2014年8月19日11时15分,太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射“高分二号”卫星,卫星顺利进入预定轨道,标志着中国遥感卫星进入亚米级“高分时代”。
2014年9月29日中国国家国防科技工业局对外公布中国首批亚米级高分辨率卫星影像图,充分展示了高分二号卫星在国土资源监测、矿产资源开发、城市精细化管理、灾区恢复重建等众多方面的广泛应用潜力。
什么是太空“天眼”?
“天眼”是指高分辨率侦察卫星,也叫间谍卫星。它们在地球上空搜集各类情报,有的可以覆盖几万平方公里区域,有的则专注于地面上某一目标。在科技高速发展的今天,“天眼”已走入人们日常生活中,从交通导航到实景地图,背后都是“天眼”的身影。
这些高分辨率侦察卫星拥有特长焦距相机,焦距都在2米以上,目前最大焦距已达6米,可拍出高分辨率照片,美国最先进间谍卫星可拍出最高0.05米分辨率影像。
分辨率是指在影像中将两个物体分开的最小距离,而不是能看到物体的最小尺寸。例如1米分辨率,就是说两个人相距1米以上时,在影像中就可以看到分开的两个人,当两个人距离小于1米时,两个人的影像将合为一体,在影像中只能看到1个点。
其实,分辨率30米的侦察卫星就可以发现港口、基地、桥梁、公路等较大目标;3米-7米分辨率可发现雷达、小股部队、指挥所等较小的目标;1米分辨率可以看到汽车、航母、飞机和坦克。美国最先进军用侦察卫星最高0.05米分辨率的影像足以看见士兵手中的枪,但所谓美国卫星可以看清士兵的胡子、报纸标题等的确有些夸大其词。
揭秘中国“天眼”:名副其实国内制造
2014年8月19日,中国使用长征四号乙运载火箭,成功发射高分二号卫星。高分二号卫星是中国民用遥感卫星技术与应用的重要里程碑,可以分辨率出地面小汽车大小的物体。它的成功发射和投入使用,标志着中国民用遥感卫星正式跨入亚米级高分辨率时代。
我国“高分二号”卫星国产化率达到了98%。这颗由10多个分系统、200多台设备构成的卫星,大到整星小到陀螺等部件,几乎都是货真价实、名副其实的中国制造。
这颗我国目前地面像元分辨率最高的光学对地观测卫星,将在国土资源调查与监测、城市精细化管理、综合交通服务、林业调查与监测等领域“一展身手”,并将用分辨率精确到1米、最大限度满足用户需求的“黄金尺度”,给人们的生产生活带来便利。
中国“天眼”有何过人之处?
去年4月发射的我国高分专项首星——“高分一号”卫星在云南鲁甸地震抗震救灾中功劳不小。它和国内外其他17颗遥感卫星“合作”,获取大量震区卫星影像数据,发现多处滑坡、崩塌、崩滑体和泥石流。专家们利用“高分一号”震前和震后拍摄的遥感影像,对牛栏江堰塞湖水面变化进行监测,为抗震救灾提供技术支持。
“与一号相比,二号的机动能力更强。”航天科技集团五院研究员、高分二号任务工程总师马世俊说:“高分卫星飞过灾区上方时可以摆动,‘高分一号’ 的摆动幅度是正负20度,‘高分二号’提高到正负35度,可以按需获取更全面的灾情图。”
航天科技集团五院研究员、高分二号卫星系统总师潘腾表示,地震灾情观测需要卫星快速巡视地面情况,要求具有侧拍能力,相当于要求星载相机要能快速“扭脖子”,看周围。“高分二号”的相机可以在180秒内观测到正负35度范围。
我国自然灾害频发,灾害监测手段相对落后。高分系列卫星对减灾救灾最大的优势就是精确、及时。“高分一号”在雅安地震、甘肃岷县地震、东北洪涝灾害、华北华东雾霾中获取了大量精准数据,得到国土资源部、民政部等用户单位好评。“高分二号”卫星也将在未来大显身手。
中国“天眼”打破对国外卫星依赖
“‘高分二号’ 的空间分辨率精确到米级,可以帮助国内用户逐渐摆脱对国外卫星数据的依赖。希望一号、二号未来能够高效组网,形成连片覆盖能力,进一步提高国土资源调查与监测的效率。”国土资源部中国航空物探遥感中心甘甫平研究员对新华社记者说。
据马世俊介绍,国土资源部是“高分二号”卫星的主要用户单位之一。“高分二号”可以监测退耕还林;监测耕地上有没有建房子;查出乡镇里有没有建“小产权房”等。
甘甫平表示,“高分一号”卫星在矿产执法中发挥了重要作用。“利用‘高分一号’等遥感卫星,可以实施连续动态监测,比如通过获取矿区开采面、洞口车辆运输的卫星数据,再配合其他信息,判断某矿区是否进行非法开采。”
“以前矿产管理大部分靠国外数据,从数据下来到执法要40多天。现在高分的数据给到国土资源部执法部门,管理和执法的效率将会大大提高。”甘甫平说。
据悉,针对国土资源管理的需求,我国将逐步建成高分土地资源遥感应用示范体系。利用“高分二号”卫星数据,在湖南、甘肃、黑龙江等示范区,开展矿产资源调查、地质灾害调查与监测、土地利用动态监测、土地利用变更调查等示范应用。
中国“天眼”如何改变人们生活?
