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高分七號衛星:帶你去看地球3D大片

2020-1-8 8:56:32 來源:中國礦業報 作者:姜天驕

作為我國高分專項的重要組成部分,去年底發射的高分七號衛星大幅提升了測繪數據的精確度。如今,高分專項數據已替代了大部分國內進口衛星遙感數據,在20個行業、31個區域得到廣泛應用,成為國家治理體系和治理能力現代化的重要信息技術支撐。

高分七號衛星是我國測繪精度最高的科研型衛星。與一般光學遙感衛星只能拍攝平面圖像不同,高分七號繪制的圖像是立體的。如果把以往的測繪衛星比喻成精確測量大地的尺子,那么高分七號就如同一把游標卡尺,能夠高精度地測量地物的平面位置和高度。用它測量的地圖上,建筑物不再只是一個個方格,而是一個個立體“模型”。

高分七號是高分專項的重要組成部分。高分專項是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》所確定的16個重大專項之一,目標是建設基于衛星、平流層飛艇和飛機的高分辨率對地數據獲取系統,完善相應的接收、處理和應用系統,與其他觀測手段相結合,形成全天候、全天時、全球覆蓋的對地觀測能力。專項啟動實施9年多來,已成功發射高分一號高分寬幅、高分二號亞米全色、高分三號1米雷達、高分四號同步凝視、高分五號高光譜觀測、高分六號陸地應急監測等多顆衛星。

1∶1萬比例尺更精確

高分七號是我國首顆1∶1萬比例尺立體測繪衛星。相較以往衛星1∶5萬比例尺而言,它的數據精度更高,內容更詳細,能夠精準確定地物位置,識別更多細節。

高分七號本領高強,還要歸功于它上面配置的拍照和測繪神器——首次提出雙線陣相機立體測圖配以雙波束激光測高的新型復合測繪體制。

高分七號上還配置了國內首臺長焦距、大口徑、無畸變測繪相機,集成了高幾何穩定性光學系統、精密控溫措施、柔性支撐、可展開遮光罩等空間相機設計技術,保證了相機在軌成像期間的圖像質量和幾何穩定性。

此外,高分七號還設計了國內首個星載全波形對地激光測高系統,利用高精度測時和先進的采樣技術實現了1.5米高精度測量,利用足印相機圖像匹配技術實現激光指向定位。

為提高以我國西部地區為代表的少控制點區域以及境外地區無控制點區域的測高精度,高分七號衛星搭載了國內首臺全波形對地激光測高儀,可以向目標地物發射激光脈沖波束,并接收由地物返回的激光回波,獲取地物高程信息。

高分七號投入使用后,不僅能夠為測繪、國土、住建、統計、農業、規劃、環保等部門提供寶貴的信息,也是民用導航領域核心競爭力所在。它開啟了我國自主大比例尺航天測繪新時代。

數據應用更高效

測繪是經濟社會發展和國防建設的一項基礎性工作,隨著我國經濟發展加快,測繪地理信息系統建設、地理國情監測、住房和城鄉建設、國家統計應用等業務均對測繪數據提出了更高的需求。

作為“高分家族”中的重要成員,高分七號與其他高分衛星一樣使命非凡。大到“一帶一路”重點項目規劃、雄安新區建設,小到住宅小區、學校、公園的選址布局,都需要大量高精度測繪數據作為決策依據。以往為了掌握精準的測繪數據,大量測繪人員跋山涉水、手提肩扛,甚至冒著生命危險到實地執行任務,人力耗費大、持續時間久。有了高分七號,就可以在短短幾分鐘內完成原來幾個月甚至幾年才能完成的任務。

據自然資源部國土衛星遙感應用中心唐新明介紹,高分七號數據可以用于全國土地利用變更調查監測與核查、國土空間規劃遙感監測、自然資源立體監測與綜合分析、地理國情監測、城市規劃管理等業務,為管理者提供決策依據,提高各項業務的自動化水平和工作效率。

比如,利用高分七號衛星自主性、靈活性和高精度等特點,可以開展礦產資源開發現狀、礦山開發占地等巡查工作,保障礦山動態監管巡查的常態化。通過及時發現問題,及時制止礦山開發私挖濫采、越界開采以及環境破壞等違法行為,以減少資源浪費,強化事中監管,動態掌握礦產資源開發情況,形成對礦山違法開采機構和人員的威懾作用,為自然資源部礦產衛片執法監督檢查提供技術支撐。

不僅如此,高分七號與我們的日常生活也密切相關?爝f、外賣、叫車等都離不開它的支持。手機中的導航功能是依靠北斗、GPS等導航衛星來定位的,但是導航衛星僅僅解決了位置精度,而地圖的精度則由測繪衛星來實現。以往我們只能精準確定高速公路和城市主路的位置,有了高分七號則能精準定位鄉間小路或城市小胡同的位置。使用高分七號獲取的地圖信息加上北斗的定位信息,才真正實現了“無死角”定位。

對地觀測全天候

目前,高分專項工程初步構建起我國穩定運行的高分衛星遙感系統,形成了全天候、全天時、時空協調的對地觀測能力。我國低軌遙感衛星分辨率由高分專項實施前最高2.1米提高到0.65米,靜止軌道遙感衛星分辨率由千米級提高到50米,低軌遙感衛星設計壽命由3年大幅提高到8年,已基本形成涵蓋不同空間分辨率、不同覆蓋寬度、不同譜段、不同重訪周期的高分數據體系,與其他衛星遙感數據相配合,為高分遙感應用奠定了堅實基礎,極大提高了我國天基對地觀測水平。

隨著高分專項天基系統的建設,國內進口衛星遙感數據已有近80%被高分專項數據替代,超過高分專項實施方案中替代率達60%的目標。

高分專項實施前,僅有自然資源、林業、測繪等8個行業,北京等少數幾個區域開展遙感衛星應用,現在高分專項數據已在20個行業、31個區域得到廣泛應用,成為相關部門主體業務的重要手段,成為國家治理體系和治理能力現代化的重要信息技術支撐。

目前,高分專項通過搭平臺、定標準、建體系、促聯盟等“十要素”建設,進行空間信息全產業鏈布局,不斷滿足我國新常態需要。通過設立以高分專項成果為基礎的衛星產業基金,衛星遙感產業化發展指日可待。

網站編輯:宮莉

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