高分系列衛星 擦亮中國“天眼”(圖)

　　高分二號衛星天山天池融合影像

　　在地球大氣層以外飛行的對地觀測衛星宛如“天眼”，注視著地球表面，一物一景盡收眼底，為我們提供更高遠的視角觀測地球家園。這雙“天眼”是否明亮，決定了我們所看到的景物是否清晰。因此，無數航天科研人員孜孜不倦地工作，為的就是不斷擦亮這雙“天眼”。

　　9月29日，“高分二號”衛星首批影像圖公布，在600公裡高空所拍下的照片，能清晰地看到馬路上的斑馬線。這是我國首批亞米級高分辨率衛星影像圖，標志著我國衛星遙感技術進入亞米級時代。

　　從“高分一號”衛星讓人震撼的首批衛星影像圖，到更為震撼的“高分二號”衛星影像圖，中國的“天眼”被一次次擦亮。

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　　視野寬闊的“高分一號”

　　“高分一號”衛星做到了空間分辨率、多光譜和寬覆蓋的結合。它在全球中分辨率衛星中是觀測幅寬最寬的一顆，用4天時間就可以對全球完成拍攝

　　2006年，中國將高分辨率對地觀測系統重大專項列入《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，是當年部署的16個重大專項之一。2010年5月，高分專項全面啟動。

　　作為高分專項系列衛星的先鋒，“高分一號”衛星這顆“天眼”並沒有將主要能力放在明察秋毫方面，它就如瞭望台一般，登高望遠，視野遼闊是它不可替代的本事。

　　“高分一號”衛星搭載了兩台2米分辨率全色/8米分辨率多光譜相機、4台16米分辨率多光譜寬幅相機。這就決定了“高分一號”衛星在拍攝隻具備灰色一種顏色的全色照片時，分辨率可以達到2米，在拍攝彩色多光譜照片時的分辨率為8米。

　　單從這項指標看，“高分一號”衛星的分辨率並沒有多麼出色，與國際同類衛星相比並無優勢，谷歌地圖所使用的“地球之眼”對地觀測衛星的分辨率已經達到了0.41米。就算與國內其他衛星相比，其優勢也不明顯，早在2007年發射的“遙感二號”衛星就實現了2米的全色分辨率。

　　但是，並不能就此否定“高分一號”衛星的優秀。得益於其所搭載的功能強大的16米分辨率多光譜寬幅相機，“高分一號”衛星做到了空間分辨率、多光譜和寬覆蓋的結合。

　　在對地拍攝時，“高分一號”的多台寬幅多光譜相機進行多角度拼接視場，從而實現了大視場成像，讓“高分一號”的16米分辨率幅寬達到了驚人的800千米。“‘高分一號’衛星是中高分辨率相結合的衛星，它的分辨率並不算高，但是它主要解決的是大幅寬問題。”高分專項工程副總指揮王承文說。

　　雖然在分辨率上略遜一籌，但在拍攝幅寬上面，“高分一號”可謂獨佔鰲頭。“它在全球中分辨率衛星中是觀測幅寬最寬的一顆，用4天時間就可以對全球完成拍攝。”王承文說。

　　如此一來，“高分一號”衛星便形成了足以成為技術突破的特點：高空間分辨率、多光譜與高時間分辨率結合的光學遙感技術應用。時間分辨率是指軌道衛星在同一區域進行的相鄰兩次遙感觀測的最小時間間隔，亦稱覆蓋周期。時間間隔越大，時間分辨率越低，反之時間分辨率就越高。“時間就是金錢”這句話在這裡同樣適用。

　　“我們國家國土幅員遼闊，需要觀測幅寬大的衛星，更主要的是幅寬跟時間分辨率有很大的關系。我們所提到的高分辨率概念不僅僅是指大家平常所認為的空間分辨率，實際上‘高分一號’從立項的時候就要求高時間分辨率，這在應用方面是非常重要的。”王承文說，為保証大范圍觀測，還設計了利用動量輪控制實現衛星滾動側擺25°的能力，可觀測范圍達到近1000千米。

　　“高分一號”衛星在平台性能上也有所進步，這也為拍攝高精度的照片提供了支撐。據衛星總設計師白照廣介紹，“高分一號”衛星使用航天東方紅公司研制的CAST2000小衛星平台，這是一種標准的低軌道衛星平台，它使用三軸穩定控制方式，具有整星側擺機動能力和較高精度的姿態控制能力。“高分一號”在此基礎上加以改進，在CAST968/2000小衛星上首次採用二浮陀螺進行衛星姿態角速度測定，使得衛星姿態控制精度更高。“如果衛星姿態不夠穩定，就像拿著照相機的手不斷抖動，會直接影響成像質量。”白照廣說。

　　此外，“高分一號”還是一顆“長壽衛星”。它是我國首顆設計、考核壽命要求大於5年的低軌衛星，而以往國內同類衛星的壽命大多為3年。“長壽”的奧秘就在於設計團隊在關乎衛星使用壽命的活動部件，特別是飛速旋轉而又損耗極大的陀螺以及衛星電池的設計方面花足了心思。改進的陀螺、高效能的太陽能帆板與鋰電池，讓“高分一號”能夠更為持久地翱翔在太空之上。