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見證技術立院|更精細地感知宇宙

時間:2024年04月03日 信息來源:本站原創(chuàng) 點擊:489 字體:

2017年4月1日,中共中央、國務院印發(fā)通知,決定設立國家級新區(qū)河北雄安新區(qū)。之后,雄安新區(qū)建設如火如荼,至2023年底,累計開發(fā)面積184平方公里,4017棟樓宇拔地而起。由五院抓總研制的高分二號衛(wèi)星搭載的相機拍攝到了相關影像,真實、生動地反映了雄安新區(qū)這些年的變化微信圖片_20240428134141.jpg

▲雄安新區(qū)啟動區(qū)局部變化影像(高分二號衛(wèi)星影像)


在中國空間事業(yè)發(fā)展的“六個成功密碼”的指引下,五院逐步建立了一流的空間光學遙感器設計、制造、檢測、試驗、應用、效能評估體系,主持并參與了多項空間光學遙感領域相關國家重大科技攻關專項及項目,取得了一系列重大突破,推進了遙感理論、技術及應用等方面的進步,是“技術是立院之本”的生動印證。


時至今日,作為我國空間光學遙感事業(yè)的主力軍,五院508所已成功研制了三百余臺/套不同種類的航天相機,使我國空間光學遙感事業(yè)實現(xiàn)了航天相機從膠片型到傳輸型、從低分辨率到高分辨率的跨越,探測范圍從陸地、海洋、大氣向月球、火星、深空不斷延伸,具備了可見、紅外、紫外、高光譜、激光等多種探測手段以及“主被動結合”的復合探測體制,有力支撐了高分辨率對地觀測系統(tǒng)和空間基礎設施等專項工程的實施,滿足國家經(jīng)濟建設、社會發(fā)展等方面對地球觀測信息的需求。


01資源測繪致廣精微

我國陸地觀測衛(wèi)星主要包括資源系列、測繪系列、高分專項系列、自然資源業(yè)務星座等,在農(nóng)、林、畜牧業(yè)等領域應用非常廣泛。


2020年7月3日發(fā)射的高分多模衛(wèi)星,是我國首顆民用分辨率為亞米級、具有多種敏捷成像模式的光學遙感衛(wèi)星。星上搭載了被稱為“太空巨型單反相機”的高分相機具備同軌多點目標成像、同軌多條帶拼幅成像、同軌多角度成像等多種模式切換能力。作為新一代高分辨率9譜段相機,它是我國空間基礎設施項目首發(fā)星的唯一主載荷,是實現(xiàn)我國高分辨率對地觀測能力的重要標志,被廣泛應用于自然資源、生態(tài)環(huán)境、住房和城鄉(xiāng)建設、水利、農(nóng)業(yè)、應急管理等多個行業(yè)領域。


2021年12月26日,5米光學衛(wèi)星02星(資源一號02E衛(wèi)星)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。星上搭載的可見近紅外相機和紅外相機讓衛(wèi)星具備了“廣視、夜視”能力??梢娊t外相機分辨率達全色2.5米、多光譜10米,能看清方圓100多公里的山川湖泊,如同地球的“測量尺”,可實現(xiàn)大中型城市一次性全覆蓋以及多達9個譜段的同時成像。紅外相機堪稱“地表溫度計”,主要負責測量地表溫度,它的成像不依賴太陽,具備“夜視”能力。


