高分辨率对地观测系统重大专项

擦亮找矿“天眼”——访宽幅高光谱小卫星载荷关键技术研究项目负责人李志忠
来源：国土资源报 发布时间：[2012-08-07]

7月27日，国家“863”计划重点项目《宽幅高光谱小卫星载荷关键技术研究》通过终审。  

　　该项目实现了哪些技术突破？这些技术在我国找矿快速突破中将发挥哪些作用？带着这些问题，记者采访了项目总负责人李志忠。  

　　全球仅美国一颗民用高光谱卫星在轨运行  

　　记者：请您介绍一下利用高光谱遥感技术进行地质矿产调查有哪些优势？  

　　李志忠：卫星遥感矿产调查具有速度快、不受野外地形地貌和交通条件限制等优点。自20世纪70年代开始，空间遥感已发展成为国际上一种常规地质调查手段。  

　　与全色和多光谱遥感相比，高光谱遥感的光谱分辨率得到大幅提高，提取的地物目标的属性信息也更多。因此，应用高光谱遥感技术，可获得近似连续的地物光谱信息，极大提高了对地表覆盖的识别能力，对地物要素分类识别方法灵活多样，也使得地物要素的定量或半定量分类识别成为可能。  

　　进入21世纪后，利用卫星高光谱技术开展地质调查受到越来越多国家的重视。但是，直到目前，全球只有美国一颗民用高光谱卫星在轨运行，全球所有的民用卫星高光谱数据均由这颗卫星提供。但是，这颗卫星马上就要退役。而且，由于这颗卫星在轨运行时间很长，成像幅宽较窄，现在提供的数据存在着图像质量退化和信噪比严重下降的问题，影响了数据的深入应用。  

　　记者：我国从什么时候开始的这项科研工作？  

　　李志忠：中国地质调查局在科技部和国土资源部科技与国际合作司的大力支持下，于2009年2月牵头组织国内从事遥感技术研究与应用的20多家单位、400多位专家，启动了《宽幅高光谱小卫星载荷关键技术研究》项目，并被列入到国家“863”计划重点项目。  

　　记者：是否可以这样理解，如果我们的这颗高光谱卫星发射后，中国就有可能成为取代美国、拥有全球唯一在轨运行高光谱卫星的国家了？  

　　李志忠：基本是这样。目前，虽然澳大利亚、德国都有类似的课题在研究，澳大利亚甚至也成功研发出卫星，但由于各种原因还未发射。  

　　适应我国找矿需要，对地观测宽度达60公里  

　　记者：该项目的主要任务有哪些？  

　　李志忠：概括地说，当初确定的任务主要包括三方面，一是研制高光谱卫星传感器样机，用于获取地物信息即地表地物的高光谱成像数据；二是建立高光谱成像数据处理的定量化模型；三是以地质矿产和油气探测为主，建立星地联系系统，将卫星获取的高光谱数据传输到地面数据库，开发地面数据库和相关配套软件，用于高光谱数据的接收、管理、处理和信息提取。  

　　记者：这次研发的卫星，与目前唯一在轨运行的美国民用高光谱卫星相比有哪些突出优势？  

　　李志忠：在卫星研制方面，我们突破了高光谱成像宽谱宽幅集成、在轨高精度定标、大规模高帧频短波红外探测器组件3项关键技术。研制出的原型样机，性能指标达到国际先进。  

　　与美国民用高光谱卫星相比，最突出的优势体现在宽幅上。我们研制的这颗卫星对地探测宽度可达60公里，一轨数据可覆盖七到八幅1：5万的标准图幅。而美国的高光谱卫星一轨数据只能覆盖地面7.5公里的范围，要制作一张1：5万的图幅，至少得用三轨数据来进行拼接，拼接处的地物信息损失较为严重。  

　　记者：这些技术对提高地质调查速度和质量有哪些帮助？  

　　李志忠：高光谱成像宽谱原型样机的研制，充分考虑了我国地质找矿的实际需要，  并借鉴了国外高光谱卫星的应用经验。  

　　首先，我国的重要成矿区带大部分都是近东西向展布，而美国民用高光谱卫星运行方向为南北向,且幅宽只有7.5公里,完成不了对成矿区带全覆盖的任务要求。通过高光谱成像宽谱宽幅集成技术和大规模高帧频短波红外探测器组件应用,可使我国的高光谱成像幅宽达到60公里, 大大提高了对地面的覆盖能力和地质调查速度。  

　　其次，从高光谱数据中提取矿物信息，识别物质成分的前提条件是高光谱数据的成像质量，特别是在对油气区微渗漏探测所获取的光谱信息较弱的情况下，要求高光谱成像数据必须具有较高的信噪比和定标精度。本次研制的高光谱成像宽谱原型样机，采用国际先进的视场分离放大技术和在轨高精度定标技术，有效改善了相机的整体信噪比和数据的定标精度，保证了地面应用的需求。  

　　第三，无论是岩性信息提取还是矿物信息提取，在整个地物的电磁波谱中信息反应最集中的谱段都在短波红外范围（即2000纳米至2500纳米左右）。本项目研制的成像光谱仪，主要面向地质矿产应用，因此特别重视短波红外谱段的探测。通过基于斯特林制冷机制冷的大规模高帧频短波红外探测器组件，能够有效地保障地物短波红外谱段的信息探测和提取。  