应用是高分专项的出发点和落脚点,发射得好,更要应用得好。“我们在研制‘高分二号’的时候,从各类用户的需求出发,而不是单纯从技术角度出发。满足用户的需求就是我们技术突破的动力,帮他们解除对卫星数据长期进口的依赖就是我们的动力。我们有信心突破分辨率0.5米这一关。”高分二号卫星系统总师潘腾说。
除了国土资源部,住房和城乡建设部、交通运输部、国家林业局也都是“高分二号”的主要用户。“高分二号”还将为国内其他十多个部门和有关地区提供示范应用服务。
针对城市精细化管理需求,高分专项工程总设计师张荣桥表示,高分专项工程在道路交通领域也大有可为。利用“高分二号”卫星数据,将建立起高分综合交通遥感应用示范系统,在新疆、长江流域、北京等示范区开展交通路网规划、交通路网监控与交通出行服务,这些都是这颗卫星的用武之地。
专家介绍,“高分二号”卫星投入使用后,将与“高分一号”卫星相互配合,推动高分辨率卫星数据应用。张荣桥说:“卫星不是万能的,但通过对卫星数据的科学合理应用和未来空间信息产业的发展,可以让人们的生产生活更加便捷、高效。”
中国“天眼”效果:600公里上空看清斑马线
“高分二号图确实体现了我们空间的高分辨率、辐射的高分辨率,这是我们拍摄的上海的黄浦江,大家仔细看的话,可以看出来,在局部有不同的颜色,尤其这个地方是比较深的、而这个地方略浅一些,可以隐隐约约看到黄浦江不同的波纹,这就说明我们的卫星辐射分辨率非常的高,因为如果低的话,它几乎就是同样的色彩;另外,可以看出来,它的几何分辨率,从这里可以看出,道路的交通分界线是非常清楚的,另外,在这个斑马线上,可以较清楚的看清直行和拐弯,这个在两米分辨率上是无法判断的,另外,可以非常清晰地看出行走的车辆,过去在两米分辨率时,只能看到有车,但对车的分辨率看不出来,但是现在完全可以分辨出来,哪些是公交车、哪些是小轿车,这也是我们高分比较大的特点”。
外国“天眼”谁最强?
目前,在空中傲视群雄的“天眼”当数美国“锁眼KH-12”光学侦察卫星和“长曲棍球”雷达侦察卫星。据《华盛顿邮报》报道,拉丹被击毙前,美国就已通过卫星发现他的位置,并监控进出其住所的人和车辆,执行该任务的就是“锁眼KH-12”卫星。
借助卫星图片,情报人员注意到一名男子经常在这座院落散步,每天1到2个小时,但从不外出。情报人员为这名男子取代号“步行者”,不过却无法获得该男子脸部清晰图像,美军突袭行动后证实这名男子就是拉丹。
找出拉丹的 KH-12卫星又称改进型KH-11卫星,从1992年起累计发射5颗。它被称为“锁眼”是因为高分辨率,“锁眼”刚启用时,美国家侦察局官员夸张地说:“这个卫星可以通过大门锁眼看到屋内一切”,“锁眼”就是这样流传开来的。