各懷絕技的“高分”家族

“高分”家族知多少

自古以來，我們一直夢想著進一步了解地球和浩瀚的地外空間，由于肉眼觀測距離有限，我們發(fā)明了很多高科技觀測設(shè)備，“高分”家族就是其中一員。

遙感衛(wèi)星大家族

“高分”家族屬于遙感衛(wèi)星大家族。遙感衛(wèi)星是一種通過遙感技術(shù)獲取目標(biāo)物信息的衛(wèi)星，可以在遠距離、不直接接觸目標(biāo)物的情況下，通過接收目標(biāo)物的反射或輻射電磁波獲取相關(guān)信息。遙感衛(wèi)星一誕生就受到很多國家青睞并被廣泛應(yīng)用。目前，我國在太空中部署的遙感衛(wèi)星已超過200顆，它們在生態(tài)環(huán)境治理、農(nóng)田保護、應(yīng)急搶險等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，是我們觀測地球的得力幫手。

視力超群

2010年，我國確定了16個重大科技專項，其中一項名為“高分辨率對地觀測系統(tǒng)”，其目標(biāo)是實現(xiàn)對地球全覆蓋觀測。達成這一目標(biāo)需要很多高科技設(shè)備共同努力，高分衛(wèi)星就是其中之一。需要說明的是，高分衛(wèi)星中的“高分”指的不是高分數(shù)而是高分辨率，分辨率越高看得越清楚，所以從名字上就能看出高分衛(wèi)星視力超群。隨著項目批準實施，高分衛(wèi)星的研制工作被提上了日程。在科學(xué)家的努力下，“高分”家族的首位成員——高分一號在2013年成功發(fā)射升空。

“高分”家族的優(yōu)秀代表

從高分一號成功發(fā)射至今，已有多位“高分”家族成員進入太空，為觀測地球作了貢獻。

高分一號

2013年4月，在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，高分一號搭乘長征二號丁運載火箭一飛沖天，開啟了地球遙感探測之旅。作為我國首顆高分辨率對地觀測衛(wèi)星，高分一號有很多優(yōu)點。

視力好

高分一號搭載了兩款相機，一款為2米分辨率全色相機，可進行高分辨率精確彩色測繪；另一款為16米分辨率多光譜相機，可對800千米范圍內(nèi)的地面進行測繪，一幀畫面即可覆蓋640000平方千米范圍。這一雙“千里眼”讓高分一號可以更清晰地觀測地球。

傳輸快

衛(wèi)星在太空工作，不僅觀測能力要強，還要及時傳輸觀測數(shù)據(jù)。高分一號在信息傳輸方面表現(xiàn)也很優(yōu)秀，它的傳輸能力為2×450Mbp，能夠滿足大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求。

用途廣

高分一號在投入使用后，已經(jīng)在國土資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)管理、環(huán)境監(jiān)測等多個領(lǐng)域一顯身手，成為遙感衛(wèi)星領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星。在一些突發(fā)事件中，我們也能看到高分一號的身影：2014年馬航MH370失聯(lián)后，高分一號就曾臨危受命，為海上搜救工作提供技術(shù)支持。

高分二號

在高分一號成功發(fā)射一年后，高分二號在我國太原衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空。高分二號是我國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，組成這顆衛(wèi)星的10多個分系統(tǒng)、200多臺設(shè)備幾乎都是我國制造的，國產(chǎn)化率高達98%。高分二號搭載了兩臺全色多光譜相機，其中一臺觀測精度為0.8米級，另一臺的幅寬為45米。在它們的幫助下，高分二號在森林資源調(diào)查、交通路網(wǎng)規(guī)劃、資源環(huán)境監(jiān)測等方面表現(xiàn)非常優(yōu)異，一舉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。

高分三號

2016年8月，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)星高分三號發(fā)射升空，作為“高分”家族新一代成員，它有不少獨門絕技。