　　最后，本项目研制的成像光谱仪还首次研制出蓝紫波段增强的反射膜，有效改善了400～500纳米范围的探测灵敏度。最新研究显示，该谱段信息在岩性识别和油气探测中可以发挥巨大作用。我们将在这方面开展前瞻性的试验工作。  

　　自主研制我国首套高光谱地质应用系统  

　　记者：地面系统是如何构成的呢？  

　　李志忠：地面系统可称为国土资源高光谱遥感卫星地质应用系统，为国内首套将高光谱数据存储、管理和地质、环境信息提取与应用于一体化的具有自主知识产权的专业应用软件系统。该系统由高光谱数据接入、数据处理与管理、用户服务与信息发布、业务运行管理、典型地物波谱服务、典型地质应用等6个分系统组成，下设17个子系统，涵盖了矿产和油气探测主要领域。  

　　其中，高光谱数据接入分系统是星载高光谱数据从地面接收站到地质应用示范系统的数据入口，将数据转存到系统数据库中；提取相应的元数据并更新，抽取快视图像信息并进行快视播放。数据处理与管理分系统，可实现高光谱数据的快速处理，生成基础影像产品；实现海量高光谱数据的统一存储，屏蔽由于各种硬件设备不同引起的差异。利用用户服务与信息发布分系统，可实现对高光谱产品数据的快速检索查询、以及产品图像在数字地球上的显示，针对用户感兴趣的产品数据提供分发功能。  

　　记者：这一系统目前的运行情况怎样？  

　　李志忠：从2010年10月开始，课题组在汪大明、党福星和杨日红三位年轻博士的带领下，在航遥中心机房开展了地质应用示范系统的集成工作。目前系统运行状态良好，为国内多家单位遥感找矿信息提取提供了技术支持。  

　　记者：在该项目实施过程中，开展了哪些示范应用？  

　　李志忠：我们成功研制了高光谱星载传感器系统原型样机1套、仿真软件系统2套，地质应用系统6个分系统6套应用软件，分别在6个地区开展了矿产、油气和环境等典型应用示范，取得了显著的应用效果。  

　　我们与长庆油田研究院、延长石油集团、核工业地质研究院等多家单位开展了野外应用试验。在东天山试验区，使用模拟星载高光谱数据针对富铝白云母、蛇纹石、绿帘石、方解石以及绿泥石+蛇纹石五种典型蚀变矿物（组合）开展了蚀变矿物识别研究，识别精度采用与机载填图结果对比和实地野外查证点对比两种方法，分析得出蚀变矿物识别精度为85%，优于合同规定的80%。在鄂尔多斯，获取了整个盆地试验区Hyperion航天高光谱遥感数据，进行油气微渗漏信息提取，并基于航天高光谱遥感圈定了油气综合异常区，进行了机载高光谱测量对比试验，与油气化探信息进行对比验证了高光谱数据探测油气的准确性。目前，延长油田已将圈定的异常区作为重点靶区，并已开展相关野外工作。  
http://www.cmgb.com.cn/xwzx/hyxx/2012-08-07/417258.shtml

研制了宽幅高光谱成像仪原理样机。该样机采用双狭缝分割视场将4个光谱仪共用1个主光路的宽幅宽谱集成技术，实现了宽谱段宽视场；采用三反式光学结构和凸面光栅紧凑光路设计，实现了高信噪比和小型化轻量化；仪器覆盖可见光和短波红外，共包含310个波段，短波红外采用自主研制的2000×512红外焦平面器件；具有在轨辐射定标和光谱定标功能，其中在轨辐射相对定标精度优于4%，光谱定标精度优于1纳米；可达到卫星轨道600公里时仪器星下点分辨率30米，幅宽60千米的技术指标。初步建立了星载高光谱成像数据地质应用示范系统，为星载高光谱成像数据在矿产资源与能源探测等方面的定量化应用提供了技术支撑。







http://www.nrscc.gov.cn/nrscc/kjcg/ygjs/wxyg/201203/t20120329_30153.html

我国重大专项首颗高分辨率对地观测卫星即将发射
2013年03月31日 10:28  解放军报  

　　本报北京3月29日电 记者张晓祺报道：记者3月29日从国防科工局获悉，我国重大科技专项高分辨率对地观测系统“高分一号”任务，已完成卫星、运载火箭出厂审定工作，转入发射实施阶段。“高分一号”卫星将于4月在酒泉卫星发射中心择机发射。

　　据介绍，“高分一号”卫星是我国高分辨率对地观测系统的首发星，突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术，设计寿命5至8年。高分辨率对地观测系统工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》确定的16个重大专项之一，由国防科工局、总装备部牵头实施。

　　专项工程由天基观测系统、临近空间观测系统、航空观测系统、地面系统、应用系统等组成，计划“十二五”期间发射5至6颗观测卫星，建成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的对地观测系统。到2020年，高分系统与其他观测手段相结合，将形成具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的稳定运行系统。

