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▲ 高分五號(hào)衛(wèi)星在軌飛行效果圖

6月2日，我國高分六號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射，并已于近日傳回對(duì)地觀測(cè)的高清圖像。也就是說，我們頭頂上又多了一個(gè)天天守望人間的“中國小仙”。

古語云：“天網(wǎng)恢恢，疏而不漏”。高分六號(hào)衛(wèi)星正是為“天網(wǎng)”增加了一只眼睛，技術(shù)上支持了老人們常常告誡的：“人在做，天在看”。

既然已經(jīng)是“高分六號(hào)”了，那么舉頭三尺在默默守望的就肯定不止1顆了。讓我們先了解一下我國的“高分專項(xiàng)”工程。

我國的“天眼”工程

高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)（簡稱高分專項(xiàng)）是《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）》確定的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一，于2010年批準(zhǔn)啟動(dòng)實(shí)施。

“高分專項(xiàng)”是一個(gè)非常龐大的對(duì)地遙感技術(shù)項(xiàng)目，整個(gè)工程計(jì)劃在2020年前完成建設(shè)并投入使用。

由于是從天上監(jiān)看人間，所以高分專項(xiàng)工程又被形象地稱為“天眼”工程。有意思的是，這些“天眼”都是“個(gè)性化定制”，性能上一步一個(gè)臺(tái)階，功能上也各有特色。這主要源于高分專項(xiàng)工程作為創(chuàng)新工程的定位。

▲ 高分一號(hào)衛(wèi)星正在轉(zhuǎn)運(yùn)中

“蒼天有眼”的花式感受

高分一號(hào)

高分一號(hào)衛(wèi)星是位于太陽同步軌道的光學(xué)遙感小衛(wèi)星，于2013年4月26日發(fā)射入軌，設(shè)計(jì)壽命5～8年。作為首發(fā)星，主要解決了低軌小衛(wèi)星高分辨率對(duì)地觀測(cè)的系列技術(shù)問題。與國際上同類的民用遙感小衛(wèi)星相比，它在性能上已進(jìn)入中等偏上游的隊(duì)列。

值得一提的是，作為我國首顆民用可對(duì)地清晰監(jiān)視的小衛(wèi)星，“高分一號(hào)”在公安執(zhí)法、災(zāi)害環(huán)保、國際救災(zāi)等領(lǐng)域的應(yīng)用都具有劃時(shí)代的意義。據(jù)人民網(wǎng)報(bào)道，公安部曾利用高分一號(hào)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)在黑龍江、內(nèi)蒙古、河北等地發(fā)現(xiàn)了多處罌粟種植區(qū)；在吉林、內(nèi)蒙古等地發(fā)現(xiàn)了新中國成立以來最大面積的大麻種植區(qū)；在邊界發(fā)現(xiàn)數(shù)十條非法越境通道；在福建發(fā)現(xiàn)海上大型走私油庫等?！吧n天有眼”的意思大家不妨隨便感受一下……

此外，“高分一號(hào)”還被用于地震監(jiān)測(cè)。在2014年2月的新疆于田地震中，“高分一號(hào)”的數(shù)據(jù)就快速確立了震中位置，并得出地表破裂帶的分布情況及其破壞范圍；同年，“高分一號(hào)”成為我國參與空間與重大國際災(zāi)害國際憲章的憲章值班星，為國際社會(huì)中遭受重大自然災(zāi)害的國家和地區(qū)無償提供災(zāi)害監(jiān)測(cè)與管理、緊急救援與災(zāi)后重建的有關(guān)數(shù)據(jù)。

▲ 高分二號(hào)衛(wèi)星拍攝的北京影像圖

▲ 高分三號(hào)拍攝的廈門影像

高分二號(hào)

高分二號(hào)衛(wèi)星與高分一號(hào)衛(wèi)星一樣，也是位于太陽同步軌道的光學(xué)遙感衛(wèi)星，于2014年8月19日成功發(fā)射，但其不再是小衛(wèi)星，而是超過2噸的“大家伙”。它的優(yōu)勢(shì)是對(duì)地分辨率最高可達(dá)0.8米，幅寬45公里，成為我國民用對(duì)地遙感進(jìn)入“亞米級(jí)”時(shí)代的標(biāo)志。