不畏浮云遮望眼

和家族里的其他光學(xué)遙感衛(wèi)星不同，高分三號是通過雷達成像的微波遙感衛(wèi)星，這使得它不需要借助光線，無論刮風(fēng)下雨、白天黑夜，都能提供成像服務(wù)，真正做到了“不畏浮云遮望眼”。在出現(xiàn)地震、滑坡、洪澇等自然災(zāi)害，光學(xué)遙感衛(wèi)星因為氣象條件惡劣成像效果不理想時，高分三號可以大顯身手，提供高分辨率圖像。

觀測海洋，更具優(yōu)勢

海洋是人類生存發(fā)展的重要戰(zhàn)略空間，科學(xué)家一直在探索海洋，高分三號能給科學(xué)家提供很大幫助。一方面，高分三號采用的C頻段比較適合探測海洋；另一方面，高分三號還能提供海洋風(fēng)暴潮、海冰、綠潮等的相關(guān)信息，在海洋減災(zāi)領(lǐng)域發(fā)揮作用。

全能多面手

高分三號擁有12種工作模式，不論是精細條帶、超精細條帶工作模式，還是窄幅、寬幅掃描模式，抑或是全球觀測模式等，它都很擅長，既擁有大視野，又能聚焦特定地點，在觀測方面是妥妥的全能多面手。

壽命長

壽命長同樣是高分三號的一大優(yōu)勢。高分三號在軌設(shè)計壽命達8年，在國際遙感衛(wèi)星大家庭里處于領(lǐng)先地位。值得一提的是，高分三號還有出眾的連續(xù)成像能力，最長單次連續(xù)成像工作時長近1個小時，遠超很多同類衛(wèi)星。

高分四號

2015年12月29日，高分四號在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，為我國“十二五”航天發(fā)射任務(wù)畫上了圓滿的句號。高分四號與前輩們最大的區(qū)別在于工作地點。“高分”家族之前的成員都在距離地球較近的太陽同步軌道工作，高分四號則位于距離地球較遠的地球同步軌道，而且它所在的軌道為地球靜止軌道。在這條軌道上運行的衛(wèi)星繞地球運行的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，因此，從地面上看，衛(wèi)星就好像是靜止的。

距離地球更遠使得高分四號的視野更寬廣，其觀測范圍可覆蓋地球表面的1/3。由于位于地球靜止軌道，高分四號不受測控弧段和數(shù)傳弧段影響，可實現(xiàn)近實時的應(yīng)急任務(wù)響應(yīng)。值得一提的是，高分四號雖然距離地球較遠，但在高科技設(shè)備的幫助下，它成像的分辨率依舊很高。

高分四號投入使用以后，在林業(yè)災(zāi)害監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、氣象預(yù)報等領(lǐng)域作了很多貢獻。比如對超強臺風(fēng)“尼伯特”進行應(yīng)急成像，持續(xù)觀測臺風(fēng)天氣過程演變；為G20杭州峰會提供精準的天氣預(yù)報服務(wù)；對太湖流域、長江中下游沿岸、淮河流域等地開展洪澇災(zāi)害監(jiān)測評估等。

高分五號與高分六號

2018年，高分五號、高分六號正式投入使用。高分五號是環(huán)境專用衛(wèi)星，搭載了大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、主要溫室氣體探測儀、大氣多角度偏振探測儀、大氣環(huán)境紅外甚高分辨率探測儀等6臺設(shè)備，可對二氧化硫、二氧化氮、甲烷、陸地植被等多個環(huán)境要素進行監(jiān)測。投入使用后，高分五號為全球臭氧總量分布、南極臭氧空洞、我國中東部地區(qū)氣溶膠的分布等提供了寶貴的觀測數(shù)據(jù)。

高分六號是我國首顆可精準開展農(nóng)業(yè)觀測的高分衛(wèi)星，它與高分一號類似，擁有高分辨率和寬覆蓋相結(jié)合的成像能力。高分六號在進入工作崗位后，與高分一號合作，實現(xiàn)了大范圍遙感數(shù)據(jù)的快速獲取和高效利用，大幅提升了我國對農(nóng)業(yè)、林業(yè)等資源的監(jiān)測能力，為生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興、防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)等作了重大貢獻。