　　专项的实施，将全面提升我国自主获取高分辨率观测数据能力，推动卫星及应用技术的跨越发展，保障现代农业、防灾减灾、资源环境、国家安全的重大战略需求，支撑国土调查与利用、地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理、疫情评估与公共卫生应急、地球系统科学研究等重点领域应用需求，加快推动我国空间信息产业发展。
http://mil.news.sina.com.cn/2013-03-31/1028720212.html

中国科学院高分重大专项2013年工作会在京召开
撰写时间:2013-04-02  作者:杨宏  

2013年3月27日，院高分办在北京组织我院高分22家成员单位召开了中科院高分重大专项2013年工作会。国防科工局重大专项工程中心田玉龙书记，总装高分观测专项办公室陈建祥总师，院高技术局于英杰副局长等领导参加了此次会议。我所吴一戎所长、丁赤飚副所长分别作为中科院高分办主任和常务副主任参加了会议。会议由吴一戎主任致辞开幕，丁赤飚常务副主任主持。

会议首先就我院高分专项2012年的工作进行了总结，并结合工作中存在的问题对2013年的工作进行了规划和部署。参会的高分成员单位结合本单位承担的高分项目，针对任务的执行情况、存在的问题和建议以及2013年工作计划等进行了详细的汇报和研讨。于英杰副局长、陈建祥总师以及田玉龙书记分别代表院机关以及军、民高分主管机关对我院高分工作提出了具体要求。

于副局长梳理了我院2012年在高分专项中取得的重大进展，并指出我院高分工作还存在技术尚未完全吃透、项目管理能力亟待加强、经费预算执行率不达标等问题。他要求各所严格高分专项的工程管理，切实提高预算执行率水平，面向应用，把握需求，在认真完成好在研高分任务的同时，着眼长远，提前谋划，积极参与国家层面的规划和后续任务的争取。同时，于副局长希望院高分办在现有基础上继续加强内部建设，加强对任务争取的组织协调，加强在高分学术交流方面的支撑和保障。

陈建祥总师总结了我院在高分专项（军用部分）工作中的进展，并强调，各所一定要统一思想，充分体现出中科院技术创新的优势，厘清技术难点，开展技术攻关，强化质量和进度管控，加强对于对地观测技术的应用牵引，发挥对地观测技术的应用效能。

结合高分专项（民用部分）的发展规划和实际进度，田玉龙书记指出，中科院应该更好地发挥出学科综合优势，做好顶层谋划，加强所之间的配合和交流，取长补短，形成合力，实现技术突破，产生综合效益。田书记表示，将继续支持中科院的高分工作，并愿与中科院一起，齐心协力，共同推进高分专项的进展。

最后，丁赤飚常务副主任对会议进行了总结。他衷心地感谢了军、民高分办，院机关对我院高分工作的大力支持和帮助，并表示中科院高分办将继续认真履行管理职能，发挥好沟通的桥梁纽带作用，做好我院高分专项的管理和服务支撑工作。

http://www.ie.cas.cn/xwzx/zhxw/201304/t20130402_3813231.html

“高分一号”
发射成功


2013-04-28 20:20:09

本报讯　记者从国家国防科技工业局了解到，4月26日12时13分04秒，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了“高分一号”卫星。此次任务还搭载发射了装载于荷兰研制的两个卫星分配器中的三颗微小卫星，三颗微小卫星分别由土耳其、阿根廷、厄瓜多尔研制，本次发射是长征系列运载火箭的第175次发射。

“高分一号”卫星是高分辨率对地观测系统（以下简称：高分专项）的首发星，主要用户部门为国土资源部、环境保护部、农业部，同时还将为我国其他十余个用户部门和有关区域提供示范应用服务。该星是我国首颗设计、考核寿命要求大于5年的低轨遥感卫星；实现在同一颗卫星上高分辨率和宽幅成像能力的结合，将在国土资源调查、环境监测、精准农业等方面发挥重要作用。

据了解，高分专项工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》所确定的16个重大专项之一，由天基观测系统、临近空间观测系统、航空观测系统、地面系统、应用系统等组成，于2010年经国务院批准启动实施。该专项工程的实施对于加快我国空间信息与应用技术发展，提升自主创新能力、强化应用效能，建设高分辨率先进对地观测系统，满足国民经济建设、社会发展和国家安全需要具有重要战略意义。“高分一号”卫星的成功发射，标志着高分专项工程取得阶段性成果，具有里程碑意义。（邱学雷）
http://114.113.227.14/epaper/zgh ... /story/345810.shtml

我国高分辨率卫星仍与国际顶尖水平存在差距(1)2013-05-03 13:46:08 中国航天报
http://military.china.com/important/11132797/20130503/17813265.html

                               
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随着认识地球、研究地球的深入，人类逐渐将视点从地面、低空扩展到太空，对地球的观测也越来越对连续性、快速性、精确性等提出了更高要求。

