11月3日，由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國(guó)空間技術(shù)研究院抓總研制的高分七號(hào)衛(wèi)星，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空并取得圓滿成功。作為我國(guó)首顆亞米級(jí)民用光學(xué)立體測(cè)繪衛(wèi)星，“高分七號(hào)”能在太空中拍攝出高精度3D立體大片，為中國(guó)乃至全球的地形地貌畫出一幅誤差在1米以內(nèi)的立體地圖。

　　“高分七號(hào)”其實(shí)是衛(wèi)星“小弟”，在它的前面，還有多位同“輩分”的衛(wèi)星大哥。通過(guò)“高分專項(xiàng)”系列衛(wèi)星，我們離“坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河”的夢(mèng)想又前進(jìn)了一大步。揚(yáng)子晚報(bào)記者特邀南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院聞新教授，為您系統(tǒng)講解“高分家族”里的7個(gè)“葫蘆娃”。 揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾?楊甜子

　　高分一號(hào)

　　發(fā)射時(shí)間：2013年4月26日 “太空攝影師” 讓地球有了高清照片

　　高分家族的7個(gè)“葫蘆娃”中，“高分一號(hào)”無(wú)疑是年齡最大的老大哥。2013年，“高分一號(hào)”便“乘坐”長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭進(jìn)入太空，成為我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的首發(fā)星，自此揭開了給地球拍攝“高清照片”的序幕。

　　“高分一號(hào)”攜帶的攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)2米、8米、16米三種分辨率的拍攝，既有廣度，也有精度，實(shí)現(xiàn)了在衛(wèi)星上中、高分辨率和寬幅成像能力的結(jié)合。“高分”衛(wèi)星在太空中到底是按照什么路線飛行？聞新教授向記者展示了一張圖片，描繪了衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的星下點(diǎn)軌跡。其軌跡將地球“平分”為若干個(gè)可視區(qū)域，“高分”衛(wèi)星可以拍攝到運(yùn)動(dòng)軌跡路線上的地球圖像，但存在著訪問(wèn)時(shí)間周期和空間周期較大的問(wèn)題。根據(jù)已經(jīng)公開的數(shù)據(jù)，高分一號(hào)的觀測(cè)幅寬為800公里，可以在4天內(nèi)將整個(gè)地球看一圈。

　　不同于人類拍攝照片時(shí)的“咔嚓”一聲后“立等可取”的成像模式，“高分”衛(wèi)星給地球拍攝高清照片其實(shí)是由一組組的數(shù)據(jù)組成的，工作人員通過(guò)接收到衛(wèi)星傳回地面的數(shù)據(jù)，再像解讀“電報(bào)密碼”一樣進(jìn)行編譯和組合，最終便能誕生出地球的高清照片。

　　高分二號(hào)

　　發(fā)射時(shí)間：2014年8月19日 “視力”提升 實(shí)現(xiàn)空間分辨率0.8米

　　“高分一號(hào)”在天上孤零零的工作了一年之后，終于迎來(lái)了自己的小伙伴“高分二號(hào)”。2014年8月19日，“高分二號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射，成為我國(guó)自主研制的首顆空間分辨率優(yōu)于1米的民用光學(xué)遙感衛(wèi)星。

　　和“高分一號(hào)”相比，“高分二號(hào)”對(duì)于地球的“觸感”靈敏了不少，它具有亞米級(jí)空間分辨率、高定位精度和快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力等特點(diǎn)，有效地提升了衛(wèi)星綜合觀測(cè)效能。通過(guò)和“高分一號(hào)”的搭配使用，可以實(shí)現(xiàn)空間分辨率0.8米的“鷹眼”效果。

　　“這里的0.8米可以視作是一個(gè)‘識(shí)別距離’。”為了方便讀者理解，聞新教授舉了個(gè)例子。“假設(shè)兩個(gè)人平行站著，兩人之間的距離小于80厘米，那么從太空中遠(yuǎn)遠(yuǎn)望過(guò)去，這兩個(gè)人會(huì)被誤認(rèn)為是一個(gè)人。但兩人的距離只要大于80厘米，那么‘高分二號(hào)’便能在距離你600公里外的太空清晰地看到，‘嘿，南京的漢中門大街上，有兩個(gè)人正準(zhǔn)備過(guò)馬路呢。’”

　　高分三號(hào)

　　發(fā)射時(shí)間：2016年8月10日 無(wú)論刮風(fēng)下雨、白天黑夜 都能隨時(shí)成像

　　2016年8月10日，“高分三號(hào)”衛(wèi)星成功升入太空，作為一顆微波雷達(dá)成像的遙感衛(wèi)星，“高分三號(hào)”最大特點(diǎn)是具備全天時(shí)、全天候成像能力，不管白天、黑夜、晴空、雷雨，都可以隨時(shí)成像。

