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前一段时间,中国又发射一枚卫星,名字叫做资源三号。这颗卫星的精准度虽然没有达到1米的分辨率,尚且不能有效的跟踪其他国家的航母或者战斗机,但在国家安全领域和科研领域的作用同样是不可忽视。伴随着资源3号卫星的上天,美国人在卫星市场的垄断地位被打断给打破,我国每年可以节约一百亿元左右人民币的使用费用,并且精度提高了一个层次。

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365bet开户从太空丈量地球 高分七号卫星拍戏的“3D大片”来了。今天,我国首颗民用亚米级高分辨率光学立体测绘卫星——高分七号拍摄的首批卫星影像图正式亮相,揭开了这颗发射时颇为低调的“高分家族”新成员的神秘面纱。

2004年11月6日,中国成功发射了“中国资源二号”03星。

测绘界有一句俗话——用双脚丈量大地。现在,我们可以解放“双脚”,把丈量大地的任务交给我们的“眼睛”——远在外太空的卫星。

这个资源三号卫星主要功能是对地球表面进行大面积的进行拍照,拍出来的照片经过合成以后,而且是多个角度的拍摄。拍摄结果经过合成以后,可以处理成3d影像。现在人们经常看到的数字地图就依赖这种检测卫星所搜集的地表数据经过一系列技术处理而制成。

高分七号是一颗什么样的卫星?有哪些神奇的本领?未来将发挥什么作用?本报记者进行了采访解读。

新华网7月29日报道
记者29日从国家测绘局获悉,我国首颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星“资源三号”将于2011年下半年发射,这将填补我国民用测绘卫星的空白。

12月10日,高分七号卫星首批影像图发布,标志着该卫星各项功能得到初步验证。这是我国首颗民用亚米级高分辨率光学立体测绘卫星,也是我国目前民用测图精度最高的卫星。它能够高精度地测量地物的平面位置和高度,进行立体测绘,满足地形绘制、地表监测等应用需求。

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高分七号是颗什么样的星?——定位精度最高的测绘卫星,可为地球绘制立体图像

365bet开户从太空丈量地球 高分七号卫星拍戏的“3D大片”来了。目前,卫星已完成整星的电测工作,正在开展鉴定件的研制,今年10月将转入正样研制工作。同时,国家测绘局还将与中国航天365bet开户从太空丈量地球 高分七号卫星拍戏的“3D大片”来了。科技集团合作共同推进资源三号卫星后续卫星的研制,实现对资源三号卫星的接续,为全国1:5万测绘提供稳定可靠的卫星数据源保障。

“以往是大量测绘人员跋山涉水、手提肩扛,甚至冒着生命危险到实地执行任务,人力耗费大、持续时间久。有了高分七号,可以短短几分钟就完成原来几个月甚至几年才能完成的任务。”航天科技集团五院高分七号卫星总设计师曹海翊说。

除此之外,资源三号卫星所搜集的相应数据可以在军事上得到广泛应用。资源三号系列卫星属于中国国家地理信息系统建设的基础工程,目前已经有两颗,资源三号系卫星的拍摄精度目前能够达到了2.7米级别,尽管不是特别的精确,但是关注地表起伏、偏移和监测重要的地面工程方面还是极其得心应手的。

高分七号的全称是“高分辨率国土测绘卫星”,是高分辨率对地观测系统重大专项的重要组成部分,也是目前高分专项系列卫星中测图精度要求最高的科研型卫星。今年11月3日,高分七号在太原卫星发射中心成功发射,11月5日在轨开机工作并获取了首批卫星影像。高分七号的成功,标志着我国跨入1:1万比例尺航天测绘新时代,已达到国际先进水平。

资源三号卫星工程2008年3月正式立项,建设周期为36个月,卫星系统由中国365bet开户从太空丈量地球 高分七号卫星拍戏的“3D大片”来了。航天科技集团公司研制,最终将于2011年采用长征四号乙运载火箭于太原卫星发射中心发射升空。卫星升空后,将在轨道高度为506千米的太阳同步圆轨道上飞行,可对地球南北纬84度以内的地区实现无缝影像覆盖,每59天实现对我国领土和全球范围的一次影像覆盖。卫星具有侧摆功能,在应急等特殊情况下,能够在5天之内对同一地点进行重访拍摄。卫星数据将通过地面系统由分布在北京、喀什、三亚的三个地面站接收并传输给应用系统。

