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高分五号卫星成功发射,统筹建设

发布时间:2019-11-04 08:34编辑:www.599588.com浏览(119)

    高分专项的建设旨在大幅度提高我国自主对地观测信息获取能力,掌握信息资源自主权,及时把握全球经济、资源、环境、社会发展的态势,使我国跻身于世界对地观测强国行列,是建设我国“数字国土”、“数字农业”等不可或缺的关键系统,对保障国家安全,促进经济和社会发展,增强综合国力具有重大战略意义。

    记者从国防科工局、国家航天局获悉,6月2日12时13分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射高分专项高分六号卫星。高分六号是一颗低轨光学遥感卫星,也是我国首颗精准农业观测的高分卫星,具有高分辨率和宽覆盖相结合的特点,将与在轨的高分一号卫星组网运行,大幅提高对农业、林业、草原等资源监测能力,为农业农村发展、生态文明建设等重大需求提供遥感数据支撑。中国科学院在卫星载荷研制、遥感数据接收方面作出了重要贡献。

    5月9日2时28分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。高分五号卫星是高分专项的重要组成部分,是我国实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志,将满足环境综合监测等方面的迫切需求,对掌握高光谱遥感信息资源自主权,助力建设美丽中国具有重要意义。

    高分专项天空地系统任务

    高分六号卫星具有高分辨率、宽覆盖、高质量成像、高效能成像、国产化率高等特点,设计寿命8年,配置2米全色/8米多光谱高分辨率相机、16米多光谱中分辨率宽幅相机,2米全色/8米多光谱相机观测幅宽90公里,16米多光谱相机观测幅宽800公里。高分六号还实现了8谱段CMOS探测器的国产化研制,国内首次增加了能够有效反映作物特有光谱特性的“红边”波段。

    高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域。地球上不同元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为辨别物质的“指纹”,是用以识别和分析不同物质特征的一种重要“身份证”。高分五号是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国光谱分辨率最高的卫星,设计寿命8年,装载两台全新研制的陆地观测载荷和4台全新研制的大气类观测载荷。这六大载荷“神器”让高分五号卫星炼就了“火眼金睛”。该卫星将填补国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,通过对大气污染气体、温室气体、气溶胶等物理要素的监测,动态反映我国大气污染状况。

    天基系统任务

    通俗地讲,卫星相当于高挂在地球上空的巨大相机。空间分辨率是指从卫星照片上能辨别地面目标的最小尺寸。时间分辨率是指卫星重复观察同一地面物体所需要的时间。光谱分辨率是指遥感器接受目标辐射时能分辨的最小波长间隔,地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为辨别物质的“指纹”。一般而言,空间分辨率和时间分辨率是一对“冤家”,需要牺牲一方来保证另一方,但高分六号卫星实现了这两点的优化组合,具备中高分辨率和宽幅成像能力的结合,可满足多种空间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据需求。

    高分五号卫星可实现紫外至长波红外谱段的高光谱观测。其中,可见短波红外高光谱相机的可见光谱段光谱分辨率为5纳米,相当于一张纸厚度的万分之一。同时,卫星具有高光谱/多光谱对地成像观测、多角度观测等探测手段,是国内探测手段最多的光学遥感卫星,工作模式多达26种。此外,该星定标精度高,星上载荷光谱定标精度达0.008波数,为国内卫星之最。就像一把尺子是否准确需要标校一样,高精度定标是高光谱卫星定量化应用的基础,是卫星探测信息准确不失真的重要保证。

    天基系统担任全球观测任务,主要由运行于高低不同轨道的、具备从可见光到微波不同谱段观测手段的多颗高分辨率对地观测卫星系统组成,与其它中、低分辨率的业务系统配合使用,完成全球观测任务,具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率、高观测精度等观测能力。

    中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担了该卫星全部有效载荷的研制任务。其中,宽幅相机是国内首次采用自由曲面离轴四反光学系统,实现了850公里超大幅宽成像;同时首次采用国产长线阵CMOS图像传感器,实现了8谱段的光谱成像,其中红边谱段成像在国内尚属首次。高分相机采用大视场离轴三反光学系统和零畸变的光学设计,具有优异的成像质量、信噪比和几何精度,采用动态成像提升技术使相机的像移匹配更加精准,可获得95公里幅宽的2米全色、8米多光谱图像数据。中国科学院遥感与数字地球研究所承担了包括高分六号在内的系列卫星数据接收任务,支持卫星在轨运行期间遥感数据准确及时下传。