    高分卫星之间的实力较量
    ——全球高分辨率对地观测卫星对比剖析
    □本报记者刘斐特约撰稿人庞之浩
    随着认识地球、研究地球的深入，人类逐渐将视点从地面、低空扩展到太空，对地球的观测也越来越对连续性、快速性、精确性等提出了更高要求。
    高分辨率对地观测卫星随之进入了人类的视野，它们个个“身怀绝技”，以便更全面、更清楚、更深刻地了解地球及其周围环境，成为人类在太空安装的高效“监控眼”。
    高分市场军用领跑
    简单来讲，高分辨率对地观测卫星可以划分为军用和民用两类用途，而且二者都有广阔的应用市场。
    军用遥感卫星和民用遥感卫星在原理上并无二致，主要区别体现在卫星所使用的谱段和对地面分辨率要求上的差异。军用遥感卫星主要在可见光或近红外谱段成像，分辨率优于1米。
    也正因此，军用遥感卫星大部分都属于高分辨率对地观测卫星，只有少数用于普查的军用遥感卫星为了提高时间分辨率，而选择较高的运行轨道，从而使得卫星的空间分辨率有所减弱。
    与之相比，民用遥感卫星则主要在多光谱成像，以便识别地面各种特征，其分辨率高低差异参差不齐，但其总体水平普遍在军用卫星之下。
    在军用高分辨率光学成像遥感卫星领域，美国锁眼12号卫星最为突出。它采用了大面阵探测器、大型反射望远镜系统、数字成像系统、自适应光学成像技术、实时图像传输技术等，镜头口径3米，焦距27米，分辨率达0.1米。
    而法国太阳神2号A、B卫星分辨率达0.5米，其军民两用光学成像遥感卫星“昴宿星”的分辨率达0.7米。
    以色列最先进的地平线9号小型光学成像遥感卫星分辨率达0.5米。日本现役的第二代光学成像“情报收集卫星”分辨率则为0.6米。

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简单来讲，高分辨率对地观测卫星可以划分为军用和民用两类用途，而且二者都有广阔的应用市场。

    在军用高分辨率雷达成像遥感卫星领域，美国“长曲棍球”卫星堪称“老大”，其分辨率达0.3米。该卫星的设计特点是装有巨大的合成孔径雷达天线和太阳能电池帆板，卫星装载的高分辨率合成孔径雷达能以多种波束模式对地面目标成像，使“长曲棍球”不仅能全天候、全天时工作，还可以发现伪装的武器和识别假目标，甚至能穿透干燥的地表，发现藏在地下一定深度的设施，并对活动目标有一定跟踪能力。
    德国的军用卫星“合成孔径雷达-放大镜”和意大利的军民两用卫星“宇宙-地中海”，分辨率分别能达到0.5米和1米。此外，分辨率达1米的还有日本现役的第二代雷达成像“情报收集卫星”、以色列的“技术合成孔径雷达”卫星、印度军民两用的雷达成像卫星1号、2号等。
    未来，高分辨率对地观测卫星的发展趋势之一就是要进一步提高空间分辨率，采用分布式星座缩短卫星的重访周期；其次，要继续扩大视场宽度，提高卫星的时间分辨率；再次，积极发展小型、低成本和可应急发射的军民两用高分辨率对地观测卫星，建造两用卫星混编星座，提高对地观测效率等等。
    民用领域多国角逐
    随着经济建设和社会发展的步伐不断加快，人类对遥感卫星的空间分辨率要求越来越高，所以高分辨率对地观测卫星的发射数量和研制国家正日益增多。一般来讲，分辨率约2米的民用遥感卫星都可进入民用高分辨率对地观测卫星的范畴。
    近年来，高分辨率对地观测卫星的发射数量已占遥感卫星发射总数的约41%，而且其有效占比有继续增加的趋势。单从这一点，说人类对地观测已经进入高分卫星时代，一点都不夸张。美国、德国、印度、以色列和俄罗斯等国都在积极发展民用高分辨率对地观测卫星。
    美国高分辨率对地观测卫星大多是小型商用卫星，有多个型号：
    艾科诺斯2号卫星的分辨率为0.82米，幅宽11.3千米；快鸟2号卫星的分辨率为0.61米，幅宽16.5千米；地球之眼1号卫星的分辨率为0.41米，幅宽15.2千米；世界观测2号卫星的分辨率为0.46米，幅宽16.4千米。
    这些卫星在服务民用的同时，也都可以兼顾军事用途。
    2012年9月9日，法国首颗第4代“斯波特”——斯波特6号卫星成功入轨。作为光学成像卫星，斯波特6号卫星只有800千克，设计寿命长达10年，分辨率可达2.5米，幅宽60千米，并能同轨立体成像。该星上有两台高分辨率相机，每天成像范围达250万平方千米。
    虽然单从分辨率和幅宽来讲与第3代“斯波特”所差无几，但斯波特6号卫星更加敏捷，能执行快速反应任务，每天上传6个任务计划，获取无云图像。

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在军用高分辨率光学成像遥感卫星领域，美国锁眼12号卫星最为突出。它采用了大面阵探测器、大型反射望远镜系统、数字成像系统、自适应光学成像技术、实时图像传输技术等，镜头口径3米，焦距27米，分辨率达0.1米。