1.从“米尺”到“游标卡尺”:对地表实现高精度三维观测

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简单地说,高分七号是一颗测绘卫星,主要用于我国1:1万立体测图生产及更大比例尺基础地理信息产品的获取和更新。中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院高分七号卫星总设计师曹海翊进一步解释,“测绘卫星就是精确测量大地的尺子,如果把以往其他通用遥感卫星比作米尺,那么高分七号就是一把游标卡尺,能够高精度地测量地物的平面位置和高度。”

365bet开户 ,国家测绘局有关负责人介绍,资源三号卫星的影像分辨率及测图精度为国内第一,卫星的三线阵测绘相机中有两台相机的影像地面分辨率优于4米,一台优于2.5米,多光谱影像地面分辨率优于10米,高程测量精度优于5米。同时卫星影像数据量及应用系统处理速度也是国内第一。

高分七号是一颗国土测绘卫星,测绘卫星被称作精确测量大地的尺子。“如果把以往其他通用遥感卫星比作米尺,那么,高分七号就是一把游标卡尺,能够高精度地测量地物的平面位置和高度。”曹海翊打了个比喻。

同时资源三号卫星自身还带着一个光谱相机,能够用来进行全面的科学普查。

那么,这个高精度具体是什么含义?

据了解,资源三号卫星集测绘和资源调查功能于一体,主要用于生产全国1:5万基础地理信息产品,以及
1:2.5万等更大比例尺地图的修测和更新,开展国土资源调查与监测,为防灾减灾、农林水利、生态环境、城市规划与建设、交通和国防建设等领域提供有效的服务。

作为我国民用测图精度最高的卫星,高分七号有一双“慧眼”——双线阵立体相机,可有效获取20公里幅宽、0.65米分辨率的影像。

在以前,我们要通过花钱向国外购买相关数据才能获得我国的卫星测图基础信息,在军事活动或民用活动中使用。过去我国发射的资源三号01号星,现在已经使用三年时间了。这三年时间里自主卫星给我们提供了2亿平方米的数据信息,经过估算已经给我国节约的经济支出大约90亿人民币。但是资源一号01星因为是孤零零在轨道上工作,所以它覆盖面不是很广,只能拍摄的地球表面极少的部分地区。现在零二号星上空以后,配合01号星使用,将会百分之百覆盖到亚洲区域。

曹海翊说,我国以往卫星的测绘精度是1:5万比例尺,高分七号能达到1:1万比例尺,对地物的平面定位精度优于5米,测高精度优于1米。也就是说,高分七号对于地面物体的平面定位精度误差在5米以内;而之前1:5万比例尺时代,卫星对地物的平面定位精度误差在20米左右。“因此,高分七号能够更准确地定位地物的位置、识别更多的细节。打个比方,以往我们能够定位比较宽阔的高速公路和国道的位置,现在则能够精确定位乡间小路的位置。”

编辑:国防科技网 责任编辑:张海

这台双线阵立体相机,由前视相机和后视相机组成。当高分七号在轨飞行时,前视相机首先拍摄某一地物,卫星同时记录下自己的位置A;然后卫星继续飞行一段时间,后视相机拍摄同一地物,卫星同时记录下此时的位置B。“这样我们就获得了由卫星位置A、卫星位置B以及地物构建的三角形,从而确定地物的空间位置。”曹海翊说,高分七号的平面精度可以优于5米。

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除了定位精准,高分七号还有一项神奇的本领——能给地球拍摄“3D”大片。

而且,高分七号还具有高分系列其他卫星没有的特殊技能——测量高度。

而且国家还有后续系列卫星的发射计划:乐观估计在2020年之前资源三号卫星的03、04号星将会陆续升空,届时资源三号系列卫星的功能就更为强大,能够满足基本的需要,可以在非常接近实时状态下对全球地面进行监控,并形成全套的全球影像平台。

自然资源部国土卫星遥感应用中心总工、高分七号卫星应用系统副总设计师唐新明介绍,与一般光学遥感卫星只能拍摄平面图像相比,高分七号可以绘制立体图像,投入使用后,建筑物在地图上不再只是一个方格,而是一个个三维“模型”。“高分七号配置1台双线阵相机和1台激光测高仪,测高精度和定位精度是目前国内最高的。不仅能够拍出高清晰度的地表图片,还能明确图中每一个像素点的横竖坐标位置。因此,高分七号能够高效地绘制地面地形模型,甚至是城市三维模型。”

