯 [手机看新闻][字号 大 中 小][打印本稿]

高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)自2010年批准启动实施以来,高分一号、二号、三号、四号、五号、六号卫星已成功发射,数据源不断丰富。目前可涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分数据型谱基本形成,与其他民用卫星遥感数据相配合,为高分遥感应用奠定了坚实基础。

 

前不久,北京世园会举行,在现场,烈日高温也难挡游客们参观的热情。而在网络上,由我国高分六号卫星传回的从太空拍下的世园会高清美图,迅速成为“网红”。

经过近10年发展,高分专项卫星数据已广泛应用于20个行业、30个省区,在国土、环保、农业、林业、测绘等领域应用中取得了重要成果。高分专项还设立了30个省级高分数据与应用中心,取得了一大批应用成果,为促进区域经济发展、提升地方政府现代化治理能力等提供了服务支撑。

今年底,我国还将发射高分七号卫星,届时将全部完成天基系统的建设,高分专项建设重点将转向应用体系建设上。

  中国航天高分五号卫星试验队全体合影。 (资料图片)

太空摄影师“看得细”也“看得宽”

作为我国十六个科技重大专项之一,高分专项是对地观测的“天眼工程”,是服务经济建设和社会发展的应用工程。

2013年12月30日,中国高分辨率对地观测系统首颗卫星——高分一号正式投入使用,迅速在环境保护、灾害监测、精准农业信息服务、国土资源调查监测等方面发挥重要作用。

通俗地讲,高分一号被看作“太空摄影师”,它携带的摄像机可以实现2米、8米、16米三种分辨率的拍摄,使得高分一号既有广度,也有精度,实现了在小卫星上中高分辨率和宽幅成像能力的结合。

高分一号最大的特点就是解决了遥感卫星“看得细”与“看得宽”的矛盾。特别是这颗卫星在800公里幅宽的观测在世界同类卫星中的指标最高,意味着它可以在4天内将整个地球看一遍。800公里的幅宽也让高分一号在民用领域有更广阔的应用前景。

2014年8月,在云南鲁甸地震抗震救灾中,高分一号和国内外其他17颗遥感卫星“合作”,获取大量震区卫星影像数据,发现多处滑坡、崩塌、崩滑体和泥石流。专家们利用高分一号震前和震后拍摄的遥感影像,对牛栏江堰塞湖水面变化进行监测,为抗震救灾提供技术支持,为国家搜救中心及时了解灾情、疏通中断道路等提供了重要信息参考。

不仅在国内遥感应用领域大显身手,高分一号卫星还促进了国际合作。中国国家航天局曾应亚太空间组织的请求,及时向巴基斯坦提供了该国地震灾区高分一号卫星的影像数据。通过国际合作,我国遥感应用也获得了更丰富的数据资源。

太空“照相机”助力海陆实时监测

做好应用大文章,始终是高分专项工程的出发点和落脚点。

据统计,我国约70%的灾害是台风、风暴潮、地震、洪涝和泥石流等,而以往我国仅能使用大量国外微波遥感成像卫星提供的高分辨率图像数据,国家气象局、国家海洋局等部门非常迫切希望高分三号卫星尽早发挥作用。2016年8月10日,我国高分三号卫星发射成功,它是高分专项“天眼工程”中唯一一颗雷达星。

高分三号卫星具有高分辨率、大成像幅宽、多成像模式、长寿命运行等特点,能够全天候和全天时实现全球海洋和陆地信息的监视监测,并通过左右姿态机动扩大对地观测范围、提升快速响应能力,为国家海洋局、民政部、水利部、中国气象局等用户部门提供了高质量和高精度的稳定观测数据,有效改变我国高分辨率SAR图像依赖进口的现状,对海洋强国和“一带一路”建设具有重大意义。

与前几颗低轨遥感卫星不同,高分四号卫星运行于距离地面3.6万公里的地球同步轨道上,在当时,它是中国首颗,也是世界唯一一颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星。高分四号卫星相当于一部多功能照相机,可对中国及周边任意区域进行长时间“凝视”,并以分钟级间隔进行高频率拍摄,对目标区域实时监测。

正是由于高分四号的出色本领,使得它在灾害监测方面具有不可替代的作用,比如在50米分辨率就可以看清森林火灾,对于寻找林火火源,对于地震灾害都可以第一时间发现。

太空“普查员”精准服务农业生产

每种物质都具有自身独特的光谱特征,如同人的“指纹”。而高光谱观测卫星可以精准识别物质的“指纹”。作为全球首颗大气和陆地综合高光谱观测卫星,高分五号卫星“上可看大气、中可观地表、下可探地矿”,兼有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率、高定标精度的优势。目前,它已在大气、水、生态环境监测、全球气候变化研究等方面提供定量化高精度遥感数据,成为推动我国环境污染防治的有力手段,大大提升了我国在全球环境治理体系中的话语权和影响力。