高分七號

高分七號是我國自主研發(fā)的首顆亞米級高分辨率光學(xué)傳輸型立體測繪衛(wèi)星，相比于以往的遙感衛(wèi)星，高分七號能夠更精確地定位，識別更多細節(jié)。打個比方，以往我們借助遙感衛(wèi)星只能定位高速公路和國道，而在高分七號投入使用后，一些不知名的鄉(xiāng)間小路也能被精確定位。

高分七號能如此精確地定位，兩臺高科技設(shè)備功不可沒。

雙線陣相機

高分七號攜帶的雙線陣相機是我國首臺長焦距、大口徑、無畸變測繪相機，地面像元分辨率優(yōu)于 0.8米，幅寬優(yōu)于20千米。為進一步提升其在軌成像質(zhì)量，工作人員還采用了高幾何穩(wěn)定性光學(xué)系統(tǒng)、柔性支撐、可展開遮光罩等技術(shù)。

雙波束激光測高儀

高分七號攜帶的雙波束激光測高儀可以向目標(biāo)物發(fā)射高能量密度的激光脈沖波束，并通過接收返回的激光脈沖波束獲取目標(biāo)物的高程信息。

高分七號進入工作崗位后，大幅提升了我國遙感衛(wèi)星測繪數(shù)據(jù)的精度，在國土資源調(diào)查、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

高分八號至十四號衛(wèi)星

高分八號至十四號衛(wèi)星都是光學(xué)遙感衛(wèi)星，主要從事國土普查、城市規(guī)劃、土地確權(quán)、路網(wǎng)設(shè)計、農(nóng)作物估產(chǎn)等工作。

高分多模衛(wèi)星

高分多模衛(wèi)星的全稱是高分辨率多模綜合成像衛(wèi)星，也是“高分”家族中的一員。它于2020年7月在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，于2021年12月完成在軌測試總結(jié)評審。作為家族中的后起之秀，高分多模衛(wèi)星有三個突出特點。

絕佳的視力

高分多模衛(wèi)星隨身攜帶的大口徑、長焦距、高分辨率相機讓其擁有了絕佳的視力，可在600多千米外的太空看清地面上汽車的擋風(fēng)玻璃。另外，高分多模衛(wèi)星能拍攝米級分辨率的深藍、藍色、綠色、黃色、紅色等多個譜段的光譜圖像。

移動靈活

和“高分”家族其他的大塊頭成員不同，高分多模衛(wèi)星體態(tài)纖細，可完成同軌多點目標(biāo)成像、同軌多條帶拼幅成像、同軌立體多角度成像、主動推掃成像等多種模式成像，大幅提高圖像獲取效率。

數(shù)據(jù)傳輸快

高分多模衛(wèi)星可同時支持對地高速傳輸和中繼傳輸，數(shù)據(jù)可實時傳輸?shù)降孛?，大大提高了?shù)據(jù)傳輸效率。

憑借這些優(yōu)點，高分多模衛(wèi)星不僅在我國重點區(qū)域自然資源遙感監(jiān)測、災(zāi)害風(fēng)險與應(yīng)急監(jiān)測、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查等領(lǐng)域表現(xiàn)突出，在湯加群島地震等突發(fā)事件中也發(fā)揮了重要作用。

要注意的是，雖然“高分”家族成員排名從一號排到了十四號，還有一顆高分多模衛(wèi)星，但因為有的序號包含多位成員，所以實際成員數(shù)量不止15個。比如，高分一號衛(wèi)星就包括2013年發(fā)射升空的01星和2018年發(fā)射升空的02、03、04星，共計4顆衛(wèi)星。