高分七号搭载了国内首台对地全波形激光测高仪,可以向目标地物发射激光脉冲波束,并接收由地物返回的激光回波,获取地物高程信息,其高程精度优于1.5米。高分专项应用系统副总设计师唐新明介绍,用高分七号“扫一眼”,就可以获取地球上一栋楼的高度。

这是民用卫星领域的发展状况。在国家安全领域,我国还有尖兵和前哨系列的卫星发展计划,将持续投入使用。

国防科工局重大专项工程中心主任、高分专项工程总设计师童旭东表示,高分七号卫星是实现国家高分辨率对地观测能力的重要标志之一。目前只有少数航天强国具备1:1万比例尺的卫星测绘能力,高分七号的发射将进一步凸显我国航天大国的国际地位。

既可以高精度测平面,又可以高精度测高度,这让高分七号可以对地表进行三维观测,实现立体测绘。“高分七号能够高效地绘制地面地形模型,甚至是城市三维模型。”唐新明说。

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高分七号能做什么?——雄安新区建设、冬奥会场馆选址等都需要高精度测绘数据

有这些技能帮助,高分七号成为我国首颗能够测制1:10000比例尺地形图的测绘卫星。目前,国际上只有少数航天强国具备1:10000卫星测绘能力。此前,我国测绘能力最强的资源三号卫星,只能测制1:50000比例尺的地形图。

作为一颗测绘卫星,高分七号的牵头主用户为自然资源部,其他用户包括住房和城乡建设部、国家统计局等。也就是说,高分七号将满足测绘、住建、统计等用户在基础测绘、全球地理信息保障、城乡建设监测评价、农业调查统计等方面对高精度立体测绘数据的迫切需求,意义十分重大。

与1:50000比例尺相比,1:10000比例尺的数据几何精度更高,内容更详细,能够更准确地确定地物的位置,识别更多的细节。这就是“米尺”到“游标卡尺”的进步。

“测绘是经济社会发展和国防建设的一项基础性工作,随着我国经济发展加快,城乡结构剧变、农业用地变化、自然灾害频发,测绘地理信息系统建设、地理国情监测、住房和城乡建设、国家统计应用等业务都对1:1万比例尺测绘数据产品提出了迫切的需求。”曹海翊表示,高分七号的投入使用将实现我国民用大比例尺测绘卫星从整星研制到图像应用领域的全方位突破,从而在国民经济建设等众多应用领域产生直接的经济和社会效益。

“以往我们能够精确确定高速公路和国道的位置,而现在则能够精确定位乡间小路的位置。”曹海翊又打了个比方。

专家举例说,大到一带一路重点项目规划、雄安新区的建设、冬奥会场馆的选址,小到住宅小区、学校、公园的选址布局,都需要大量高精度测绘数据作为决策依据。以往是大量测绘人员跋山涉水、手提肩扛,甚至是冒着生命危险到实地执行任务,人力耗费大、持续时间久。而高分七号发射之后,可以短短几分钟就完成原来几个月甚至几年才能完成的任务。

2.从“跋山涉水”到“扫一眼”:随需测绘成为可能

唐新明介绍,高分七号在高精度立体测绘、自然资源监测等领域具有独特的应用优势,是各级资源主管部门和政府获取自然资源现状数据和动态变化数据的重要支撑。“比如全国土地利用变更的调查监测与核查,利用卫星数据就能动态掌握全国年度土地利用现状变化情况,及时更新国家级土地调查数据库。再比如对矿产资源开发现状、矿山开发占地等的巡查工作,能够强化事中监管、动态掌握矿产资源开发情况,可以及时发现问题,及时制止矿山开发盗采滥采、越界开采以及环境破坏等违法行为。甚至对极地探测都有很大帮助,通过挖掘高分七号卫星激光测高仪在北极海冰厚度变化监测应用的潜力,能够为我国开展极地科学考察与应对全球气候变化提供相应的数据支撑。”

测绘是经济社会发展和国防建设的一项基础性工作。大到“一带一路”重点项目规划、雄安新区的建设,小到住宅小区、学校、公园的选址布局,都需要高精度测绘数据作为决策依据。专家们认为,高分七号解放了测绘人员,让测绘工作变得更简单。以前需要跋山涉水,现在只需卫星“扫一眼”。

那么,高分七号在普通百姓的日常生活中有应用吗?