　　高分三號(hào)衛(wèi)星在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上進(jìn)行了全面優(yōu)化，具有高分辨率、大成像幅寬、多成像模式、長(zhǎng)壽命運(yùn)行等特點(diǎn)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)國(guó)際同類衛(wèi)星水平。

　　高分三號(hào)衛(wèi)星具備12種成像模式，是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星。衛(wèi)星成像幅寬大，與高空間分辨率優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，既能實(shí)現(xiàn)大范圍普查，也能詳查特定區(qū)域，可滿足不同用戶對(duì)不同目標(biāo)成像的需求。甚至能探測(cè)到地球上亞米級(jí)的地面沉降。此外，高分三號(hào)衛(wèi)星還是我國(guó)首顆設(shè)計(jì)使用壽命8年的低軌遙感衛(wèi)星，能為用戶提供長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐服務(wù)，大幅提升了衛(wèi)星系統(tǒng)效益。

　　高分四號(hào)

　　發(fā)射時(shí)間：2016年6月13日 彌補(bǔ)低軌遙感衛(wèi)星的不足

　　2015年升空的“高分四號(hào)”和前三位好動(dòng)的“兄弟”不同，它和地球的狀態(tài)是相對(duì)靜止的，“站”在距離地球36000公里以外的地球靜止軌道上，通過(guò)指向控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國(guó)及周邊地區(qū)觀測(cè)。2016年，“高分四號(hào)”衛(wèi)星還在氣象觀測(cè)中派上了大用場(chǎng)。它實(shí)現(xiàn)了對(duì)于臺(tái)風(fēng)“妮妲”的秒級(jí)觀測(cè)，觀測(cè)到臺(tái)風(fēng)眼區(qū)精細(xì)化結(jié)構(gòu)特征、云系內(nèi)中小尺度對(duì)流的演變特征，為提升臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提供重要參考。

　　聞新教授告訴記者，“高分四號(hào)”與高分一至三號(hào)之間形成了“高低搭配，干活不累”的局面，一號(hào)至三號(hào)衛(wèi)星都屬于低軌遙感衛(wèi)星，具有空間分辨率高、看得更清楚的特點(diǎn)，但一次成像觀測(cè)視野較小，對(duì)固定區(qū)域重訪所需周期較長(zhǎng)，時(shí)間分辨率較低。而高軌遙感衛(wèi)星“高分四號(hào)”恰恰可以彌補(bǔ)低軌遙感衛(wèi)星的不足，兩者結(jié)合發(fā)揮出更大效益。

　　高分五號(hào)

　　發(fā)射時(shí)間：2018年5月9日 監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境 助力“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”

　　2018年5月，“高分五號(hào)”衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。“高分五號(hào)”衛(wèi)星的職能和前幾顆相比相對(duì)有所轉(zhuǎn)移，作為一顆高光譜分辨衛(wèi)星，“高分五號(hào)”攜帶了四個(gè)大氣環(huán)境探測(cè)載荷“上天”，主要負(fù)責(zé)對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)我國(guó)大氣污染狀況。

　　其中，大氣痕量氣體差分吸收光譜儀可用于空氣質(zhì)量變化監(jiān)測(cè)，分析各種排放對(duì)大氣成分和全球氣候變化的影響。大氣主要溫室氣體監(jiān)測(cè)儀可用于區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)，以及全球溫室氣體“源”分析。大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀能支持高精度大氣校正、全球氣候變化研究等。大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測(cè)儀能分析痕量氣體、溫室氣體的垂直分布信息，開展氣候變化研究。

　　聞新告訴記者，過(guò)去，我國(guó)對(duì)污染氣體和溫室氣體的監(jiān)測(cè)主要依靠美國(guó)和歐洲的衛(wèi)星，高分五號(hào)發(fā)射后，大大緩解了對(duì)國(guó)外數(shù)據(jù)的依賴。

　　高分六號(hào)

　　發(fā)射時(shí)間：2018年6月2日 負(fù)責(zé)給農(nóng)林業(yè)“查戶口” 觀測(cè)影像顏色更多彩

　　“高分六號(hào)”的發(fā)射時(shí)間和“高分五號(hào)”非常接近，在“高分五號(hào)”升空后一個(gè)月，“高分六號(hào)”也抓緊時(shí)間來(lái)到了太空中。“高分六號(hào)” 搭載2個(gè)大幅寬光學(xué)相機(jī)，并為寬幅相機(jī)新增了4個(gè)波段，主要任務(wù)是對(duì)農(nóng)業(yè)和林業(yè)進(jìn)行觀測(cè)，面向農(nóng)業(yè)農(nóng)村、林業(yè)和防災(zāi)減災(zāi)等應(yīng)用。

