11月3日，由中國航天科技集團有限公司所屬中國空間技術研究院抓總研制的高分七號衛星，在太原衛星發射中心發射升空并取得圓滿成功。作為我國首顆亞米級民用光學立體測繪衛星，“高分七號”能在太空中拍攝出高精度3D立體大片，為中國乃至全球的地形地貌畫出一幅誤差在1米以內的立體地圖。

　　“高分七號”其實是衛星“小弟”，在它的前面，還有多位同“輩分”的衛星大哥。通過“高分專項”系列衛星，我們離“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”的夢想又前進了一大步。揚子晚報記者特邀南京航空航天大學航天學院聞新教授，為您系統講解“高分家族”里的7個“葫蘆娃”。 揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子

　　高分一號

　　發射時間：2013年4月26日 “太空攝影師” 讓地球有了高清照片

　　高分家族的7個“葫蘆娃”中，“高分一號”無疑是年齡最大的老大哥。2013年，“高分一號”便“乘坐”長征二號丁運載火箭進入太空，成為我國高分辨率對地觀測系統的首發星，自此揭開了給地球拍攝“高清照片”的序幕。

　　“高分一號”攜帶的攝像機可以實現2米、8米、16米三種分辨率的拍攝，既有廣度，也有精度，實現了在衛星上中、高分辨率和寬幅成像能力的結合。“高分”衛星在太空中到底是按照什么路線飛行？聞新教授向記者展示了一張圖片，描繪了衛星運動的星下點軌跡。其軌跡將地球“平分”為若干個可視區域，“高分”衛星可以拍攝到運動軌跡路線上的地球圖像，但存在著訪問時間周期和空間周期較大的問題。根據已經公開的數據，高分一號的觀測幅寬為800公里，可以在4天內將整個地球看一圈。

　　不同于人類拍攝照片時的“咔嚓”一聲后“立等可取”的成像模式，“高分”衛星給地球拍攝高清照片其實是由一組組的數據組成的，工作人員通過接收到衛星傳回地面的數據，再像解讀“電報密碼”一樣進行編譯和組合，最終便能誕生出地球的高清照片。

　　高分二號

　　發射時間：2014年8月19日 “視力”提升 實現空間分辨率0.8米

　　“高分一號”在天上孤零零的工作了一年之后，終于迎來了自己的小伙伴“高分二號”。2014年8月19日，“高分二號”衛星成功發射，成為我國自主研制的首顆空間分辨率優于1米的民用光學遙感衛星。

　　和“高分一號”相比，“高分二號”對于地球的“觸感”靈敏了不少，它具有亞米級空間分辨率、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。通過和“高分一號”的搭配使用，可以實現空間分辨率0.8米的“鷹眼”效果。

　　“這里的0.8米可以視作是一個‘識別距離’。”為了方便讀者理解，聞新教授舉了個例子。“假設兩個人平行站著，兩人之間的距離小于80厘米，那么從太空中遠遠望過去，這兩個人會被誤認為是一個人。但兩人的距離只要大于80厘米，那么‘高分二號’便能在距離你600公里外的太空清晰地看到，‘嘿，南京的漢中門大街上，有兩個人正準備過馬路呢。’”

　　高分三號

　　發射時間：2016年8月10日 無論刮風下雨、白天黑夜 都能隨時成像

　　2016年8月10日，“高分三號”衛星成功升入太空，作為一顆微波雷達成像的遙感衛星，“高分三號”最大特點是具備全天時、全天候成像能力，不管白天、黑夜、晴空、雷雨，都可以隨時成像。

　　高分三號衛星在系統設計上進行了全面優化，具有高分辨率、大成像幅寬、多成像模式、長壽命運行等特點，主要技術指標達到或超過國際同類衛星水平。

　　高分三號衛星具備12種成像模式，是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達衛星。衛星成像幅寬大，與高空間分辨率優勢相結合，既能實現大范圍普查，也能詳查特定區域，可滿足不同用戶對不同目標成像的需求。甚至能探測到地球上亞米級的地面沉降。此外，高分三號衛星還是我國首顆設計使用壽命8年的低軌遙感衛星，能為用戶提供長時間穩定的數據支撐服務，大幅提升了衛星系統效益。

　　高分四號

　　發射時間：2016年6月13日 彌補低軌遙感衛星的不足

　　2015年升空的“高分四號”和前三位好動的“兄弟”不同，它和地球的狀態是相對靜止的，“站”在距離地球36000公里以外的地球靜止軌道上，通過指向控制，實現對中國及周邊地區觀測。2016年，“高分四號”衛星還在氣象觀測中派上了大用場。它實現了對于臺風“妮妲”的秒級觀測，觀測到臺風眼區精細化結構特征、云系內中小尺度對流的演變特征，為提升臺風路徑和強度預報準確率提供重要參考。