高分二號(hào)衛(wèi)星于2015年3月投入使用，它廣泛應(yīng)用于土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃管理和評(píng)價(jià)、交通運(yùn)輸管理和林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。其主要用戶為國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部和國家林業(yè)局等18個(gè)國家部委和28個(gè)省市地方行業(yè)，并對(duì)國防軍事與商業(yè)市場均有支持。“高分二號(hào)”月分發(fā)20余萬景、超過1.1億平方公里的影像，已成為我國亞米級(jí)高分辨率影像主力數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)市場占有率達(dá)80%，徹底改變了我國高分辨率對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)主要依賴進(jìn)口的局面。此外，“高分二號(hào)”還支持踐行“一帶一路”國家戰(zhàn)略，促成了我國高分專項(xiàng)在委內(nèi)瑞拉乃至南美地區(qū)“落地”。

高分三號(hào)

不同于高分一號(hào)和二號(hào)都是光學(xué)遙感衛(wèi)星，高分三號(hào)衛(wèi)星主攻雷達(dá)遙感技術(shù)。這顆設(shè)計(jì)使用壽命8年的低軌衛(wèi)星于2016年8月10日成功發(fā)射，是我國首顆分辨率達(dá)到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星。它的“特長”是可以實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)的對(duì)地觀測(cè)，不再受白天黑夜、風(fēng)雪云雨等天象影響。簡單地說，這家伙不但是“千里眼”，還是個(gè)“透視眼”。

值得一提的是，“高分三號(hào)”有12種工作模式，是世界上工作模式最多的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，既可以觀測(cè)陸地，也能觀測(cè)海洋，兼具大范圍普查和對(duì)特定目標(biāo)詳查的功能。由于它做到了“海陸全能”，在我國的海洋維權(quán)、海洋開發(fā)和海洋資源保護(hù)方面發(fā)揮了重要作用。其主用戶遍及國家海洋局、民政部、水利部、中國氣象局等十幾個(gè)部門及行業(yè)。

▲ 高分四號(hào)拍攝的澳大利亞火災(zāi)影像

高分四號(hào)

如果說高分前3顆星都是“千里眼”的話，高分四號(hào)衛(wèi)星就是“萬里眼”。前3顆衛(wèi)星停留在距地面幾百公里的低軌道，所以其每次“看地球”的范圍比較小，也就是幅寬小，而高分四號(hào)為了開闊眼界，就跑到距地36000公里的地球靜止軌道去“居高臨下”了。

2016年6月13日，高分四號(hào)衛(wèi)星投入使用，這是個(gè)重5噸的“大個(gè)子”，它是我國第一顆地球靜止軌道遙感衛(wèi)星，定位于東經(jīng)110度的赤道上空，即海南島的正南方。利用地球靜止軌道“站得高、看得遠(yuǎn)”的優(yōu)勢(shì)，它一眼就能盯住近半個(gè)地球，“高分四號(hào)”以50米分辨率可見光、400米分辨率中波紅外遙感能力，長期定點(diǎn)觀測(cè)中國南海及周邊地區(qū)。請(qǐng)隨便感受一下“蒼天有眼”還定點(diǎn)懸在你頭頂不動(dòng)的效果。

有意思的是，“高分四號(hào)”與位于低軌的“高分一號(hào)”“高分二號(hào)”等衛(wèi)星是組網(wǎng)運(yùn)行的。也就是說，先由高分四號(hào)衛(wèi)星“站得高、看得遠(yuǎn)”地粗掃一眼，再引導(dǎo)低軌衛(wèi)星去近距離詳查。

在這個(gè)過程中，“高分四號(hào)”的每張照片覆蓋范圍約16萬平方公里，完成對(duì)西太平洋1000萬平方公里海區(qū)的覆蓋約需60張，4～12分鐘即可完成拍攝?！案叻炙奶?hào)”也是國際憲章值班衛(wèi)星，曾對(duì)2016年澳大利亞南部的森林大火進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，為防火應(yīng)急任務(wù)決策提供了支持。此外,高分四號(hào)衛(wèi)星還可對(duì)臺(tái)風(fēng)進(jìn)行高頻次連續(xù)監(jiān)測(cè),持續(xù)監(jiān)控地殼溫度、作出地震預(yù)警，在沙塵暴監(jiān)測(cè)、雪災(zāi)預(yù)報(bào)、霧霾污染源查找等應(yīng)用領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用。