    它们与两颗已上天的法国“昴宿星”形成互补(“昴宿星”虽然分辨率高达0.7米，但幅宽只有20千米)，满足多样化任务需求，保持系统的宽覆盖能力和图像数据的连续性。
    “陆地合成孔径雷达-X”是德国民用和商用高分辨率雷达成像卫星，也是世界首个高精度干涉合成孔径雷达卫星系统，分辨率优于1米，现广泛用于农林管理、地质调查、海事监测等领域。
    印度拥有4颗“制图”系列高分辨率对地观测卫星，分别是制图卫星1号、制图卫星2号和制图卫星2号A、B星，其最高分辨率达到1米。同时，印度正在研制中的制图卫星3号的分辨率有望达到0.3米。
    以色列地球资源观测系统-B卫星运行在距离地面540千米高的太阳同步轨道上，观测周期为4天，分辨率约为0.7米，设计寿命6年。星上相机的观测角变化范围为±45°，正因为有较大的相机观测角变化范围，它才有能力获得较多的立体像对。
    俄罗斯新一代民用高分辨率光学成像卫星——资源-DK的分辨率为1米，其正在研制的资源-P卫星的分辨率为0.4米。
    2012年，韩国阿里郎3号多用途卫星升空。它载有光学相机，能够拍摄0.7米高分辨率照片。今年，韩国也在计划发射1米分辨率的雷达卫星。
    不难发现，各国正你追我赶地发展高分辨率对地观测卫星，并希望在此领域有所斩获。
    未来发展空间很大
    目前，航空航天遥感正向高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率、多极化、多角度的方向迅猛发展。

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德国的军用卫星“合成孔径雷达-放大镜”和意大利的军民两用卫星“宇宙-地中海”，分辨率分别能达到0.5米和1米。

    我国在发展高分辨率对地观测卫星方面起步晚了几十年。作为高分辨率对地观测系统的首发星，高分一号卫星突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术，分辨率可达2米，经过相机多角度视场拼接，优于16米分辨率的视场可达800多千米，4天即可完成一次重访，在分辨率和幅宽的综合指标上达到了目前国内外民用光学遥感卫星的领先水平。
    虽然在高分辨率对地观测系统建设方面，我国较之国外一些国家起步晚，但较高的起点使我国在技术上掌握了主动权，为下一步实现跨越式发展奠定了基础。
    首先是空间分辨率上的绝对差距。目前全球民用高分辨率对地观测卫星中，空间分辨率最高的卫星当属美国的地球之眼1号卫星，可以达到0.41米，而高分一号存在一定差距，在技术突破和创新跨越等方面尚待提高。
    其次，在图像质量上也有较大进步空间。一方面在卫星设计上还需要进一步研究和深化，继续从相机本身和整星角度考虑如何继续提高相机的成像质量；另一方面，要大力提升地面短板，通过定标场的建设来提升图像的校准能力，从而进一步提升图像质量。
    当然，卫星能力也还存在差距。国外高分辨率对地观测卫星的重量更轻巧、寿命更长久，同时卫星的姿态敏捷能力非常高，工作更加灵活。而这些连同星上关键产品的国产化和质量，都是我国高分辨率对地观测卫星在未来研制攻关中需要重点突破的一些难题。
    从事高分辨率对地观测系统建设的专家们对此持乐观态度，他们认为，凭借当前我国航天的技术实力，缩小与国外在高分卫星方面的技术差距，指日可待。

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近年来，高分辨率对地观测卫星的发射数量已占遥感卫星发射总数的约41%，而且其有效占比有继续增加的趋势。单从这一点，说人类对地观测已经进入高分卫星时代，一点都不夸张。美国、德国、印度、以色列和俄罗斯等国都在积极发展民用高分辨率对地观测卫星。

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2012年，韩国阿里郎3号多用途卫星升空。它载有光学相机，能够拍摄0.7米高分辨率照片。今年，韩国也在计划发射1米分辨率的雷达卫星。

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2012年9月9日，法国首颗第4代“斯波特”——斯波特6号卫星成功入轨。作为光学成像卫星，斯波特6号卫星只有800千克，设计寿命长达10年，分辨率可达2.5米，幅宽60千米，并能同轨立体成像。该星上有两台高分辨率相机，每天成像范围达250万平方千米。

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我国在发展高分辨率对地观测卫星方面起步晚了几十年。作为高分辨率对地观测系统的首发星，高分一号卫星突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术，分辨率可达2米，经过相机多角度视场拼接，优于16米分辨率的视场可达800多千米，4天即可完成一次重访，在分辨率和幅宽的综合指标上达到了目前国内外民用光学遥感卫星的领先水平。

“高分一号”
对地观测看得更细致分明
文 心 张梦瑶
《 人民日报海外版 》（ 2013年05月04日   第 08 版）


　　对我们这样一个航天大国来说,每年高密度的运载火箭发射日历已经让世界媒体习以为常，但是近日“长征二号丁”运载火箭在甘肃酒泉的顺利升空，还是吸引了媒体和人们的特别关注，其原因一方面在于该火箭首次以“一箭四星”的发射方式；另一方面在于那颗名为“高分一号”的卫星，作为国家科技重大专项高分辨率对地观测系统6颗卫星中的首星，它的发射入轨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意义的一步。

