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见证技术立院|更精细地感知宇宙

时间:2024年04月03日 信息来源:本站原创 点击:354 字体:

2017年4月1日,中共中央、国务院印发通知,决定设立国家级新区河北雄安新区。之后,雄安新区建设如火如荼,至2023年底,累计开发面积184平方公里,4017栋楼宇拔地而起。由五院抓总研制的高分二号卫星搭载的相机拍摄到了相关影像,真实、生动地反映了雄安新区这些年的变化微信图片_20240428134141.jpg

▲雄安新区启动区局部变化影像(高分二号卫星影像)


在中国空间事业发展的“六个成功密码”的指引下,五院逐步建立了一流的空间光学遥感器设计、制造、检测、试验、应用、效能评估体系,主持并参与了多项空间光学遥感领域相关国家重大科技攻关专项及项目,取得了一系列重大突破,推进了遥感理论、技术及应用等方面的进步,是“技术是立院之本”的生动印证。


时至今日,作为我国空间光学遥感事业的主力军,五院508所已成功研制了三百余台/套不同种类的航天相机,使我国空间光学遥感事业实现了航天相机从胶片型到传输型、从低分辨率到高分辨率的跨越,探测范围从陆地、海洋、大气向月球、火星、深空不断延伸,具备了可见、红外、紫外、高光谱、激光等多种探测手段以及“主被动结合”的复合探测体制,有力支撑了高分辨率对地观测系统和空间基础设施等专项工程的实施,满足国家经济建设、社会发展等方面对地球观测信息的需求。


01资源测绘致广精微

我国陆地观测卫星主要包括资源系列、测绘系列、高分专项系列、自然资源业务星座等,在农、林、畜牧业等领域应用非常广泛。


2020年7月3日发射的高分多模卫星,是我国首颗民用分辨率为亚米级、具有多种敏捷成像模式的光学遥感卫星。星上搭载了被称为“太空巨型单反相机”的高分相机具备同轨多点目标成像、同轨多条带拼幅成像、同轨多角度成像等多种模式切换能力。作为新一代高分辨率9谱段相机,它是我国空间基础设施项目首发星的唯一主载荷,是实现我国高分辨率对地观测能力的重要标志,被广泛应用于自然资源、生态环境、住房和城乡建设、水利、农业、应急管理等多个行业领域。


2021年12月26日,5米光学卫星02星(资源一号02E卫星)在太原卫星发射中心发射。星上搭载的可见近红外相机和红外相机让卫星具备了“广视、夜视”能力。可见近红外相机分辨率达全色2.5米、多光谱10米,能看清方圆100多公里的山川湖泊,如同地球的“测量尺”,可实现大中型城市一次性全覆盖以及多达9个谱段的同时成像。红外相机堪称“地表温度计”,主要负责测量地表温度,它的成像不依赖太阳,具备“夜视”能力。


与此同时,遥感在我国测绘地理信息领域也在不断发展。2012年1月,资源三号01星发射升空,这是我国首颗自主民用高分辨率立体测绘卫星。2015年10月,我国发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》,资源三号02星是规划发布后首颗遥感业务卫星,主要载荷为三线阵相机、多光谱相机和激光测距仪,具有更高的立体影像分辨能力和高程测量精度,与01星组网运行后,进一步提高数据分辨率和精度,缩短重访周期,大大拓展了卫星影像的地物分辨能力,进一步丰富和完善卫星测绘应用体系。2020年7月25日,资源三号03星成功发射,星上搭载了三线阵相机、多光谱相机和激光测高仪三台载荷。其中,三线阵相机由前视、正视、后视三台拍摄角度不同的相机组成,通过空中三角对被观测物实现立体成像,呈现更为真切的立体世界,进一步增强了我国独立获取空间地理信息的能力,提升我国测绘服务保障水平。同时,资源三号系列3颗卫星构建形成测绘卫星星座,大大缩短了全球覆盖周期和重访周期。


近年来,五院不断发展高光谱、超光谱遥感技术,持续丰富观测手段,提高观测效能,支撑技术立院。以2019年11月3日发射的高分七号卫星为例,星上搭载的双线阵相机可以实现“3D摄影”,是对地球进行立体测量的“游标卡尺”,可高精度地测量地物的平面位置和高度,使我国首次实现了全球1:10000比例尺卫星立体测图,开启我国自主大比例尺航天测绘新时代。


02海洋遥感测探“蓝海”


大力发展、广泛应用海洋卫星,是推动海洋强国建设不可或缺的重要技术手段。2002年5月15日,海洋一号卫星发射升空,实现了我国海洋卫星“零”的突破,我国广袤的“蓝色疆域”从此有了“天眼”。星上搭载了海洋水色水温扫描仪、海岸带成像仪。2018年9月7日,第三颗海洋水色卫星——海洋一号C星升空,其上搭载的海岸带成像仪幅宽大于950公里,重复覆盖周期短,观测精度、可靠性高。海洋一号D星是我国海洋水色系列卫星的第四颗,与海洋一号C卫星组成中国首个海洋民用业务卫星星座,实现了双星上、下午组网观测,填补了我国水色卫星下午无观测数据的空白,使我国在海洋水色遥感领域跻身国际前列。


