登“高”望远：高分系列卫星的视觉秘密

【高分工程专 题 】Ｉ太空探索
遥 感 可 以通过 人 造 地球 卫 星 、航 空 器 等 平 台 上 的遥 测 仪对 地 球 表 面 进 行感 应遥测和资源 管理的监视 ，大到海洋森 林 ，小 至 池塘 草 地 ．疾 如 山火 台 风 ，静 若 矿 山土 壤 ，都 难 逃 它 的 法 眼。 其 中 ， 能 够 作 为 外层 空 间 遥 感平 台 的人 造 卫星 就是 遥 感卫 星 ，而 高分 卫星 则是 其 中 “心 明眼 亮” 的佼佼 者 。
随 着高 分 专 项 工程 的实 施 ，我 国的 高分辨率对地观测技术实现了一个 “从 有 到 好 ” 的 巨 大跨 越 。 国 产 高分 辨 率 遥 感 数 据 的 自给率 大幅 提 高 ，一 大批 高 分 辨率对地观测的重大关键技术实现突破 ， 国家 遥 感 应 用 能 力初 步 形 成 。 那 么 ，高 分 卫 星是 怎样 做 到这 些 的呢？
高 轨 遥 感卫 星 可 弥补 低轨 遥 感 卫 星 的 不 足 ，两 者 结 合使 用 能 发挥 出更 大 效 益 。 在 这 种 需 求 下 ，２０１５年 １２月 高分 四号 卫 星发 射 升 空 ，运 行于 地 球 同 步轨 道 ，成 为观 测地球 的最 高 “太 空眼 ”。
今 年 ５月 ， “高分 五号 ”发射 升空 ， 是 世 界首 颗 实现 对大 气 和 陆地 综 合观 测
洞察秋毫的高分光学卫星
光 学 卫 星 主要 是 卫 星利 用 光 电遥 感 器材对地面拍摄 以获取 图像 ，它主要有 可见光相机、多光谱相机 、超光谱相机 、 多光谱扫描仪和电视摄像机等 ，具有分 辨率 高 的特 点 。
光 学 遥 感是 遥 感科 技 中发 展 最 早 ， 也 是 目前 对 地 观 测 和空 间信 息 领域 中应 用最 广泛 的技 术 手 段 。近 年 来 ， 随着 光 学成像、电子学与空间技术的快速发展 ， 高 空 间 、高 光 谱和 高 时 间 分 辨率 遥 感 不 断取 得 新 突破 ，遥 感 卫 星 数量 也 呈 爆 发 式增长 ，为光学遥感图像处理 与应用发 展创 造 了前所 未 有的机 遇 和广 阔前 景 。
原 来 ，高 分 卫 星 都 属于 高 分辨 率 对 地 观 测遥 感卫 星 。遥 感 ，从字 面 上来 看 ， 可以简单理解为遥远 的感知 ，泛指一切 无接 触 的远 距 离 探 测 、从 现 代 技 术 层面 上讲 ．遥 感 是 一 种应 用探 测 仪 器 ，使 用 空 间运 载 工 具 和 现 代 化 的 电子 、光 学仪 器 ，探测 和识 别 远距 离研 究 对象 的技 术 。
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▲ 高分五号卫星 太阳帆板展 开
的全谱段 高光谱卫星。高光谱遥感是当 前遥 感技 术 的前 沿 领域 ，地 球 上 不 同 的 元素及其化合物都有独特 的光谱特征 ， 光谱因此被视 为辨别物质的 “指纹” ， 是 用 以识 别 和 分 析 不 同物 体 特 征 的 一种 重要 的 “身份 证 ” 。
“高 分 二号 ”是 迄 今我 国空 间分 辨 率最高的民用遥感卫星，它的出现标 志 着 我 国 民用 遥 感 卫 星正 式 跨 入 亚 米级 分 辨 率 时代 ，空 间 分 辨率 优 于 １米 ，幅 宽
大 于 ４５公 里 。 高 分 一 号 、 二 号 运 行 于 近 地 轨 道 ，空 间分 辨 率 高 ，但 对 固 定 区 域重访所需周期较长 ，时间分辨率较低。
通 常 ，遥 感卫 星 可在 轨 道 上 运 行数 年 。而高 分 卫 星 家 族 更是 长 寿 星 ，除 了 高 分 一 号 卫星 和 高 分 二 号卫 星 外 ，其他 高分 卫 星 的设计 寿命 都 能够 达到 ８年 。
遥 感 卫 星 能在 规 定 的 时 间 内覆 盖 整 个 地 球 或 指定 的任 何 区域 ， 当沿地 球 同 步 轨 道 运 行 时 ．它 能连 续 对 地 球 表 面 的 指 定 地域 进 行 遥 感 。遥 感 卫 星 根据 载 荷 遥 感 仪器 的不 同分 为 主动 和 被 动 两 种 。 其 中 ，被 动 遥 感仪 器 直 接 接 收 目标 物 体 发出的红外辐射或反射 的太阳光等 电磁 波信号；主动遥感仪器则通过 自带的辐 射源发射 电磁波 ，然后再接收 目标物体 反射 或散 射 的 电磁波 信号 。
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分 系列卫星 的视觉秘密
诗 瑞
号发射前
今 年 上 半 年 ，高 分 五 号 、六 号 卫星 相 继 升 空 。大 大 提升 了我 国对 地观 测 的 能 力 。 那 么 ，高分 系列 卫 星 有 哪 些 秘 密 呢 ？
怎样才能得 “高分”
“高 分 ”指 的是 高分 辨率 对 地观 测 ， 而 “高分 专 项 ” 则 是 我 国高 分 辨 率 对 地 观 测 系 统 的 重大 工 程 。 高分 专 项 要 建 设 具 备 高 空 间 分辨 率 、高 时 间分 辨率 、高 光 谱 分 辨 率 、高 精 度 观 测 能 力 的 自 主 、 先 进 的 对地 观测 系统 ，并 与其 他 观 测 手 段 结 合 ，形 成具 备 时空 协 调 、全 天 时 、 全 天候 、全 球 观测 能 力的稳 定 运行 系统 。
截 至 目前 ，我 国 发射 的高 分 一 号 、 二号 、四号 、五号 、六号 都属 于光 学卫 星 。 尽 管 看上 去 “杀手 锏” 一 样 ，但 这 五 个 高分 兄 弟各 个身 手不 凡 ，互 有千秋 。
▲ 高 分 四 号 吊装 乔琳 摄
作 为高 分辨 率 对 地 观测 系统 的 首发 星 “高 分 一 号 ” 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 ，分 辨 率 达 到 ２米 ，一 眼 覆 盖 ８００公 里 ，４天 可 看 遍 地 球 ，分 辨 率 和 幅宽 综合 指 标均达 到 世界 先进 水 平 。