据高分五号卫星抓总研制单位航天科技集团八院介绍,在大气污染方面,高分五号卫星能够精确感知雾霾、臭氧、二氧化氮、二氧化硫等大气主要污染物的分布、变化和运输过程,让污染气体无处遁形。在温室气体方面,高分五号卫星能够敏锐感知二氧化碳、甲烷等温室气体的行踪,追溯其起源并预测其“旅行”轨迹,有效支撑全球变暖等热点问题研究,为节能减排、环境外交决策等提供建议。在水污染方面,高分五号卫星能准确鉴别饮用水水源地、重点湖库的水质情况,及时跟踪内陆水体蓝藻、绿藻、黄藻等藻类污染物的生长变化,为水体保护和污染防治提供解决方案。

高分六号卫星如同一个机智敏感的普查员,是高分专项天基系统中兼顾普查与详查能力、具有高度机动灵活性的高分辨率光学卫星,也是我国首颗精准农业观测的高分卫星,其高分辨率已达到国际领先水平。它与高分一号卫星组网实现了对我国陆地区域2天的重访观测,极大提高了遥感数据的获取规模和时效,有效弥补了国内外已有中高空间分辨率多光谱卫星资源的不足。

据高分六号卫星抓总研制单位中国空间技术研究院介绍,该卫星在轨测试期间,已为安徽、河南受灾农作物损失评估、全国秋播作物面积监测、大气环境监测等提供了数据保障;并为2018年6月份大兴安岭森林火灾、10月份至11月份金沙江白格滑坡堰塞湖以及雅鲁藏布江米林滑坡堰塞湖、9月份印度尼西亚海啸等国内外重特大灾害及时提供了应急观测服务。

根据我国空间基础设施规划,2022年前,我国还将发射3颗高分专项卫星,共同组成天基环境综合监测“一张网”。该系统通过多星组网,多载荷协同工作,将实现监测效率和监测能力的成倍提升;同时,通过增加主动探测手段,实现主被动融合观测,将进一步提升监测自由度和数据精度,为用户提供更具时效性、更高精度、更全维度的优质数据资源,在环境治理、国土资源勘测、气候变化研究、防灾减灾、农业和林业监测等方面,也将发挥更加重要的作用。 (经济日报-中国经济网记者 姜天骄)

  【建设者说】

“高分三号”如何震惊世界

高分三号卫星总指挥兼总设计师 张庆君

在高分三号之前,我是搞神舟飞船的。卫星对我而言是一项全新的挑战。作为高分专项中唯一一颗采用合成孔径雷达(SAR)的民用卫星,高分三号在技术上的复杂性让世界上许多遥感专家感到惊讶。

高分三号是我国首颗C波段、多极化的合成孔径雷达卫星,也是迄今为止世界上成像模式最多的合成孔径雷达卫星。多极化是其技术上的难点之一,由于通道数据比单极化系统更为复杂,导致收发信号的仪器研制、信号通道隔离的研制难度加大。

系统的稳定性是对高分三号极大的考验。高分三号卫星载荷是脉冲工作,工作时功率达到15000瓦,不工作时1000瓦左右。大范围的功率波动,却不能对整星供电母线造成扰动,这区别于以前的光学和微波卫星。

为了解决这一问题,我和团队研究人员经过长时间讨论后,决定从大容量电容器的国产化自主研制入手。在此之前我对电容器没有深入的了解,只能硬着头皮边学边干。2014年上半年,我带领团队终于敲定生产厂家,以研发和应用验证同步进行的方式解决了这个问题。

创新就是要常学常新。多年来,我养成了在工作中学习、在工作中创新的习惯。我曾任神舟飞船副总设计师,主持研制了我国首颗民用高分辨率遥感卫星“资源一号”、首颗海洋动力环境卫星“海洋二号”、首颗C波段多极化合成孔径雷达卫星“高分三号”……不断变化的工作岗位督促我不断拓宽自己的知识面,使我的知识储备也从载人航天拓展到卫星遥感,从学电到现在光、机、电、热都要深入学习了解。

科学无止境,探索不能停。作为一名航天人,我会继续为服务国民经济建设,服务人民大众生活和国防建设,不断学习,勇攀高峰。

(责任编辑:刘江)


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