　　聞新教授告訴記者，“高分四號”與高分一至三號之間形成了“高低搭配，干活不累”的局面，一號至三號衛星都屬于低軌遙感衛星，具有空間分辨率高、看得更清楚的特點，但一次成像觀測視野較小，對固定區域重訪所需周期較長，時間分辨率較低。而高軌遙感衛星“高分四號”恰恰可以彌補低軌遙感衛星的不足，兩者結合發揮出更大效益。

　　高分五號

　　發射時間：2018年5月9日 監測大氣環境 助力“藍天保衛戰”

　　2018年5月，“高分五號”衛星在太原衛星發射中心成功發射。“高分五號”衛星的職能和前幾顆相比相對有所轉移，作為一顆高光譜分辨衛星，“高分五號”攜帶了四個大氣環境探測載荷“上天”，主要負責對大氣環境進行監測，可以動態監測我國大氣污染狀況。

　　其中，大氣痕量氣體差分吸收光譜儀可用于空氣質量變化監測，分析各種排放對大氣成分和全球氣候變化的影響。大氣主要溫室氣體監測儀可用于區域大氣環境監測，以及全球溫室氣體“源”分析。大氣氣溶膠多角度偏振探測儀能支持高精度大氣校正、全球氣候變化研究等。大氣環境紅外甚高光譜分辨率探測儀能分析痕量氣體、溫室氣體的垂直分布信息，開展氣候變化研究。

　　聞新告訴記者，過去，我國對污染氣體和溫室氣體的監測主要依靠美國和歐洲的衛星，高分五號發射后，大大緩解了對國外數據的依賴。

　　高分六號

　　發射時間：2018年6月2日 負責給農林業“查戶口” 觀測影像顏色更多彩

　　“高分六號”的發射時間和“高分五號”非常接近，在“高分五號”升空后一個月，“高分六號”也抓緊時間來到了太空中。“高分六號” 搭載2個大幅寬光學相機，并為寬幅相機新增了4個波段，主要任務是對農業和林業進行觀測，面向農業農村、林業和防災減災等應用。

　　聞新告訴記者，“高分六號”攜帶的寬幅相機“波段增加”的含義，通俗理解便在于成像顏色的增加。比起過往的“高分”系列衛星單色成像的特點，“高分六號”衛星對于農林業的觀測影像顏色更加豐富多彩，增強了不同地表覆蓋、不同作物類型、不同生長狀態之間的差異識別能力，監測精度也有提高。

　　高分七號

　　發射時間：2019年11月3日 “視力”驚人 定位精準到鄉間小路

　　“高分七號”是高分系列衛星中測圖精度要求最高的科研型衛星，擁有極好的“視力”。進入太空后，它將會在地球上空36000公里的高度飛行，但依然能將地球上的“一舉一動”看得一清二楚。

　　聞新告訴記者，給測繪衛星“測視力”也有一張“視力表”，衛星的繪圖比例尺就是他們的“視力”。高分七號可以實現民用1：10000比例尺立體測圖，而過往的衛星，可以實現的立體測圖比例尺為1：5000或者其他。這就好比過往的衛星只能在地球這張巨大的“視力表”上看到高速公路或是國道，然后進行定位。但“高分七號”則可以精準地看到更為窄小的鄉間小路。

　　成像立體，效果“裸眼3D”

　　幫助“高分七號”提高視力的，是搭載高分七號“上天”的多臺有效載荷，也就是通俗意義上的“照相機”，它們分別是雙線陣立體相機、激光測高儀等。這些“照相機”帶給“高分七號”的變化，不僅是視力的提升，還有繪圖質量的提高。聞新告訴記者，通過這些有效載荷，“高分七號”突破了亞米級立體測繪相機技術，能夠獲取高空間分辨率光學立體觀測數據和高精度激光測高數據，將這些數據進行處理后得出的測繪“照片”，精度高，信息準確，更重要的是成像立體，而且達到了亞米級的空間分辨率，拍出來的“照片”是“裸眼3D效果”，完全是立體大片了。

　　●“高分”的全稱是高分辨率對地觀測系統重大專項，它在網絡上被親切地稱為“中國人自己的全球觀測系統”。

　　●高分專項目標是建設基于衛星、平流層飛艇和飛機的高分辨率對地數據獲取系統，將與其他觀測手段結合，形成全天候、全天時、全球覆蓋的對地觀測能力。

　　什么是“高分”

