小火箭出品
本文作者：邢強博士
高分五號衛星成功發射
按新華社消息：西元2018年5月9日， 北京時間2時28分， 我國在太原衛星發射中心用長征四號丙運載火箭成功發射高分五號衛星。
高分五號衛星是世界首顆實現對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛星， 也是我國高分專項中一顆重要的科研衛星。 它填補了國產衛星無法有效探測區域大氣污染氣體的空白， 可滿足環境綜合監測等方面的迫切需求， 是我國實現高光譜解析度對地觀測能力的重要標誌。
長期以來， 小火箭的系列文章聊了美國的鎖眼系列偵察衛星、印度的遙感產業，
為了避免產生“中國無高性能遙感技術”和“中國航太技術獨步全球”的誤解， 咱們還是在大量客觀資料的基礎上， 僅關注技術本身， 深入分析一下比較好。
本文， 小火箭就要和大家說一說中國的高分系列衛星。
準備和大家共同探討如下幾個問題：
高分這兩個字的含義是什麼？
我國的高分重大專項誕生的背景是什麼？
高分一號衛星的設計特點和應用場景；
高分二號衛星的創新；
高分三號衛星的總體設計與應用；
高分四號衛星的總體設計與應用；
高分五號衛星的技術亮點；
或許會有個展望吧。
高分
高山遠眺歎春早，
多情楊絮伴紅蕊 ， 穿堂燕雀戲柳梢。
----邢強《香山夕照》
高分衛星， 是高解析度遙感衛星的縮寫。 顧名思義， 就是擁有較高解析度的對地觀測遙感衛星。
這裡的高解析度， 有3重含義：
高時間解析度、高光譜解析度、高空間解析度。
那麼， 什麼是遙感衛星呢？
遙感衛星：
利用遙感技術和遙感設備， 對地表覆蓋和自然現象進行觀測的人造衛星， 主要應用于國土資源勘查、環境監測與保護、城市規劃、農作物估產、防災減災和空間科學試驗等領域， 與人們的生活密切相關。
而提到遙感技術， 說來可就話長了。 小火箭專門開啟一個系列吧！總體上來說， 遙感技術就是從人造衛星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射資訊，
遙感， 取遙遠和感知這兩個詞的含義。
各種飛行器上面的多種遙感載荷， 根據電磁波的理論， 應用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波資訊， 進行收集、處理， 並最後成像， 從而對地面各種景物進行探測和識別。
當飛行器載體是大氣層內飛行的無人機、飛艇和飛機時， 稱作航空遙感。
當飛行器載體是在太空中運行的衛星、空間站時， 稱作航太遙感。
怎樣的遙感衛星稱得上是高分遙感衛星呢？
高分， 其中一個重要指標是高解析度。
到底達到怎樣的程度才可以算作高解析度， 見仁見智。
按小火箭聯合會弟兄們的共識， 高解析度的指標為：
對於雷達成像衛星來說，
對於光學成像衛星來說， 空間解析度應該優於1米。
數位地球公司的高解析度遙感衛星獲取的地球·法國·巴黎市區的影像。 注意， 中間為凱旋門。 後期處理：小火箭。
專項
高分專項並不孤獨。 實際上， 她的誕生伴隨著中國大量戰略級專項的出現。
2008年4月， 我國通過了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》。
高分一號
西元2013年4月26日12時13分04秒， 高分一號在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功發射， 此次任務還搭載發射了裝載于荷蘭研製的兩個衛星分配器中的三顆微小衛星。
三顆微小衛星分別由土耳其、阿根廷、厄瓜多爾研製。
高分一號衛星是高分專項的首發星， 主要用戶部門為國土資源部、環境保護部、農業部，
上圖為高分一號衛星拍攝的大片農田。 具體地點為山東省東營市墾利區黃河口鎮。 這是我們華夏兒女的母親河黃河的入海口。
該地地處渤海與萊州灣的交匯處， 是1855年黃河決口改道而成的。
高分一號衛星搭載了兩台2米解析度全色/8米解析度多光譜相機， 四台16米解析度多光譜相機。
從技術層面來分析， 高分一號衛星具有劃時代的意義。
首先， 這是咱們國家研製的第一顆實際考核壽命要求大於5年的低軌遙感衛星；
第二， 高分一號衛星突破了高空間解析度、多光譜與高時間解析度結合的光學遙感技術， 實現了在同一顆衛星上的高解析度和寬幅成像能力的結合， 這種融合了高分與寬幅能力的衛星能夠在國土資源調查、環境監測和精准農業方面發揮重要的作用。
第三，高分一號衛星擁有多載荷圖像拼接融合技術，對我國實現對高解析度資料的大規模處理與應用具有啟發意義。
第四，高分一號衛星的高精度高穩定度姿態控制技術也是可圈可點的。
高分一號衛星
高分一號衛星長這個樣子，還是非常萌的，讓小火箭想到了機器人瓦力。