2023年11月16日,新一代海洋水色观测卫星成功发射,这是世界首颗针对全球多种水体、采用多种探测手段的高精度海洋水色观测卫星。星上搭载了两台载荷,水色水温扫描仪在国内首次采用了望远镜整体旋转的扫描成像技术,扫一圈只需5秒就能看遍大半个中国,1天时间就能覆盖全球所有区域;海岸带成像仪拥有9个谱段,可以在卫星不侧摆的条件下、通过摆镜的精确转动灵活实现自身的左右侧摆成像,观测范围达1000公里,能够提高陆海边界区域各种观测要素的观测精度,为我国主要航道、重要港口等提供及时的遥感信息服务。


在几代科研人员的持续努力下,五院研制的海洋系列相机取得了丰硕成果,在海洋监测、海洋航运、海洋环境等方面发挥了重要作用,为我国海洋环境保护、海洋资源开发、海域使用管理、海洋权益维护等方面提供了技术支撑。


03气象遥感防灾减灾


随着航天科技进步,遥感技术在气象领域大放异彩,气象遥感已在重大气象有关的防灾减灾工作中得到验证,用于气象领域的卫星逐渐增多。


2016年12月11日成功发射的风云四号01星是风云四号系列卫星的首发星,卫星配置的“闪电捕捉器”静止轨道闪电成像仪由五院研制,这是我国首台星载闪电探测仪器,也是世界上第二台静止轨道闪电探测仪器。它能将闪电实时、连续观测数据与云图叠加起来,实现对强对流天气的监测与跟踪,进而形成闪电灾害预警。


2015年12月发射的高分四号卫星是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星,开辟了我国地球同步轨道高分辨率对地观测的新领域。它可满足水体、堰塞湖、云系、林地、森林火点、气溶胶厚度等识别与变化信息提取对遥感数据质量的需求,为减灾、气象、地震、林业、环保等提供有力支撑。该卫星在我国南方洪涝灾害、四川凉山火灾、“利奇马”超强台风以及俄罗斯远东地区森林火灾监测等发挥了重要作用。


04碳汇监测守护生态


中国正迈入“双碳时代”,可持续发展日益成为企业增长战略中的关键一环。2022年《政府工作报告》中更是明确提出了“双碳”目标和低碳发展路径,意味着可持续和低碳发展已从理念进入“实战”期。


2017年11月,我国发射了极轨气象卫星风云三号02批卫星,搭载了国内首台专门针对温室气体的干涉型高光谱温室气体监测仪,用于全球温室气体排放、温室气体源和汇分析、温室气体与气候变化关系等一系列科学问题研究。


2022年8月成功发射的陆地生态系统碳监测卫星“句芒”号是我国首颗森林碳汇主被动联合观测遥感卫星,能够实现对森林植被生物量、气溶胶分布、叶绿素荧光的高精度定量遥感测量。五院研制了三类(三台)载荷,通过激光、多角度、多光谱、超光谱、偏振等综合遥感手段,确保数据“准、全、细、精”。其中,多波束激光雷达的成功研制和应用是我国激光遥感载荷研制领域新的突破,可针对“陆地碳”和“大气碳”两个方向对植被和大气进行主动高精度探测,成为我国“双碳”战略的重要技术支撑。


05商业遥感提升感知


还记得2021年庆祝中国共产党成立100周年大会上从“最高机位”俯瞰天安门“盛装”的影像吗?那是商业遥感卫星星座——高景一号01、02组卫星定格的画面。高景一号卫星遥感影像数据是我国目前分辨率较高的商业遥感卫星影像数据,打破了国外0.5米数据的垄断。

2022年4月,“高景家族”又添新丁,四维01/02卫星搭载着五院508所研制的两台相机闪耀太空,为我国商业遥感再添新力量。同年8月24日,北京三号B卫星成功发射,星上搭载了0.5分辨率“天舒相机”,这是北京三号系列卫星相机中的高端旗舰产品,能快速高效获取地球高清影像,主要为国土资源管理、农业资源调查、生态环境监测和城市综合应用等领域提供数据服务,同时创新拓展实景三维、城市数字底座、智慧农业等新兴市场。2023年1月15日,智能遥感卫星01星成功发射,星上搭载了智能遥感卫星高清视频相机,大幅提升天基信息的时效性和价值,有效助力天基信息实时智能服务系统建设。


随着遥感事业的发展,五院向委内瑞拉、巴基斯坦、埃塞俄比亚、埃及等国家出口光学载荷、光学载荷地面测试设备,国际影响力不断拓展,为推动构建人类命运共同体贡献中国航天力量。




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