　　“高分”告訴你

　　大興機場這樣振翅起飛

　　圖片來源：中國高分觀測公眾號

　　關于“高分家族”，還有這些秘密——

　　家族龐大，不止“七個葫蘆娃”

　　雖然大家見到的“高分”衛星，序號排到了七號，但“高分家族”其實并不止這“七個葫蘆娃”，還有已經升空的高分十號、高分十一號、高分十二號。聞新教授介紹，高分專項工程是中國國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006－2020年)的16個重大科技專項之一。

　　高分一號到七號順利升空后，在天空中形成了全方位保駕護航的“天眼”模式，可以涵蓋不同空間分辨率、不同覆蓋寬度、不同譜段、不同重訪周期的高分數據型譜基本形成，與其他民用衛星遙感數據相配合，為高分遙感應用奠定了堅實基礎。據悉，經過近10年發展，高分專項衛星數據已在國土、環保、農業、林業、測繪等領域應用中取得了重要成果。高分專項工程還設立了30個省級高分數據與應用中心，取得了一大批應用成果，為促進區域經濟發展、提升地方政府現代化治理能力等提供了服務支撐。

　　陸海空對地觀測系統明年建成

　　迄今，高分數據在20余個行業中應用，已成為相關部門主體業務不可或缺的手段及各級政府治理結構和治理體系的重要支撐，很大程度上實現了對國外同類型衛星數據替代。后續，高分專項工程重心將進一步聚焦應用。到2020年，將建成先進的陸地、大氣、海洋對地觀測系統，為現代農業、防災減災、資源環境、公共安全等重要領域提供服務，確保掌握信息資源自主權，促進形成空間信息產業鏈。

　　●最新進展

　　高分十二號衛星入軌

　　11月28日7時52分，我國在太原衛星發射中心用長征四號丙運載火箭，成功將高分十二號衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道。高分十二號衛星的地面像元分辨率最高可達亞米級，主要用于國土普查、城市規劃、土地確權、路網設計、農作物估產和防災減災等領域，可為“一帶一路”建設和國防現代化建設提供信息保障。

　　專家釋疑

　　Q：高分“葫蘆娃”在太空中各司其職，那么豈不是測繪衛星發射得越多，能看得越清楚？

　　A：就像馬路上會用黃線區分開人行道和機動車道一樣，太空中的衛星在運動時也有自己的“行車道”。要是同一“車道”里的衛星超過一定的數量，那么勢必會加大“碰撞”風險。一定數量下的測繪衛星的確可以讓拍攝出的圖片更加清晰，但一旦數量過多，為了避免“碰撞”，那么衛星設計和衛星維護的成本將更高。

　　Q：高分系列衛星的視力如此驚人，會不會拍攝到我們的生活日常？會泄露隱私信息嗎？

　　A：目前人造衛星還沒有能力實現人臉識別的功能，但對于地圖測繪，我國有法條明令，2016年1月1日起執行的《地圖管理條例》第三十五條規定，互聯網地圖服務單位收集、使用用戶個人信息的，應當明示收集、使用信息的目的、方式和范圍，并經用戶同意。互聯網地圖服務單位需要收集、使用用戶個人信息的，應當公開收集、使用規則，不得泄露、篡改、出售或者非法向他人提供用戶的個人信息。互聯網地圖服務單位應當采取技術措施和其他必要措施，防止用戶的個人信息泄露、丟失。

　　Q：衛星都有一定的“壽命”，“壽終正寢”后衛星會去向何方？

　　A：太空垃圾的“歸屬地”基本都在南太平洋。這里是規定的“衛星墳場”。達到工作年限后，衛星會自動開啟銷毀程序，直奔這里。此前我國發射的天宮一號等飛行器，也是落在南太平洋。衛星從太空墜落，進入大氣層就會因為與大氣摩擦產生熱量，然后爆炸解體產生碎片，一部分小的碎片會在大氣中燒蝕，另一些大的碎片會落入到南太平洋。

　　Q：高分衛星傳回的數據，我們能看到嗎？

　　A：能！在11月4日至9日地球觀測組織（Group on Earth Observations，GEO）2019年會議周上，中國國家航天局推出了“中國國家航天局高分衛星16米數據共享服務平臺（CNSA-GEO平臺）”，發布了相關數據政策，宣布正式將中國高分16米數據對外開放共享。通過平臺公布的衛星圖像，大家可以更直觀地了解什么是燕山山脈、華北平原、長江三角洲，甚至可以找找你家大概在什么位置，看看周邊的環境。