由高分一号卫星应用看我国民用遥感卫星发展

由高分一号卫星应用看我国民用遥感卫星发展2013年4月底，高分一号卫星作为我国高分辨率对地观测系统的首发星，在酒泉成功发射。一年多以来，高分一号卫星在国土资源、环境和农业等领域取得了广泛的应用效果，正由以技术推广为主的卫星向业务应用型卫星发展。在轨应用大显身手自高分一号卫星发射后，国土资源部、环保部、农业部等用户部门应用卫星数据积极开展了科研试用，在矿产资源开发现状调查、水环境和大气环境监测、农业资源调查等方面取得重要阶段性成果。在国家统计局2013年河北等五省秋粮和新疆棉花种植面积统计工作中，高分一号卫星数据替代国外数据的使用率达70%，突破了该领域长期依赖国外卫星数据的瓶颈。我国民用高分辨率遥感数据国产化程度显著提高。常年从事地面监测工作的王兵对高分一号卫星的水环境监测能力感触极深。“太湖水华暴发面积动辄几十上百平方公里，利用卫星遥感手段大范围快速监测就成了最佳选择。”王兵介绍，在蓝藻集中监测的几个月里，卫星监测数据每天都会传送到环保部。工作人员可根据几个月到几年的监测数据，比较不同区域蓝藻首次暴发时间、频率频度等因素，反推出蓝藻的形成条件、变化趋势。高分一号卫星在应急救灾和灾后重建方面，也经受住了考验。去年的四川雅安地震、甘肃岷县地震和东北特大洪涝灾害中，高分一号卫星数据和专题解译产品被及时地提供给有关部门和地方政府。特别是在东北抗洪救灾中，高分一号卫星利用16米宽覆盖相机高效完成了洪水淹没区域的评估工作，与实际情况吻合率达90%以上，为黑龙江省灾后重建工作提供了有力的信息和技术支持。卫星数据产品如何“打通最后一公里”，更好地为用户服务？高分一号卫星也做了有益尝试。“利用该卫星监测和评估灾情，每个点都带有坐标，每天都能拿到更新的数据。”一直在抗洪一线参与实际救援工作的黑龙江省水文局副局长杨广元如是评价。不仅在国内遥感应用领域大显身手，高分一号卫星还促进了中国与国际的合作。针对巴基斯坦地震，中国国家航天局应亚太空间组织的请求，及时向巴基斯坦提供了地震灾区高分一号卫星的影像数据。此外，中国国家航天局与俄罗斯航天局签署了对地观测数据共享协议，通过国际合作，我国遥感应用也将获得更丰富的数据资源。应用技术优势彰显高分一号卫星能够取得上述应用效果，与其技术特点密不可分。首先，高分一号卫星具有同时实现高、中分辨率与大、小幅宽相结合的成像能力，能适应多种空间分辨率、多种光谱、多源遥感数据综合需求。其次，高分一号卫星可实现无地面控制点50米图像定位精度，能满足用户的精细化应用需求。此外，高分一号卫星还具备较强的数据处理与传输能力、高精度姿态控制能力以及高应用效能。在近期马航事件中，尽管高分一号卫星所获取的图像信息未被证实与失联客机直接相关，但其连续获取疑似目标图像信息的结果，充分展现了其在突发事件应急响应任务中不可替代的优势。据高分一号卫星总设计师白照广介绍，该卫星在马航搜寻过程中较好的成像质量，很大程度上得益于科研团队事先针对该遥感卫星进行的专项设计。后续他们还将引入其他民用遥感卫星设计专项技术，以提高图像精度。然而，白照广也并不讳言，高分一号卫星的各方面能力还有提升空间。未来，科研人员们还将在卫星姿态敏捷能力、星上数据处理和卫星自主测试方面继续提升高分系列卫星的应用能力。此外，目前高分一号卫星的两种相机载荷虽然在技术上是成功的，但面向应用时，二者协同工作却存在一定影响。“如果2米/8米相机机动侧摆，就会影响16米相机大幅宽的4天覆盖观测能力。高分一号技术后续将应用到两个序列卫星中去。”白照广说。白照广口中的“两个序列”，一个是要将载有2米/8米高分辨率相机的高分卫星作为独立序列发展，提高卫星的敏捷能力；另一个就是让载有16米宽覆盖相机的高分卫星“接力”已超寿命的环境一号A/B星。卫星立项或可期待虽然高分一号卫星的投入使用标志着我国高分辨率遥感卫星数据国产化向前迈出了决定性意义的一步，然而我国遥感卫星应用整体情况还存在着诸多不尽如人意之处。“自主卫星数据种类较单一、数据源较缺乏，信息源的应用刚刚起步等，都是制约遥感卫星应用的瓶颈。”高分一号卫星应用系统总设计师顾行发说。除了自主数据源获取存在困难，目前我国遥感应用研究还非常零碎和局部，整体规划较差。例如，美国的LANDSAT卫星从一号卫星发射到八号卫星，法国SPOT卫星也连续发射了6颗。而在我国，民用遥感卫星的立项往往缺乏宏观的统筹和部署，不同部门和不同应用领域中的数据也缺少连续性和一致性。保持对地观测卫星计划的可持续性，可谓迫在眉睫。海洋一号B星、环境一号A/B星与高分一号卫星同属民用遥感卫星，由同一个“娘家”航天东方红卫星有限公司抓总研制，在我国国民经济建设中同样发挥着极为重要的作用。近期，为延长寿命，超期服役4年的海洋一号B星和超期服役2年半的环境一号A/B星完成了轨道倾角调整控制任务。环保部、国家减灾委、国家海洋局等用户已将海洋、环境卫星作为其主要业务数据源。后续更多此类民用遥感卫星的立项和研制将为我国行业应用、应急救灾和灾后重建、国际合作应用等方面提供不竭的续航动力。“技术和应用需要互相协调促进。卫星只有通过不断的应用，才能促进技术的进步；而遥感卫星技术的提高，既需要提高相机成像能力，还需要提高成像质量，才能极大地发挥其应用效能。”白照广认为。