　　聞新告訴記者，“高分六號(hào)”攜帶的寬幅相機(jī)“波段增加”的含義，通俗理解便在于成像顏色的增加。比起過(guò)往的“高分”系列衛(wèi)星單色成像的特點(diǎn)，“高分六號(hào)”衛(wèi)星對(duì)于農(nóng)林業(yè)的觀測(cè)影像顏色更加豐富多彩，增強(qiáng)了不同地表覆蓋、不同作物類型、不同生長(zhǎng)狀態(tài)之間的差異識(shí)別能力，監(jiān)測(cè)精度也有提高。

　　高分七號(hào)

　　發(fā)射時(shí)間：2019年11月3日 “視力”驚人 定位精準(zhǔn)到鄉(xiāng)間小路

　　“高分七號(hào)”是高分系列衛(wèi)星中測(cè)圖精度要求最高的科研型衛(wèi)星，擁有極好的“視力”。進(jìn)入太空后，它將會(huì)在地球上空36000公里的高度飛行，但依然能將地球上的“一舉一動(dòng)”看得一清二楚。

　　聞新告訴記者，給測(cè)繪衛(wèi)星“測(cè)視力”也有一張“視力表”，衛(wèi)星的繪圖比例尺就是他們的“視力”。高分七號(hào)可以實(shí)現(xiàn)民用1：10000比例尺立體測(cè)圖，而過(guò)往的衛(wèi)星，可以實(shí)現(xiàn)的立體測(cè)圖比例尺為1：5000或者其他。這就好比過(guò)往的衛(wèi)星只能在地球這張巨大的“視力表”上看到高速公路或是國(guó)道，然后進(jìn)行定位。但“高分七號(hào)”則可以精準(zhǔn)地看到更為窄小的鄉(xiāng)間小路。

　　成像立體，效果“裸眼3D”

　　幫助“高分七號(hào)”提高視力的，是搭載高分七號(hào)“上天”的多臺(tái)有效載荷，也就是通俗意義上的“照相機(jī)”，它們分別是雙線陣立體相機(jī)、激光測(cè)高儀等。這些“照相機(jī)”帶給“高分七號(hào)”的變化，不僅是視力的提升，還有繪圖質(zhì)量的提高。聞新告訴記者，通過(guò)這些有效載荷，“高分七號(hào)”突破了亞米級(jí)立體測(cè)繪相機(jī)技術(shù)，能夠獲取高空間分辨率光學(xué)立體觀測(cè)數(shù)據(jù)和高精度激光測(cè)高數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得出的測(cè)繪“照片”，精度高，信息準(zhǔn)確，更重要的是成像立體，而且達(dá)到了亞米級(jí)的空間分辨率，拍出來(lái)的“照片”是“裸眼3D效果”，完全是立體大片了。

　　●“高分”的全稱是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)，它在網(wǎng)絡(luò)上被親切地稱為“中國(guó)人自己的全球觀測(cè)系統(tǒng)”。

　　●高分專項(xiàng)目標(biāo)是建設(shè)基于衛(wèi)星、平流層飛艇和飛機(jī)的高分辨率對(duì)地?cái)?shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，將與其他觀測(cè)手段結(jié)合，形成全天候、全天時(shí)、全球覆蓋的對(duì)地觀測(cè)能力。

　　什么是“高分”

　　“高分”告訴你

　　大興機(jī)場(chǎng)這樣振翅起飛

　　圖片來(lái)源：中國(guó)高分觀測(cè)公眾號(hào)

　　關(guān)于“高分家族”，還有這些秘密——

　　家族龐大，不止“七個(gè)葫蘆娃”

　　雖然大家見到的“高分”衛(wèi)星，序號(hào)排到了七號(hào)，但“高分家族”其實(shí)并不止這“七個(gè)葫蘆娃”，還有已經(jīng)升空的高分十號(hào)、高分十一號(hào)、高分十二號(hào)。聞新教授介紹，高分專項(xiàng)工程是中國(guó)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)的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一。

　　高分一號(hào)到七號(hào)順利升空后，在天空中形成了全方位保駕護(hù)航的“天眼”模式，可以涵蓋不同空間分辨率、不同覆蓋寬度、不同譜段、不同重訪周期的高分?jǐn)?shù)據(jù)型譜基本形成，與其他民用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)相配合，為高分遙感應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。據(jù)悉，經(jīng)過(guò)近10年發(fā)展，高分專項(xiàng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)已在國(guó)土、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、測(cè)繪等領(lǐng)域應(yīng)用中取得了重要成果。高分專項(xiàng)工程還設(shè)立了30個(gè)省級(jí)高分?jǐn)?shù)據(jù)與應(yīng)用中心，取得了一大批應(yīng)用成果，為促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升地方政府現(xiàn)代化治理能力等提供了服務(wù)支撐。