    中国科学院此次承担了4台有效载荷的研制任务。其中,中科院合肥物质科学研究院研制的大气痕量气体差分吸收光谱仪、大气主要温室气体监测仪、大气气溶胶多角度偏振探测仪协同配合,实现了大气主要污染气体、温室气体、气溶胶和颗粒物污染等的综合探测,这也是合肥研究院研制的卫星有效载荷首次在轨应用。中科院上海技术物理研究所研制的可见短波红外高光谱相机承担着卫星对陆表开展高光谱、高空间分辨率和高辐射分辨率成像光谱观测任务,对复杂地物、环境具有突出的识别和观测能力。此外,中科院理化技术研究所自主研制了卫星上60K和80K两台脉冲管制冷机,其中60K制冷机是国内制冷温度最低、制冷量最大的空间制冷机。中科院遥感与数字地球研究所承担了卫星地面数据接收任务,将确保卫星在轨运行期间遥感数据准确及时下传。

    航空系统任务

    高分六号与高分一号组网运行后,将使遥感数据获取的时间分辨率从4天缩短到两天。国防科工局将联合农业农村部、国家林业和草原局、应急管理部等主要用户部门,利用卫星获取的数据,积极在农业资源监测、林业资源调查、防灾减灾救灾等行业以及首都圈、新疆等区域开展应用示范。高分专项实施以来,农业农村部利用高分卫星遥感数据在农业常规监测、农业资源调查等领域开展广泛应用,取得了积极成效。高分一号等系列卫星提供的高时空分辨率遥感数据,使农业资源调查的范围扩大、频率提高、精度提升、成本降低。特别是在年度全国冬小麦、北方水稻等作物种植面积变化监测、资源本底调查中,高分卫星数据已全部取代国外同类数据。

    高分五号工程由国防科工局组织实施。卫星和运载火箭由中国航天科技集团有限公司上海航天技术研究院研制生产;发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责;中国资源卫星应用中心、中科院遥感与数字地球研究所共同承担地面系统数据接收及处理相关任务。生态环境部、自然资源部、中国气象局等负责应用系统建设和示范应用。

    航空系统重点突破先进的航空对地观测设备技术、航空通用载荷技术和数据处理技术,充分利用现有的航空飞行平台,形成高性能航空对地观测系统,开展对地观测验证试验和应用数据获取。

    (原载于《中国科学报》 2018-06-04 第1版 要闻)

    (原载于《中国科学报》 2018-05-10 第1版 要闻)

    地面系统任务

    地面系统的主要任务是对观测数据进行接收、处理、存储,并将数据分发给应用系统和其它用户,主要由综合任务管理、数据接收、传输、处理、数据库与管理、分发服务等部分组成。

    高分专项天空地系统建设进展

    自2010年开展工程实施,高分辨率对地观测系统重大专项砥砺前行,工程项目成果丰硕。4颗高分卫星相继发射成功、在轨运行稳定,初步构建我国全天候、全天时、高空间分辨率、高时间分辨率的对地观测系统;航空对地观测载荷研制取得重大进展;地面系统建成接收、处理、任务管理等3个主体系统,数据接收站、定标场网、分发网络等地面基础设施基本建成,全面保障卫星高效运行。

    天基系统4星运行、多星在研

    www.599588.com,高分一号

    高分一号于2013年4月成功发射,2013年12月投入使用。主用户为国土资源部、环境保护部、农业部。高分一号可获取全色2m分辨率、多光谱8m、16m分辨率对地遥感图像,数据产品广泛应用于国土资源调查、农业资源调查与农情监测、环境保护和监测等领域。截至2017年8月底,高分一号共成像9878轨,高分一号全色2m分辨率、多光谱8m分辨率遥感图像全球有效覆盖9061万平方公里,对全国有效覆盖960万平方公里。共向用户分发高分一号数据产品6582823景,其中全色2m分辨率、多光谱8m分辨率数据产品5261400景,多光谱16m分辨率数据产品1321423景。

    高分二号

    高分二号于2014年8月成功发射,标志着我国民用光学遥感卫星进入亚米级时代,2015年3月投入使用。主用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家林业局。高分二号可获取全色1m分辨率和多光谱4m分辨率对地遥感图像,数据产品广泛应用于土地利用动态监测、城乡规划管理和评价、交通运输管理、林业生态工程监测等领域。截至2017年8月底,高分二号共成像9531轨,高分二号对全球有效覆盖10278万平方公里,对全国有效覆盖934万平方公里。共向用户分发高分二号卫星数据4033132景。

    高分三号

    高分三号于2016年8月成功发射,2017年1月投入使用,是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化SAR卫星,也是国内首颗设计寿命达到8年的低轨遥感卫星。主用户为国家海洋局、民政部、水利部、中国气象局。高分三号可获取分辨率为1m至500m多极化对地微波遥感数据,数据产品广泛应用于海洋权益维护、灾害风险预警预报、水资源评价与管理、灾害天气和气候变化预测预报等领域。截至2017年8月底,高分三号共成像3759轨,高分三号对全球有效覆盖11654万平方公里,对全国有效覆盖929万平方公里。共向用户分发高分三号卫星数据295812景。