　　“高分一号” 分高何处

　　“高分一号”由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院航天东方红卫星有限公司研制，突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术，设计寿命上刷新了低轨卫星平均3年的纪录，达到5至8年。“高分一号”被称作“太空千里眼”，其高分辨率体现在空间、时间、光谱和辐射分辨率4个方面。空间分辨率指从卫星照片上能辨别地面目标的最小尺寸，“高分一号”卫星的相机与目前国内分辨率领先的“资源一号”02C星所用相机相近，空间分辨率可达2米左右。时间分辨率指重复观察同一地物所需要的时间。据了解，“高分一号”只需4天就能把地球完整地看一遍。一般而言，空间分辨率和时间分辨率是一对“冤家”，通常需要牺牲一方来保证另一方的领先水平，但“高分一号”实现了这两点的最优组合。另外，“高分一号”光谱成像能力上增加了高分辨率多光谱成像能力，是目前国内运行卫星载荷中的最高水平，除了黑白照片，还可下传具有红黄蓝绿4个谱段的彩色图像。此次任务还搭载发射了3颗外国微小卫星，分别由土耳其、阿根廷、厄瓜多尔研制，是我国首次实现一箭四星发射。

　　替代国外  数据国产

　　美国是率先发展高分辨率观测系统的国家，已有多颗高分辨率卫星运行，为其带来了巨大的军事和经济效益。其他国家如以色列、法国和印度等也有零星布子，在数据资源有限的情况下，上述国家对数据分享的消极态度限制了亚非国家获取本国信息的渠道。“高分一号”工程总指挥兼系统总设计师白广照表示，“高分一号”定位为替代国外，实现满足国民经济建设急需的高分辨率遥感卫星数据的国产化。预计到2020年，我国空间数据自给率将提高到60%至80%。该卫星主要用户为国土资源部、农业部和环境保护部，同时还将为我国其他10多个用户部门和有关区域提供示范应用服务。高分专项的实施，将全面提升我国自助获取高分辨率观测数据能力，推动卫星及应用技术的跨越发展，保障现代农业、减灾救灾、资源环境、国家安全的重大战略需求，支撑国土调查和利用、地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、电子政务应用业务、城市和交通精细化管理、疫情评估和公共卫生应急、地球系统科学研究等重点领域应用需求，并替代同类进口图像数据。“高分一号”对于减灾救灾最大的优势就是精确性和及时性，将为我国综合减灾救灾提供快速、准确的辅助决策信息示范。白广照指出，“高分一号”卫星一上天，将优先考虑对芦山地震灾情开展监测，争取尽早为抗震救灾和灾后恢复重建提供高分辨率的卫星遥感监测数据。尽管有一些遥感卫星和北斗卫星导航的帮助，但最近中国四川芦山地震后的灾后救援工作中依然暴露出缺乏准确和及时的数据问题，使得“高分一号”更有效地对地观测变得至关重要。

　　保持高分  前路漫漫

　　白广照介绍，“高分一号”对定位精度和姿态稳定度的要求均高于目前国内卫星，但目前我国的卫星遥感技术与国际先进水平还有较大差距，主要体现在分辨率、卫星姿态敏捷能力等方面。俄罗斯《商业资讯日报》也指出，尽管中国在卫星技术发展上取得了一定的成就，但在高分卫星技术领域仍然是“初学者”，且商业应用处于相对滞后的状态。高分辨率对地观测系统工程预计到2020年与其他观测相结合，形成具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的稳定运行系统。该专项后续卫星的研制，将在“高分一号”基础时间上，向更高分辨率、更高精度方向循序渐进发展。通过高分辨率对地观测系统重大专项工程的实施，将为我国卫星遥感技术提升积累经验并形成突破。
http://paper.people.com.cn/rmrbh ... _1234878.htm?div=-1

雷电院成功研制首套民用高分辨率全极化SAR雷达

本报讯（通讯员　邹晔）　作为国家高分专项（民用部分）航空对地观测系统发布的第一个微波类载荷承研单位，近日，中航工业雷电院历时两年半的自主研发，圆满完成X波段高分辨率全极化SAR雷达的研制和技术校飞任务，获得了国内高分航空系统中第一幅全极化合成孔径雷达图像。国防科工局副局长胡亚枫一行日前赴北京良乡机场考察研制情况，登机参观了雷达演示操作，并观看了雷达研制汇报片。

国家重大专项高分辨率对地观测系统中，重点发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率先进对地观测系统，最终形成空间信息产业链。在高分专项中，航空系统的空间分辨率最高，观测手段最齐全，综合集成能力最强，是获取高分辨数据的主要手段。

该项目研制周期短、任务系统复杂，团队先后攻克了高极化隔离度宽带共口径天线、极化通道一致性设计、宽带收发、高精度极化定标、高精度运动补偿技术和高分辨率宽测绘带成像等关键技术，所研制的雷达能够实现高分辨率、全极化数据获取和大幅宽实时成像，同时支持1:10000比例尺制图。地面数据预处理软件的研发使用，可以把飞行获取的回波数据，处理生成符合规范的标准图像产品。与传统单极化成像雷达相比，高分辨率全极化合成孔径雷达可以探测到更为丰富的地物散射信息。与光学探测成像相比，该系统不受气候、昼夜的影响，具备全天时、全天候的特点，在国家重大专项高分辨率对地观测系统中，装备高分辨率全极化合成孔径雷达的航空系统机动性好、响应速度快，在灾害应急处理方面优势显著。