唐新明描述了高分七号未来的应用场景:获取地形地貌、植被覆盖、经济发展等多要素信息,全面掌握自然、人文、经济的空间分布及时序演变情况,为国土空间规划编制提供支撑;用于全国土地利用变更调查监测与核查,让土地利用变化情况一览无遗;用于检查矿山开发等,及时制止盗采滥采、环境破坏等行为;为极地科学考察与冰盖变化监测提供高精度数据支撑……

专家表示,目前,导航地图的应用已经深入民众生活。快递、外卖、叫车,现代人的生活方式离不开手机APP中的导航功能。导航功能不仅仅依靠北斗、GPS之类的导航卫星,还需要测绘卫星的支持。

曹海翊透露,未来将推动高分七号1:10000比例尺快速测图技术应用到我国全境范围,形成随需测绘和服务能力,提升测绘科技对国家重大战略和重大工程的服务保障水平。

“举个例子,假如小明想导航到天坛,自己的位置可以通过手机接收导航卫星的信号得知,那天坛的位置是怎么知道的呢?一种方法是拿着GPS接收机到天坛去定位一下,但这样费时费力;更便捷有效的方法就是使用测绘卫星进行大面积、高效率的在轨测绘,获取的测绘数据经地面进一步处理后生成手机导航功能中的背景地图,为导航业务提供地表基准位置信息。”曹海翊告诉记者,高分七号将大幅提升我国地图的精度,以后大家出行就可以使用高分七号获取的地图和北斗的导航信号,让航天技术真正服务于人民生活。

除了服务于国家重大需求,高分七号还可以走进每个人的生活。

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网约车、叫外卖、查快递……现代人的生活离不开手机中的导航定位功能和地图应用。“导航定位功能不仅依靠北斗、GPS之类的导航卫星,还需要测绘卫星的支持。”曹海翊说,车辆和手机的位置精度由导航卫星保证,而地图的精度则由测绘卫星实现。

她举了个例子:假如小明想导航到天坛,自己的位置可以通过手机接收导航卫星的信号得知,但天坛的位置如何获得?一种方法是拿着导航接收机到天坛去定位,费时费力;更便捷有效的方法是使用测绘卫星进行大面积、高效率的在轨测绘,获取的测绘数据经地面进一步处理后可以生成手机导航功能中的背景地图,为导航业务提供地表基准位置信息。

“高分七号能够大幅提升我国地图的精度,以后大家出行就可以使用高分七号获取的地图和北斗的导航信号,让我们的航天技术真正服务于生活。”曹海翊说。

3.从进口到自给:近八成进口数据可被国产高分替代

作为一名卫星设计师,让曹海翊感到自豪的是,“高分七号将替代国外数据引进,节省外汇资金”,提高我国高分辨率立体测绘图像数据的自给率。

很长一段时期,我们对国外卫星遥感数据比较依赖。要了解我们自己的家园,得调用别人的卫星,向别人买数据。高分专项的初衷和使命,就是建立我国自主的高分辨率对地观测系统。

高分专项实施9年多来,已成功发射高分一号高分宽幅、高分二号亚米全色、高分三号1米雷达、高分四号同步凝视、高分五号高光谱观测、高分六号陆地应急监测等多颗卫星。“由高低不同轨道、从可见光到微波不同谱段观测手段的高分专项卫星,初步构成了我国自主高分辨率对地观测系统,初步形成了全天候、全天时、时空协调的对地观测能力。”高分专项工程总设计师童旭东表示,我国已基本形成涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分数据体系,与其他卫星遥感数据相配合,为高分遥感应用奠定了坚实基础。

童旭东还透露了一个数字:“随着高分专项天基系统的建设推进,国内进口卫星遥感数据大多已被高分专项数据所替代,比率近80%。”

不仅要自给自足,还要开放共享。11月6日,我国向全球免费开放高分一号、高分六号两颗卫星的16米数据。这是继美国陆地卫星、欧洲哨兵卫星数据全球开放共享之后,又一项引起全球轰动的遥感领域重大事件。

目前,高分专项工程已全面转入应用阶段。“下一步将把工作重心进一步聚焦到应用上,深挖专项潜力,大力推广成果应用,不断拓展国际合作与交流。”童旭东说。

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