與此同時,遙感在我國測繪地理信息領域也在不斷發(fā)展。2012年1月,資源三號01星發(fā)射升空,這是我國首顆自主民用高分辨率立體測繪衛(wèi)星。2015年10月,我國發(fā)布《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015-2025年)》,資源三號02星是規(guī)劃發(fā)布后首顆遙感業(yè)務衛(wèi)星,主要載荷為三線陣相機、多光譜相機和激光測距儀,具有更高的立體影像分辨能力和高程測量精度,與01星組網(wǎng)運行后,進一步提高數(shù)據(jù)分辨率和精度,縮短重訪周期,大大拓展了衛(wèi)星影像的地物分辨能力,進一步豐富和完善衛(wèi)星測繪應用體系。2020年7月25日,資源三號03星成功發(fā)射,星上搭載了三線陣相機、多光譜相機和激光測高儀三臺載荷。其中,三線陣相機由前視、正視、后視三臺拍攝角度不同的相機組成,通過空中三角對被觀測物實現(xiàn)立體成像,呈現(xiàn)更為真切的立體世界,進一步增強了我國獨立獲取空間地理信息的能力,提升我國測繪服務保障水平。同時,資源三號系列3顆衛(wèi)星構建形成測繪衛(wèi)星星座,大大縮短了全球覆蓋周期和重訪周期。


近年來,五院不斷發(fā)展高光譜、超光譜遙感技術,持續(xù)豐富觀測手段,提高觀測效能,支撐技術立院。以2019年11月3日發(fā)射的高分七號衛(wèi)星為例,星上搭載的雙線陣相機可以實現(xiàn)“3D攝影”,是對地球進行立體測量的“游標卡尺”,可高精度地測量地物的平面位置和高度,使我國首次實現(xiàn)了全球1:10000比例尺衛(wèi)星立體測圖,開啟我國自主大比例尺航天測繪新時代。


02海洋遙感測探“藍?!?/p>


大力發(fā)展、廣泛應用海洋衛(wèi)星,是推動海洋強國建設不可或缺的重要技術手段。2002年5月15日,海洋一號衛(wèi)星發(fā)射升空,實現(xiàn)了我國海洋衛(wèi)星“零”的突破,我國廣袤的“藍色疆域”從此有了“天眼”。星上搭載了海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀。2018年9月7日,第三顆海洋水色衛(wèi)星——海洋一號C星升空,其上搭載的海岸帶成像儀幅寬大于950公里,重復覆蓋周期短,觀測精度、可靠性高。海洋一號D星是我國海洋水色系列衛(wèi)星的第四顆,與海洋一號C衛(wèi)星組成中國首個海洋民用業(yè)務衛(wèi)星星座,實現(xiàn)了雙星上、下午組網(wǎng)觀測,填補了我國水色衛(wèi)星下午無觀測數(shù)據(jù)的空白,使我國在海洋水色遙感領域躋身國際前列。


2023年11月16日,新一代海洋水色觀測衛(wèi)星成功發(fā)射,這是世界首顆針對全球多種水體、采用多種探測手段的高精度海洋水色觀測衛(wèi)星。星上搭載了兩臺載荷,水色水溫掃描儀在國內(nèi)首次采用了望遠鏡整體旋轉的掃描成像技術,掃一圈只需5秒就能看遍大半個中國,1天時間就能覆蓋全球所有區(qū)域;海岸帶成像儀擁有9個譜段,可以在衛(wèi)星不側擺的條件下、通過擺鏡的精確轉動靈活實現(xiàn)自身的左右側擺成像,觀測范圍達1000公里,能夠提高陸海邊界區(qū)域各種觀測要素的觀測精度,為我國主要航道、重要港口等提供及時的遙感信息服務。


在幾代科研人員的持續(xù)努力下,五院研制的海洋系列相機取得了豐碩成果,在海洋監(jiān)測、海洋航運、海洋環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用,為我國海洋環(huán)境保護、海洋資源開發(fā)、海域使用管理、海洋權益維護等方面提供了技術支撐。


03氣象遙感防災減災


隨著航天科技進步,遙感技術在氣象領域大放異彩,氣象遙感已在重大氣象有關的防災減災工作中得到驗證,用于氣象領域的衛(wèi)星逐漸增多。


2016年12月11日成功發(fā)射的風云四號01星是風云四號系列衛(wèi)星的首發(fā)星,衛(wèi)星配置的“閃電捕捉器”靜止軌道閃電成像儀由五院研制,這是我國首臺星載閃電探測儀器,也是世界上第二臺靜止軌道閃電探測儀器。它能將閃電實時、連續(xù)觀測數(shù)據(jù)與云圖疊加起來,實現(xiàn)對強對流天氣的監(jiān)測與跟蹤,進而形成閃電災害預警。