雷达技术校飞取得圆满成功，所获得SAR图像画质清晰、层次丰富，城市村庄、农田树林、道路桥梁、山川河流清晰可辨，高压线和高压线塔及其投影也清晰呈现在图像中。

X波段高分辨率全极化SAR工程化程度高，可以在多个航空平台上应用。作为卫星数据的有效补充，雷达在地形测绘、灾害监测评估、环境与国土资源监测等领域具有广泛的应用价值。特别是在灾害应急处理方面，雷达系统能及时为灾害应急处理提供信息丰富、清晰准确的图像，对及时开展救援、进行受灾评估、减轻灾害损失具有重要意义。

http://114.113.227.14/epaper/zghkb/2013/09/14/A03/story/360051.shtml

我校主持承担的一项国家973计划项目通过课题验收

点击数:[613] | 加入时间:[2013-10-23 09:53]

10月20日，我校仪器光电学院房建成教授担任首席科学家的国家973计划项目“高分辨率对地观测系统中的高精度实时运动成像基础研究”在北航新主楼B707召开了课题验收评审会。


课题验收专家组由项目首席科学家房建成教授担任组长，验收专家组由项目责任专家中国测绘科学研究院林宗坚教授和项目专家组我校姚骏恩院士、中科院电子所吴一戎院士等十五位专家以及特邀国内同行专家组成，参加会议的还有各课题负责人以及学术骨干。


工信部科技司谢全副处长和北航科研院基础研究院相艳院长分别代表上级主管部门和项目依托单位致辞，科技部基础研究中心钱庆利博士参加了会议。验收专家组认真听取了各课题负责人进行的研究工作总结与取得主要成果汇报，与课题承担人员进行了认真讨论，并针对各个课题提出了宝贵建议。


高精度实时运动成像是高分辨率对地观测的核心，但我国缺乏对这一重大基础科学问题的系统深入研究，与国外先进水平差距很大，严重制约了我国高分辨率对地观测系统的发展。特别是，高分辨率航空遥感载荷成像要求载机做匀速、平稳的理想直线运动，但航空遥感飞行平台收到各种扰动影响难以实现理想运动，导致载荷运动成像质量严重退化，如何精确测量运动误差并高精度实时运动补偿是国际公认的理论难题，更是制约我国高分辨率机载对地观测的技术瓶颈。该项目由北京航空航天大学牵头，联合中科院电子所、西安光学精密机械研究所、上海技术物理研究所、长春光学精密机械及物理研究所以及清华大学、浙江大学、北京理工大学等八家国内优势单位，2008年共同论证和建议，2009年1月由科技部正式批准组织实施，历经五年协同攻关，取得了系列高水平理论和技术突破，并在首席科学家房建成教授的统一组织领导下，对于项目提出的新理论和新方法进行了系列飞行验证，取得了显著效果。


课题验收专家组对该项目各课题的完成质量都给予了高度评价，一致认为各课题承担单位出色完成了任务书规定的研究内容，达到了预期的研究目标，在高分辨率对地观测的基础理论与关键技术方面取得了系列突破性进展。项目的实施为我国高分辨率对地观测技术的发展提供了理论支撑，显著提高了我国机载高分辨率对地观测系统中的高精度实时运动成像技术水平，研究提出的高精度位置姿态测量方法和研制的高精度光学POS系统为我国机载X波段干涉SAR成像高程精度从3米提高至0.27米以及机载干涉型光谱仪等典型载荷成像分辨率的大幅提高发挥了关键作用，推动了我国对地观测技术领域的跨越式发展，并有力支撑了高分重大专项的关键技术攻关。


项目执行期间，各课题承担单位发表了一系列高水平学术论文，获得了多项国家级与省部级研究成果，并培养了一批具有创新能力的学术带头人和青年骨干。


（钟麦英 何述义）

http://news.buaa.edu.cn/dispnews ... mp;s_table=news_txt

yy1129 发表于 2013-9-16 16:53

                               
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雷电院成功研制首套民用高分辨率全极化SAR雷达

本报讯（通讯员　邹晔）　作为国家高分专项（民用部分）航 ...

