揭秘中国新型高分卫星:能看清黄埔江上的浪花(图)

原文配图：“高分二号”擦月飞行壮美景象。

　　在地球大气层以外飞行的对地观测卫星宛如“天眼”，注视着地球表面，一物一景尽收眼底，为我们提供更高远的视角观测地球家园。这双“天眼”是否明亮，决定了我们所看到的景物是否清晰。因此，无数航天科研人员孜孜不倦地工作，为的就是不断擦亮这双“天眼”。

　　9月29日，“高分二号”卫星首批影像图公布，在600公里高空所拍下的照片，能清晰地看到马路上的斑马线。这是我国首批亚米级高分辨率卫星影像图，标志着我国卫星遥感技术进入亚米级时代。

　　从“高分一号”卫星让人震撼的首批卫星影像图，到更为震撼的“高分二号”卫星影像图，中国的“天眼”被一次次擦亮。

　　视野宽阔的“高分一号”

　　“高分一号”卫星做到了空间分辨率、多光谱和宽覆盖的结合。它在全球中分辨率卫星中是观测幅宽最宽的一颗，用4天时间就可以对全球完成拍摄

　　2006年，中国将高分辨率对地观测系统重大专项列入《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020年）》，是当年部署的16个重大专项之一。2010年5月，高分专项全面启动。

　　作为高分专项系列卫星的先锋，“高分一号”卫星这颗“天眼”并没有将主要能力放在明察秋毫方面，它就如瞭望台一般，登高望远，视野辽阔是它不可替代的本事。

　　“高分一号”卫星搭载了两台2米分辨率全色/8米分辨率多光谱相机、4台16米分辨率多光谱宽幅相机。这就决定了“高分一号”卫星在拍摄只具备灰色一种颜色的全色照片时，分辨率可以达到2米，在拍摄彩色多光谱照片时的分辨率为8米。

　　单从这项指标看，“高分一号”卫星的分辨率并没有多么出色，与国际同类卫星相比并无优势，谷歌地图所使用的“地球之眼”对地观测卫星的分辨率已经达到了0.41米。就算与国内其他卫星相比，其优势也不明显，早在2007年发射的“遥感二号”卫星就实现了2米的全色分辨率。

　　但是，并不能就此否定“高分一号”卫星的优秀。得益于其所搭载的功能强大的16米分辨率多光谱宽幅相机，“高分一号”卫星做到了空间分辨率、多光谱和宽覆盖的结合。

　　在对地拍摄时，“高分一号”的多台宽幅多光谱相机进行多角度拼接视场，从而实现了大视场成像，让“高分一号”的16米分辨率幅宽达到了惊人的 800千米。“‘高分一号’卫星是中高分辨率相结合的卫星，它的分辨率并不算高，但是它主要解决的是大幅宽问题。”高分专项工程副总指挥王承文说。

　　虽然在分辨率上略逊一筹，但在拍摄幅宽上面，“高分一号”可谓独占鳌头。“它在全球中分辨率卫星中是观测幅宽最宽的一颗，用4天时间就可以对全球完成拍摄。”王承文说。

　　如此一来，“高分一号”卫星便形成了足以成为技术突破的特点：高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术应用。时间分辨率是指轨道卫星在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间间隔，亦称覆盖周期。时间间隔越大，时间分辨率越低，反之时间分辨率就越高。“时间就是金钱”这句话在这里同样适用。

　　“我们国家国土幅员辽阔，需要观测幅宽大的卫星，更主要的是幅宽跟时间分辨率有很大的关系。我们所提到的高分辨率概念不仅仅是指大家平常所认为的空间分辨率，实际上‘高分一号’从立项的时候就要求高时间分辨率，这在应用方面是非常重要的。”王承文说，为保证大范围观测，还设计了利用动量轮控制实现卫星滚动侧摆25°的能力，可观测范围达到近1000千米。

　　“高分一号”卫星在平台性能上也有所进步，这也为拍摄高精度的照片提供了支撑。据卫星总设计师白照广介绍，“高分一号”卫星使用航天东方红公司研制的CAST2000小卫星平台，这是一种标准的低轨道卫星平台，它使用三轴稳定控制方式，具有整星侧摆机动能力和较高精度的姿态控制能力。“高分一号”在此基础上加以改进，在CAST968/2000小卫星上首次采用二浮陀螺进行卫星姿态角速度测定，使得卫星姿态控制精度更高。“如果卫星姿态不够稳定，就像拿着照相机的手不断抖动，会直接影响成像质量。”白照广说。

　　此外，“高分一号”还是一颗“长寿卫星”。它是我国首颗设计、考核寿命要求大于5年的低轨卫星，而以往国内同类卫星的寿命大多为3年。“长寿” 的奥秘就在于设计团队在关乎卫星使用寿命的活动部件，特别是飞速旋转而又损耗极大的陀螺以及卫星电池的设计方面花足了心思。改进的陀螺、高效能的太阳能帆板与锂电池，让“高分一号”能够更为持久地翱翔在太空之上。

　　明察秋毫的“高分二号”

　　“高分二号”是我国第一个突破亚米级的民用对地观测卫星，斑马线、小汽车等在其卫星影像图上可以清晰辨认，甚至黄浦江上的浪花都能看得清楚

　　“高分一号”卫星在分辨率上的不足并非无法弥补，只不过它需要高分家族中的另一名成员——“高分二号”卫星来完成。

　　“高分一号”的全色分辨率为2米，这意味着，地面上长和宽都小于2米的物体，呈现在“高分一号”所拍摄的全色图像上仅仅为一个像素点，并不能看清楚其不规则形状，也不随着图像放大而改变。像斑马线、小汽车等物体在“高分一号”的卫星图像上是无法呈现的，但是这些在“高分二号”的卫星影像图上都可以清晰辨认。甚至在“高分二号”的卫星影像图上，黄浦江上的浪花都能看得清楚。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/