2015年12月發(fā)射的高分四號衛(wèi)星是我國第一顆地球同步軌道遙感衛(wèi)星,開辟了我國地球同步軌道高分辨率對地觀測的新領域。它可滿足水體、堰塞湖、云系、林地、森林火點、氣溶膠厚度等識別與變化信息提取對遙感數(shù)據(jù)質量的需求,為減災、氣象、地震、林業(yè)、環(huán)保等提供有力支撐。該衛(wèi)星在我國南方洪澇災害、四川涼山火災、“利奇馬”超強臺風以及俄羅斯遠東地區(qū)森林火災監(jiān)測等發(fā)揮了重要作用。


04碳匯監(jiān)測守護生態(tài)


中國正邁入“雙碳時代”,可持續(xù)發(fā)展日益成為企業(yè)增長戰(zhàn)略中的關鍵一環(huán)。2022年《政府工作報告》中更是明確提出了“雙碳”目標和低碳發(fā)展路徑,意味著可持續(xù)和低碳發(fā)展已從理念進入“實戰(zhàn)”期。


2017年11月,我國發(fā)射了極軌氣象衛(wèi)星風云三號02批衛(wèi)星,搭載了國內(nèi)首臺專門針對溫室氣體的干涉型高光譜溫室氣體監(jiān)測儀,用于全球溫室氣體排放、溫室氣體源和匯分析、溫室氣體與氣候變化關系等一系列科學問題研究。


2022年8月成功發(fā)射的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星“句芒”號是我國首顆森林碳匯主被動聯(lián)合觀測遙感衛(wèi)星,能夠實現(xiàn)對森林植被生物量、氣溶膠分布、葉綠素熒光的高精度定量遙感測量。五院研制了三類(三臺)載荷,通過激光、多角度、多光譜、超光譜、偏振等綜合遙感手段,確保數(shù)據(jù)“準、全、細、精”。其中,多波束激光雷達的成功研制和應用是我國激光遙感載荷研制領域新的突破,可針對“陸地碳”和“大氣碳”兩個方向對植被和大氣進行主動高精度探測,成為我國“雙碳”戰(zhàn)略的重要技術支撐。


05商業(yè)遙感提升感知


還記得2021年慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年大會上從“最高機位”俯瞰天安門“盛裝”的影像嗎?那是商業(yè)遙感衛(wèi)星星座——高景一號01、02組衛(wèi)星定格的畫面。高景一號衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)是我國目前分辨率較高的商業(yè)遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),打破了國外0.5米數(shù)據(jù)的壟斷。

2022年4月,“高景家族”又添新丁,四維01/02衛(wèi)星搭載著五院508所研制的兩臺相機閃耀太空,為我國商業(yè)遙感再添新力量。同年8月24日,北京三號B衛(wèi)星成功發(fā)射,星上搭載了0.5分辨率“天舒相機”,這是北京三號系列衛(wèi)星相機中的高端旗艦產(chǎn)品,能快速高效獲取地球高清影像,主要為國土資源管理、農(nóng)業(yè)資源調查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和城市綜合應用等領域提供數(shù)據(jù)服務,同時創(chuàng)新拓展實景三維、城市數(shù)字底座、智慧農(nóng)業(yè)等新興市場。2023年1月15日,智能遙感衛(wèi)星01星成功發(fā)射,星上搭載了智能遙感衛(wèi)星高清視頻相機,大幅提升天基信息的時效性和價值,有效助力天基信息實時智能服務系統(tǒng)建設。


隨著遙感事業(yè)的發(fā)展,五院向委內(nèi)瑞拉、巴基斯坦、埃塞俄比亞、埃及等國家出口光學載荷、光學載荷地面測試設備,國際影響力不斷拓展,為推動構建人類命運共同體貢獻中國航天力量。




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