中國遙感衛(wèi)星地面站

“高分”家族成員能夠?qū)覄?chuàng)佳績，除了自身優(yōu)秀，合作伙伴的功勞也很大，比如在地面默默守護它們的中國遙感衛(wèi)星地面站。

中國遙感衛(wèi)星地面站是我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，也是國際資源衛(wèi)星地面站網(wǎng)的重要成員。它的主要任務(wù)是跟蹤接收衛(wèi)星向地面發(fā)送的無線電波，將衛(wèi)星觀測到的信息以數(shù)據(jù)形式歸檔、處理、分發(fā)及共享，為國家重大需求、重點項目提供數(shù)據(jù)保障。我國目前建有5個遙感衛(wèi)星地面站，它們分別為密云站、喀什站、三亞站、昆明站和北極站。

密云站位于北京市密云區(qū)，于1986年建成啟用，是我國第一個遙感衛(wèi)星地面站。密云站啟用后，我國可以第一時間獲取國際遙感衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，這極大地促進了我國遙感衛(wèi)星事業(yè)的發(fā)展。

喀什站位于新疆喀什，于2008年建成啟用。作為我國最西端的遙感衛(wèi)星地面站，喀什站填補了我國西部民用衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取的空白。

三亞站建在美麗的海濱城市三亞，它使我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)直接獲取能力延伸到南部海疆，解決了我國南海和周邊區(qū)域長期缺乏遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的問題。

昆明站于2016年5月建成啟用，它解決了我國西南及周邊地區(qū)的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)接收問題。

北極站位于瑞典基律納，于2016年12月建成啟用，是我國第一個海外陸地衛(wèi)星接收站。北極站具有全天候、全天時、多種分辨率衛(wèi)星接收能力，提高了我國全球數(shù)據(jù)獲取能力。

中國遙感衛(wèi)星地面站的貢獻

我國的遙感衛(wèi)星地面站具有覆蓋我國全部領(lǐng)土和亞洲70%陸地區(qū)域的衛(wèi)星數(shù)據(jù)實時接收能力以及全球衛(wèi)星數(shù)據(jù)的快速獲取能力。這些遙感衛(wèi)星地面站在災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃等領(lǐng)域取得了突出成果。比如，2010年4月14日，青海玉樹發(fā)生7.1級強烈地震。地震發(fā)生后，遙感衛(wèi)星地面站緊急處理了一批災(zāi)前衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，并以最快速度接收了雷達及光學(xué)衛(wèi)星的最新監(jiān)測數(shù)據(jù)，為災(zāi)情監(jiān)測和分析提供了數(shù)據(jù)保障。2017年8月8日，四川九寨溝發(fā)生7.0級地震。地震發(fā)生后，遙感衛(wèi)星地面站成功接收了衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，及時獲取了衛(wèi)星影像，處理了災(zāi)區(qū)的災(zāi)前存檔數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)向社會共享數(shù)據(jù)，為災(zāi)情監(jiān)測和分析作了貢獻。

除了在國內(nèi)大顯身手，我國遙感衛(wèi)星地面站還通過國家綜合地球觀測數(shù)據(jù)共享平臺為湯加、新西蘭、老撾、印度尼西亞等國家發(fā)生的重大自然災(zāi)害提供了國際災(zāi)害空間信息應(yīng)急援助，得到了相關(guān)國家和國際組織的高度贊揚。

上九天攬月，下五洋捉鱉，是中國人幾千年的夢想。如今，我們借助一項又一項高科技縮短夢想和現(xiàn)實之間的距離。在近20年的工作生涯中，“高分”家族不僅在森林防火搶險、地震救災(zāi)、大氣環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域交出了令人滿意的答卷，在一些我們意想不到的領(lǐng)域也有不錯的表現(xiàn)，比如考古?！案叻帧奔易逶诮z綢之路西端的突尼斯發(fā)現(xiàn)10處古羅馬時期遺存，幫助考古學(xué)家揭開了古羅馬時期有關(guān)軍事防御系統(tǒng)布局和農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的奧秘。

“洞察天地、致廣精微、創(chuàng)新超越、砥礪前行、開放共享、造福人類”，這是一批又一批高分人在拼搏奮斗中形成的高分精神。相信在這種精神的鼓舞下，“高分”家族定會創(chuàng)造更多輝煌，為構(gòu)建人類命運共同體貢獻更多“高分”力量。