    高分四号

    高分四号于2015年12月成功发射,2016年6月投入使用,是我国首颗地球静止轨道高分辨率对地观测光学遥感卫星。主要用户为民政部、国家林业局、中国地震局、中国气象局。高分四号可获取可见光近红外50m、中波红外400mm分辨率对地遥感图像,数据产品广泛应用于综合防灾减灾、气候预警预报、地质灾害调查、林业灾害监测等领域。截至2017年8月底,高分四号共成像40493景,高分四号卫星对全球有效覆盖7284万平方公里,对全国有效覆盖960万平方公里,共向用户分发高分四号卫星数据200946景。高分四号具有较高的对地观测时间分辨率,能达到小时、分钟甚至秒级。

    高分五号

    高分五号是一颗高光谱观测卫星,卫星主用户为环境保护部、国土资源部、中国气象局。

    卫星装载6台遥感载荷,面向国家污染减排、环境质量监管、大气成分与气候变化监测、国土资源调查等重大需求,开展污染气体、温室气体、区域环境空气质量、水环境和生态环境、大气成分、气候变化、地矿资源调查等高光谱遥感监测应用示范。

    目前,高分五号完成正样研制,待命出厂。

    高分六号

    高分六号是一颗全色2m分辨率/多光谱8m分辨率和多光谱16m分辨率的光学成像卫星,卫星主用户为农业部、国家林业局、民政部。

    利用卫星装载的高分相机、宽幅相机等有效载荷获取全色2m分辨率/多光谱8m分辨率和多光谱16m分辨率的光学遥感影像数据,面向农作物资源监测、林业资源调查、灾害应急管理等重大需求,开展农作物估产、农业资源监测、农业自然灾害监测、农业工程规划与建设效果评价、森林资源调查、湿地资源监测、荒漠化监测、林业生态工程监测评估、森林灾害监测和损失评估、灾前预警、灾中应急响应及灾后评估等应用示范。

    目前,高分六号正在开展整星测试工作。

    高分七号

    高分七号是一颗光学立体测绘卫星,卫星主用户为国家测绘地理信息局、住房城乡建设部、国家统计局。

    利用卫星装载的双线阵立体测绘相机、激光测高仪等有效载荷获取光学成像和测高数据,实现我国卫星立体测图;面向国土测绘、城乡建设、统计调查等重大需求,开展基础测绘、地理国情监测、全球地理信息保障、应急测绘、地理信息产业发展、城乡规划、保障性住房和重点基础设施建设、风景名胜区保护、城市园林绿化评价与监督管理、城市数字化工程、农业统计遥感监测、农业抽样调查、投资统计调查、人口普查与调查、经济普查、碳汇遥感统计等示范应用。

    目前,高分七号正处于初样研制阶段。

    航空系统对地观测载荷研制取得重大进展

    自2010年以来,高分专项航空对地观测系统经过全国优势技术单位集中攻关,突破了一系列关键技术,在2018年将完成大视场三线阵立体航测相机、全谱段多模态成像光谱仪等2型载荷试样研制,完成飞行平台选型和通用航空协调开展集成校飞;大视场红外多光谱扫描仪完成试样研制;多维度合成孔径雷达完成分系统试样研制。

    地面系统基本建成,保障卫星高效运行

    地面系统通过建设数据接收、数据处理、任务管理等系统,形成高分数据接收、处理、存储、分发等能力,促进高分数据共享。

    地面系统分为三批开展建设,第一批项目满足高分一号、高分二号、高分三号卫星的研制和在轨运行需要;第二批项目满足高分四号、高分五号卫星的研制和在轨运行需要;第三批项目针对高分六号、高分七号需要,全面完成地面系统建设,并开展业务化运行。

    目前,高分专项地面数据接收、数据处理、任务管理等3个主体系统基本完成二批项目研制建设内容,并开展了北极卫星接收站、定标系统建设,基本建成了高分专项数据接收站、定标场网、数据分发网络等基础设施,已基本建成密云、喀什、三亚、牡丹江、北京静止站、北极等6站组成的数据接收系统,建成高分一号至五号卫星数据处理系统和任务管控系统,满足了高分一号、高分二号、高分三号、高分四号对数据接收、传输、处理、定标、分发等需要,保障了高分卫星的高效运行。

    定标检校分系统充分利用国内敦煌、青海湖辐射校正场等现有定标基础设施,新建云南玉溪低纬度综合定标场、云南昆明数字化几何检校场、海南三亚海洋光学定标观测站,扩建河南嵩山几何检校场,基本构成了高分专项定标场站网,具备长期稳定和自动化的定标能力。

    数据分发网络建设通过新建16条数据传输专线,构建了由数据光纤专线、互联网以及电子政务外网组成的高分数据分发网络,基本满足了行业用户、区域用户、公司、科研机构等对海量高分数据传输的需求。 来源:国防科工局网站

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