除了傳統意義上的遙感圖像，高分一號衛星還能夠提供大量資訊。上圖為環境保護部根據高分一號衛星傳回的資料繪製的北京市2014年7月27日的氣溶膠光學深度圖。
高分一號衛星拍攝的青海湖。
高分一號，這顆降交點地方時為上午10點30分，回歸週期為41天的衛星，飽覽祖國美景，同時也為國民經濟的建設貢獻著力量。
高分一號拍攝的中國·甘肅·酒泉。
高分一號拍攝的中國·陝西·延安。
高分一號拍攝的中國·山西·長治。
高分一號拍攝的中國·山西·大同。
高分二號
西元2014年8月19日11時15分，高分二號在太原衛星發射中心由長征四號乙運載火箭成功發射，此次任務還搭載發射了一顆波蘭小衛星。
高分二號衛星是我國自主研製的第一顆空間解析度優於1米的民用光學遙感衛星，搭載有兩台高解析度1米全色/4米多光譜相機。
上圖為高分二號衛星在2014年拍攝的迪拜機場。
高分二號衛星在成功發射後第3天，也就是8月21日首次開機成功，並且順利成像，然後完成了資料下傳。
在數據傳回的瞬間，高分二號衛星就名正言順地成為了我國當時解析度最高的民用陸地觀測衛星，其星下點空間解析度達到了0.8米，是名副其實的高分衛星！
高分二號的成功，標誌著我國遙感衛星進入了亞米級時代。
該衛星的主要用戶為國土資源部、住房和城鄉建設部、交通運輸部和國家林業局等部門，同時還將為其他使用者部門和有關區域提供示範應用服務。
上圖為高分二號衛星拍攝的中國上海市的東方明珠塔及其周邊。
高分二號衛星具有亞米級空間解析度、高定位精度和快速姿態機動能力等特點，有效地提升了衛星綜合觀測效能，達到了國際先進水準。
上圖為高分二號衛星拍攝的北京市部分影像。
高分三號
飛來山上千尋塔，聞說雞鳴見日升。
不畏浮雲遮望眼，自緣身在最高層。
—王安石《登飛來峰》
西元2016年8月10日6時55分，高分三號衛星在太原衛星發射中心由長征四號丙運載火箭成功發射。
高分三號衛星同樣不一般！
她是咱們高分專項裡面，唯一一顆合成孔徑雷達衛星。
高分三號衛星整星重達2.8噸，其中有效載荷重1.4噸，也就是說，載荷比達到了50％！
高分三號衛星一上天，就創下中國低軌遙感衛星平臺載荷比的最高紀錄。
高分三號衛星的在軌設計壽命為8年，是中國第一顆採用超長壽命設計理念的低軌遙感衛星。
這顆合成孔徑雷達衛星的天線足足有15米長，當太陽能帆板完全展開後，整顆衛星的長度達到18米。她是中國第一顆大尺度、大翼展的衛星。
高分三號衛星拍攝的河北黃驊地區雷達干涉影像(20170217-20170318):
(i) 時間基線: 29天; 空間垂直基線: 250米;
(ii) 相位已解纏並轉化至形變量，紅色表示地表遠離衛星（即地面沉降），藍色表示地表移向衛星（即地面抬升）;
(iii) 紅色橢圓區域位於南大港濕地自然保護區，有明顯地面抬升信號。
來源：中國航太科技集團。
高分四號
倚劍登高台，悠悠送春目。
——李賀《句》
西元2015年12月29日，高分四號衛星在西昌衛星發射中心成功發射升空。
高分四號衛星的一個非常有趣的特點是：她是一顆地球靜止軌道上的光學遙感衛星。
嗯！你沒看錯！就是在赤道上方35786公里處的靜止軌道上的一顆光學遙感衛星！
高分四號的在軌設計壽命為8年。她擁有中國口徑最大的面陣凝視相機。我國科學家專門為她首次研製了大面陣紅外探測器。這種探測器具有普查、凝視、區域、機動巡查共4種工作模式。
高分四號微信公眾號的全色多光譜相機解析度優於50米、單景成像幅寬優於500公里，中波紅外相機解析度優於400米、單景成像幅寬優於400公里。
作為中國第一顆地球靜止軌道對地觀測衛星及三軸穩定遙感衛星，高分四號能夠對目的地區域長期觀測。
同時，高分四號衛星也是目前世界上空間解析度最高、幅寬最大的地球同步軌道遙感衛星。
上圖為高分四號衛星拍攝的中國珠三角地區。
高分五號
西元2018年5月9日淩晨2時28分，我國在太原衛星發射中心，用長征四號丙運載火箭將高分五號衛星送入705公里高度的太陽同步軌道。
高分五號是世界首顆實現了對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛星，也是中國光譜解析度最高的衛星，設計壽命8年。
該星裝載的2台全新研製的陸地觀測載荷和4台全新研製的大氣類觀測載荷賦予了她超強的觀測能力。同時，高分五號衛星也是中國第1台用於臭氧、二氧化氮、二氧化硫等全球污染氣體探測的高光譜衛星。
我們知道，可見光只占電磁波中一個非常非常小的區域，而高分五號衛星的全譜段高光譜能力，將會使得她能夠獲得更加全面和更加多樣的資訊。
小火箭和大家一樣，也非常期待高分五號衛星傳回首幅影像！
結束語
Youth is a dream, a form of chemical madness.
