剛剛升空的這顆衛(wèi)星,可以一眼看遍北京城
- 2019-09-27 09:33:00
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9月12日11點26分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號丙運載火箭將資源一號02D衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
長征四號丙運載火箭發(fā)射(鄭逃逃 攝 )
這顆由中國航天科技集團(tuán)五院研制的衛(wèi)星,還有個很寫實的名字——5米光學(xué)衛(wèi)星。分辨率優(yōu)于5米、光學(xué)遙感,這些特點都包括在里面。這顆聽上去很普通的衛(wèi)星,有著非凡本領(lǐng)。它配置了9譜段可見近紅外相機和166譜段高光譜相機,將在國內(nèi)首次實現(xiàn)8個多光譜同時對地觀測。憑借特殊的“天眼”,它不僅能將宏觀景象、微觀細(xì)節(jié)盡收眼底,還能對觀測目標(biāo)層層剖析,看到神奇的光影世界,以此服務(wù)于國計民生。
一眼看遍北京城
農(nóng)用地、商業(yè)用地、建設(shè)用地、旅游用地、居民住宅地,國土資源有著自己獨特的“戶口”。相較于傳統(tǒng)的管理方法,通過衛(wèi)星進(jìn)行宏觀把控具有直觀、高效、時效性強等特點。
5米光學(xué)衛(wèi)星項目經(jīng)理李一凡介紹,該衛(wèi)星將工作在778公里高度的太陽同步軌道,其攜帶可見近紅外相機幅寬達(dá)115公里,可以實現(xiàn)大中型城市一次性全覆蓋。
可見近紅外相機是5米光學(xué)衛(wèi)星的主載荷,由五院508所研制。據(jù)該所載荷副總設(shè)計師王軍介紹,這臺相機幅寬大,一眼就能看遍北京主城區(qū);譜段多,融合后圖像色彩更加鮮艷。同時其全色圖像可分辨地面2.5米的景物,街道、建筑、車輛、山地水系、地貌形態(tài)等均清晰可見。
焦平面是相機光機主體的重要部分。508所相機技術(shù)負(fù)責(zé)人于生全說,這臺可見近紅外相機譜段數(shù)多達(dá)9個,為實現(xiàn)大幅寬,又需要多片探測器拼接,在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)通道分光、多譜帶成像、探測器拼接、電路板安裝、探測器散熱等功能,焦平面設(shè)計難度極大。經(jīng)過對多種方案分析對比,研制團(tuán)隊采用了雙通道多譜段高集成焦平面技術(shù),兩個通道分別用五色和四色探測器成像。這使得該相機可以獲取以往2臺相機才能獲取的景物信息。
探索色彩的奧秘
“紅橙黃綠青藍(lán)紫,誰持彩練當(dāng)空舞。”毛澤東在一首《菩薩蠻·大柏地》中,描繪了大柏地雨后的景色。
不過,傳統(tǒng)的顏色概念已被近代科學(xué)所顛覆——物體的顏色并不是自身的屬性,而是吸收和反射光的結(jié)果。例如,紅色的物體是吸收了白光中其他的顏色光,反射形成了我們眼中的紅色。不同物體的反射光不同,同一物體不同狀態(tài)的反射光也不同。因此,物體反射出的不同顏色光,其實蘊藏著豐富的信息,等待著人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。
5米光學(xué)衛(wèi)星正是帶著這一使命來到太空。它會將這些信息拍攝成各式各樣的照片,作為指導(dǎo)人類觀測地球、宏觀決策、微觀調(diào)控的指南。
明礬石、高嶺石、白云母、玉髓……地底的礦產(chǎn)成分錯綜復(fù)雜。而5米光學(xué)衛(wèi)星攜帶的166譜段高光譜相機,可以將它們層層分解。該相機一次成像將產(chǎn)生166張攜帶不同顏色信息的照片,準(zhǔn)確捕捉各類礦物質(zhì)反射的光信息,通過反演計算,能夠推算出礦產(chǎn)的含量和覆蓋范圍。可以說,這些照片合成之后妥妥就是一張“藏寶圖”。
要實現(xiàn)一次166張照片連拍,需要數(shù)據(jù)存儲和傳輸能力作保障。衛(wèi)星副總設(shè)計師韓波介紹,星上提供每秒900兆的數(shù)據(jù)傳輸,以及2T的數(shù)據(jù)存儲能力,同時采用第三代高速數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品和雙點波束天線提升數(shù)據(jù)下行能力,助力衛(wèi)星在軌高效穩(wěn)定運行。
研制團(tuán)隊與衛(wèi)星合影(中國航天科技集團(tuán)五院供圖 )
持續(xù)觀測、指哪拍哪
持續(xù)觀測、指哪拍哪
除了宏觀的廣角攝影,5米光學(xué)衛(wèi)星也可以將鏡頭聚焦微觀事物。
以農(nóng)作物種植來說,遙感數(shù)據(jù)不僅能交代種植面積、畝產(chǎn)信息,通過多光譜及高光譜圖像的精細(xì)區(qū)分,甚至能區(qū)別該農(nóng)作物的不同種類和不斷生長階段,實現(xiàn)生長的全流程監(jiān)控。
5米光學(xué)衛(wèi)星還擁有多項本領(lǐng)。李一凡表示,該衛(wèi)星的重訪周期最快可在3天以內(nèi),針對填海造陸、退耕還林等變化較快的目標(biāo),具備持續(xù)觀測能力。同時衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定對地定向控制模式,具備偏航定標(biāo)能力,即使觀測目標(biāo)不在下方,也能迅速調(diào)整姿態(tài),指哪拍哪。
記者了解到,5米光學(xué)衛(wèi)星的發(fā)射入軌,標(biāo)志著我國中分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星正式進(jìn)入業(yè)務(wù)化運行階段。未來它將與后續(xù)系列衛(wèi)星組網(wǎng)運行,為國家自然資源資產(chǎn)管理和生態(tài)監(jiān)理工作提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保障,同時兼顧防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境保護(hù)、城鄉(xiāng)建設(shè)、交通運輸、應(yīng)急管理等相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用需求。
(來源:科技日報)
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