我国“高分专项”航空系统首个观测设备将投入使用

　　新华社北京１１月２２日电（记者余晓洁）我国高分辨率对地观测系统重大专项首个观测设备——Ｘ波段高分辨率全极化合成孔径雷达，２２日通过评审。雷达功能性能达到预期目标，所获取的图像画质清晰、层次丰富，将于近期投入使用。

　　记者从国防科工局获悉，Ｘ波段高分辨率全极化合成孔径雷达由中国航空工业集团公司６０７所研制。它攻克了宽带收发、高精度运动补偿、高分辨宽测绘带成像等多项关键技术，实现了高分辨率、全极化数据获取和大幅宽实时成像，同时支持１∶１００００比例尺制图。可满足国家综合减灾、环境治理、国土资源调查、海域监察等领域的需要，对推动我国航空观测技术进步具有重要意义。

　　据介绍，航空观测系统是“高分专项”重要组成部分。它以大气层航空飞行器为载体，由飞行平台、对地观测设备和地面数据处理系统三部分组成，可获取可见光和微波等各类高分辨率数据。经数据处理形成对地观测信息，服务于基础测绘、灾害监测、资源和环境调查、气象水文观测等众多领域。

李萌副部长赴北京航空航天大学调研973计划工作
http://news.xinhuanet.com/politics/2014-04/21/c_126412623.htm

近日，科技部李萌副部长到北京航空航天大学调研，听取该校973计划项目汇报，考察相关实验室并与科研人员进行了交流。科技部基础司彭以祺副司长、工信部科技司陈因司长一同参加了调研。

李萌首先听取了973计划“网络信息空间大数据计算理论”项目首席科学家怀进鹏教授的工作方案报告，以及973计划顾问组专家邬贺铨院士等与会专家关于项目工作方案的讨论，随后考察了仪器科学与光电工程学院光纤陀螺实验室，听取房建成教授介绍973计划“高分辨率对地观测系统中的高精度实时运动成像基础研究”项目取得的研究成果。在电子信息工程学院，李萌了解了该校在智能空管系统方面的最新研究进展及转化应用情况，并和张军教授带领的973计划“复杂低空飞行的自主避险理论与方法研究”项目团队进行了广泛交流。

李萌在调研中指出，北京航空航天大学承担的973计划项目注重发挥大学的优势，围绕国家重大需求凝练关键科学问题，组织优势团队开展高水平基础研究，取得了很好的成绩。当前，科技部正在抓紧落实《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》，强化统筹协调和顶层设计，希望高校进一步发挥科技引领作用，加强基础研究和产学研结合，为国家创新驱动发展战略的实施做出更大贡献。

2006年以来，北京航空航天大学已牵头承担了12个973计划项目，在非晶合金、纳米复合材料、海量信息处理、数字媒体研究、机器人研究、自主避险理论、大型客机的气动噪声机理、大型飞机电液动力控制等方面形成了多个基础研究优势团队。

HydroSky团队建成“高分辨率对地观测系统”清华数据中心

近期HydroSky团队与高分应用技术中心（筹）签订协议，成功将“高分辨率对地观测系统重大专项（民用部分）”（简称“高分专项”）科教服务板块中心落户清华大学。该科教板块中心的建成，使清华大学成为中国高校第一家开展高分系列卫星数据产品研发和应用服务的单位。目前板块中心已启动试运行，并将于上半年进一步扩充完善。

“高分专项”是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中确定的16个重大专项之一，计划投资200亿元，一共发射7颗卫星。高分系列卫星将覆盖从全色、多光谱到高光谱，从光学到雷达，从太阳同步轨道到地球同步轨道等多种类型，构成一个具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率能力的对地观测系统。

目前“高分一号”和“高分二号”已分别于2013年4月26日和2014年8月19日成功发射。清华科教板块中心可提供“高分一号”2米（全色）、8米（多光谱）、16米（多光谱宽幅）数据产品；高分二号还将提供亚米级产品。欢迎广大科研人员与我们联系使用

ps：怎么有两个高分专项帖
http://bbs.9ifly.cn/thread-10657-1-1.html

　中新社北京10月22日电 (张素 邱学雷)记者22日从中国国家国防科技工业局获悉，截至2015年9月底，累计分发高分一号、高分二号卫星数据345万景，广泛应用于18个行业、1100多家用户。目前已全面启动高分专项省域应用推广。
　　“高分一号”于2013年4月26日成功发射。“高分二号”于2014年8月19日成功发射。高分数据在国土、环境、测绘、农业、林业等行业应用中取得了重要应用成果，有力支撑了国家国土资源调查、海域监察、农作物估产、环境治理等需要。
　　目前，高分专项已在21个省级行政区域建立了高分辨率对地观测系统省级数据与应用中心，取得了一大批应用成果，为促进区域经济发展、提升地方政府现代化治理能力等提供了服务支撑。例如，新疆自治区结合森林草地资源调查、跨境水资源管理、冰雪灾害应急、输油气管线管理等工作，在西天山、果子沟、阿克苏等地区开展试点应用，取得显著经济和社会效益。
　　国防科工局重大专项工程中心主任童旭东表示，高分专项将紧密围绕“一带一路”、“京津冀协同发展”、“长江经济带”、“军民融合”等国家发展战略，结合各地自身经济社会的发展特色，开展区域产业化应用推广，强力拉动省域乃至县域的经济社会发展，推动政府综合治理体系和治理能力提升。
　　“高分专项将根据成熟度，分期分批启动实施各省域应用示范项目。”童旭东说。近期已正式发布《高分专项卫星遥感数据管理暂行办法》，将推动中国遥感卫星应用产业化、国际化，完善遥感卫星数据应用推广组织构架，解决或原则界定高分数据权属关系、申请流程与分发渠道等制约应用的问题。(完)