青春猶如夢幻，人人似顛若狂。
——菲茨傑拉德
太空梭1999年9月27日通過合成孔徑雷達設備拍攝的美國加州死亡穀的影像。圖中的彩色代表不同的雷達反射特徵。
金星表面的圖像，由麥哲倫號探測器的合成孔徑雷達拍攝。
遙感衛星或者說遙感技術，終將會在軍事和商業領域得到較快發展之後，拓展到行星探索和深空航行中。
小火箭深信，這樣的技術在為提升地球上的人類的生活品質服務，同時也將給人類瞭解宇宙打開一扇窗戶。在我們看到高分系列衛星運行在地球附近的時候，或許一道想法會一閃而過：未來，不知高分多少號衛星會繞著金星、火星或者木星運行，高分-100號會不會成為人類瞭解太陽系之外的其他星球的亮眼呢？
鳴謝：
國防科工局重大專項工程中心
中國資源衛星應用中心
民政部國家減災中心
中國航太科技集團
中國航太科工集團
小火箭聯合會
版權聲明：
本文是邢強博士原創文章。歡迎朋友圈轉發。
微信號：小火箭
微信ID：ixiaohuojian
歡迎 加入 小火箭 ，進入航空航太大家庭！
感謝大家對小火箭的支持！
這種融合了高分與寬幅能力的衛星能夠在國土資源調查、環境監測和精准農業方面發揮重要的作用。第三，高分一號衛星擁有多載荷圖像拼接融合技術，對我國實現對高解析度資料的大規模處理與應用具有啟發意義。
第四，高分一號衛星的高精度高穩定度姿態控制技術也是可圈可點的。
高分一號衛星
高分一號衛星長這個樣子，還是非常萌的，讓小火箭想到了機器人瓦力。
除了傳統意義上的遙感圖像，高分一號衛星還能夠提供大量資訊。上圖為環境保護部根據高分一號衛星傳回的資料繪製的北京市2014年7月27日的氣溶膠光學深度圖。
高分一號衛星拍攝的青海湖。
高分一號，這顆降交點地方時為上午10點30分，回歸週期為41天的衛星，飽覽祖國美景，同時也為國民經濟的建設貢獻著力量。
高分一號拍攝的中國·甘肅·酒泉。
高分一號拍攝的中國·陝西·延安。
高分一號拍攝的中國·山西·長治。
高分一號拍攝的中國·山西·大同。
高分二號
西元2014年8月19日11時15分，高分二號在太原衛星發射中心由長征四號乙運載火箭成功發射，此次任務還搭載發射了一顆波蘭小衛星。
高分二號衛星是我國自主研製的第一顆空間解析度優於1米的民用光學遙感衛星，搭載有兩台高解析度1米全色/4米多光譜相機。
上圖為高分二號衛星在2014年拍攝的迪拜機場。
高分二號衛星在成功發射後第3天，也就是8月21日首次開機成功，並且順利成像，然後完成了資料下傳。
在數據傳回的瞬間，高分二號衛星就名正言順地成為了我國當時解析度最高的民用陸地觀測衛星，其星下點空間解析度達到了0.8米，是名副其實的高分衛星！
高分二號的成功，標誌著我國遙感衛星進入了亞米級時代。
該衛星的主要用戶為國土資源部、住房和城鄉建設部、交通運輸部和國家林業局等部門，同時還將為其他使用者部門和有關區域提供示範應用服務。
上圖為高分二號衛星拍攝的中國上海市的東方明珠塔及其周邊。
高分二號衛星具有亞米級空間解析度、高定位精度和快速姿態機動能力等特點，有效地提升了衛星綜合觀測效能，達到了國際先進水準。
上圖為高分二號衛星拍攝的北京市部分影像。
高分三號
飛來山上千尋塔，聞說雞鳴見日升。
不畏浮雲遮望眼，自緣身在最高層。
—王安石《登飛來峰》
西元2016年8月10日6時55分，高分三號衛星在太原衛星發射中心由長征四號丙運載火箭成功發射。
高分三號衛星同樣不一般！
她是咱們高分專項裡面，唯一一顆合成孔徑雷達衛星。
高分三號衛星整星重達2.8噸，其中有效載荷重1.4噸，也就是說，載荷比達到了50％！
高分三號衛星一上天，就創下中國低軌遙感衛星平臺載荷比的最高紀錄。
高分三號衛星的在軌設計壽命為8年，是中國第一顆採用超長壽命設計理念的低軌遙感衛星。