　　陸海空對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)明年建成

　　迄今，高分?jǐn)?shù)據(jù)在20余個(gè)行業(yè)中應(yīng)用，已成為相關(guān)部門主體業(yè)務(wù)不可或缺的手段及各級(jí)政府治理結(jié)構(gòu)和治理體系的重要支撐，很大程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外同類型衛(wèi)星數(shù)據(jù)替代。后續(xù)，高分專項(xiàng)工程重心將進(jìn)一步聚焦應(yīng)用。到2020年，將建成先進(jìn)的陸地、大氣、海洋對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、資源環(huán)境、公共安全等重要領(lǐng)域提供服務(wù)，確保掌握信息資源自主權(quán)，促進(jìn)形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。

　　●最新進(jìn)展

　　高分十二號(hào)衛(wèi)星入軌

　　11月28日7時(shí)52分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功將高分十二號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。高分十二號(hào)衛(wèi)星的地面像元分辨率最高可達(dá)亞米級(jí)，主要用于國(guó)土普查、城市規(guī)劃、土地確權(quán)、路網(wǎng)設(shè)計(jì)、農(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域，可為“一帶一路”建設(shè)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)提供信息保障。

　　專家釋疑

　　Q：高分“葫蘆娃”在太空中各司其職，那么豈不是測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)射得越多，能看得越清楚？

　　A：就像馬路上會(huì)用黃線區(qū)分開人行道和機(jī)動(dòng)車道一樣，太空中的衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)時(shí)也有自己的“行車道”。要是同一“車道”里的衛(wèi)星超過(guò)一定的數(shù)量，那么勢(shì)必會(huì)加大“碰撞”風(fēng)險(xiǎn)。一定數(shù)量下的測(cè)繪衛(wèi)星的確可以讓拍攝出的圖片更加清晰，但一旦數(shù)量過(guò)多，為了避免“碰撞”，那么衛(wèi)星設(shè)計(jì)和衛(wèi)星維護(hù)的成本將更高。

　　Q：高分系列衛(wèi)星的視力如此驚人，會(huì)不會(huì)拍攝到我們的生活日常？會(huì)泄露隱私信息嗎？

　　A：目前人造衛(wèi)星還沒(méi)有能力實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別的功能，但對(duì)于地圖測(cè)繪，我國(guó)有法條明令，2016年1月1日起執(zhí)行的《地圖管理?xiàng)l例》第三十五條規(guī)定，互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)單位收集、使用用戶個(gè)人信息的，應(yīng)當(dāng)明示收集、使用信息的目的、方式和范圍，并經(jīng)用戶同意。互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)單位需要收集、使用用戶個(gè)人信息的，應(yīng)當(dāng)公開收集、使用規(guī)則，不得泄露、篡改、出售或者非法向他人提供用戶的個(gè)人信息。互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)單位應(yīng)當(dāng)采取技術(shù)措施和其他必要措施，防止用戶的個(gè)人信息泄露、丟失。

　　Q：衛(wèi)星都有一定的“壽命”，“壽終正寢”后衛(wèi)星會(huì)去向何方？

　　A：太空垃圾的“歸屬地”基本都在南太平洋。這里是規(guī)定的“衛(wèi)星墳場(chǎng)”。達(dá)到工作年限后，衛(wèi)星會(huì)自動(dòng)開啟銷毀程序，直奔這里。此前我國(guó)發(fā)射的天宮一號(hào)等飛行器，也是落在南太平洋。衛(wèi)星從太空墜落，進(jìn)入大氣層就會(huì)因?yàn)榕c大氣摩擦產(chǎn)生熱量，然后爆炸解體產(chǎn)生碎片，一部分小的碎片會(huì)在大氣中燒蝕，另一些大的碎片會(huì)落入到南太平洋。

　　Q：高分衛(wèi)星傳回的數(shù)據(jù)，我們能看到嗎？

　　A：能！在11月4日至9日地球觀測(cè)組織（Group on Earth Observations，GEO）2019年會(huì)議周上，中國(guó)國(guó)家航天局推出了“中國(guó)國(guó)家航天局高分衛(wèi)星16米數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)（CNSA-GEO平臺(tái)）”，發(fā)布了相關(guān)數(shù)據(jù)政策，宣布正式將中國(guó)高分16米數(shù)據(jù)對(duì)外開放共享。通過(guò)平臺(tái)公布的衛(wèi)星圖像，大家可以更直觀地了解什么是燕山山脈、華北平原、長(zhǎng)江三角洲，甚至可以找找你家大概在什么位置，看看周邊的環(huán)境。