高分五號(hào)

今年5月9日發(fā)射的高分五號(hào)衛(wèi)星是為霧霾等大氣問題量身定制的環(huán)境專用衛(wèi)星，可以間接測(cè)定PM2.5。

高分五號(hào)衛(wèi)星主要用于探測(cè)區(qū)域大氣污染氣體，據(jù)稱是高分專項(xiàng)中搭載載荷最多、光譜分辨率最高、研制難度最大的衛(wèi)星。由于采用了高光譜遙感技術(shù)，與前面的“千里眼”“萬里眼”“透視眼”相比，“高分五號(hào)”就是“火眼金睛”，可以探測(cè)物質(zhì)的具體成分，從而去偽存真、辨出本源。

因此，“高分五號(hào)”不僅可以用于大氣監(jiān)測(cè)，還可用水環(huán)境和陸地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等，為中央環(huán)保督察及環(huán)境專項(xiàng)執(zhí)法檢查提供技術(shù)支持?！案叻治逄?hào)”的工作模式多達(dá)26種，可以實(shí)現(xiàn)多種觀測(cè)數(shù)據(jù)融合應(yīng)用。目前，我國的生態(tài)環(huán)境部、自然資源部和中國氣象局等均為“高分五號(hào)”的主要用戶。

▲ 高分五號(hào)衛(wèi)星熱控實(shí)驗(yàn)

▲ 高分六號(hào)衛(wèi)星

高分六號(hào)

剛剛發(fā)射的高分六號(hào)衛(wèi)星則與高分一號(hào)相似，是一顆低軌光學(xué)遙感衛(wèi)星，也是中國首顆精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)觀測(cè)的高分衛(wèi)星，將與在軌的高分一號(hào)衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行。高分六號(hào)衛(wèi)星主要用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、草原等資源監(jiān)測(cè)。

“高分六號(hào)”是我國第一顆設(shè)置了能有效反映作物光譜特性的紅邊譜段的多光譜遙感衛(wèi)星，也是我國首顆精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)觀測(cè)的高分衛(wèi)星。除了用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、草原等資源監(jiān)測(cè)和減災(zāi)等領(lǐng)域外，還兼顧環(huán)保、國安和住建等方面的應(yīng)用需求。

高分七號(hào)

目前仍在研，但計(jì)劃于今年發(fā)射的高分七號(hào)衛(wèi)星屬于高分辨率空間立體測(cè)繪衛(wèi)星，具備優(yōu)于1米分辨率的立體觀測(cè)能力和精度優(yōu)于1米的激光測(cè)高能力?！案叻制咛?hào)”將主要應(yīng)用于高精度制圖，國家測(cè)繪地理信息局等是主要用戶。

“天眼”工程的效益

當(dāng)前，民用對(duì)地觀測(cè)的遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)形成了一個(gè)成規(guī)模的國際市場。事實(shí)上，高分專項(xiàng)的實(shí)施不但牽引了我國民用遙感技術(shù)的發(fā)展，還培育著我國的衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用市場。

近年來，國內(nèi)市場上國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)的價(jià)格大幅度降低，我國的16米數(shù)據(jù)已全部替代進(jìn)口，2米/8米數(shù)據(jù)自給率達(dá)到80%以上，1米/4米數(shù)據(jù)部分替代進(jìn)口數(shù)據(jù)，分辨率低于2米的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)已基本退出國內(nèi)市場。

同時(shí)，高分專項(xiàng)已成為我國民用航天國際合作的重要抓手和支撐，為“一帶一路”空間信息走廊建設(shè)與應(yīng)用工程、亞太空間合作組織多任務(wù)小衛(wèi)星星座、金磚五國遙感衛(wèi)星星座等項(xiàng)目建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，大力推動(dòng)了我國航天“走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施。

這些都再次印證了，重大航天工程所帶來的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的，不想被敲竹杠、要當(dāng)領(lǐng)頭羊，核心技術(shù)就必須要掌握在自己手里。