這顆合成孔徑雷達衛星的天線足足有15米長，當太陽能帆板完全展開後，整顆衛星的長度達到18米。她是中國第一顆大尺度、大翼展的衛星。
高分三號衛星拍攝的河北黃驊地區雷達干涉影像(20170217-20170318):
(i) 時間基線: 29天; 空間垂直基線: 250米;
(ii) 相位已解纏並轉化至形變量，紅色表示地表遠離衛星（即地面沉降），藍色表示地表移向衛星（即地面抬升）;
(iii) 紅色橢圓區域位於南大港濕地自然保護區，有明顯地面抬升信號。
來源：中國航太科技集團。
高分四號
倚劍登高台，悠悠送春目。
——李賀《句》
西元2015年12月29日，高分四號衛星在西昌衛星發射中心成功發射升空。
高分四號衛星的一個非常有趣的特點是：她是一顆地球靜止軌道上的光學遙感衛星。
嗯！你沒看錯！就是在赤道上方35786公里處的靜止軌道上的一顆光學遙感衛星！
高分四號的在軌設計壽命為8年。她擁有中國口徑最大的面陣凝視相機。我國科學家專門為她首次研製了大面陣紅外探測器。這種探測器具有普查、凝視、區域、機動巡查共4種工作模式。
高分四號微信公眾號的全色多光譜相機解析度優於50米、單景成像幅寬優於500公里，中波紅外相機解析度優於400米、單景成像幅寬優於400公里。
作為中國第一顆地球靜止軌道對地觀測衛星及三軸穩定遙感衛星，高分四號能夠對目的地區域長期觀測。
同時，高分四號衛星也是目前世界上空間解析度最高、幅寬最大的地球同步軌道遙感衛星。
上圖為高分四號衛星拍攝的中國珠三角地區。
高分五號
西元2018年5月9日淩晨2時28分，我國在太原衛星發射中心，用長征四號丙運載火箭將高分五號衛星送入705公里高度的太陽同步軌道。
高分五號是世界首顆實現了對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛星，也是中國光譜解析度最高的衛星，設計壽命8年。
該星裝載的2台全新研製的陸地觀測載荷和4台全新研製的大氣類觀測載荷賦予了她超強的觀測能力。同時，高分五號衛星也是中國第1台用於臭氧、二氧化氮、二氧化硫等全球污染氣體探測的高光譜衛星。
我們知道，可見光只占電磁波中一個非常非常小的區域，而高分五號衛星的全譜段高光譜能力，將會使得她能夠獲得更加全面和更加多樣的資訊。
小火箭和大家一樣，也非常期待高分五號衛星傳回首幅影像！
結束語
Youth is a dream, a form of chemical madness.
青春猶如夢幻，人人似顛若狂。
——菲茨傑拉德
太空梭1999年9月27日通過合成孔徑雷達設備拍攝的美國加州死亡穀的影像。圖中的彩色代表不同的雷達反射特徵。
金星表面的圖像，由麥哲倫號探測器的合成孔徑雷達拍攝。
遙感衛星或者說遙感技術，終將會在軍事和商業領域得到較快發展之後，拓展到行星探索和深空航行中。
小火箭深信，這樣的技術在為提升地球上的人類的生活品質服務，同時也將給人類瞭解宇宙打開一扇窗戶。在我們看到高分系列衛星運行在地球附近的時候，或許一道想法會一閃而過：未來，不知高分多少號衛星會繞著金星、火星或者木星運行，高分-100號會不會成為人類瞭解太陽系之外的其他星球的亮眼呢？
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國防科工局重大專項工程中心
中國資源衛星應用中心
民政部國家減災中心
中國航太科技集團
中國航太科工集團
小火箭聯合會
版權聲明：
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微信號：小火箭
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