高分六号升空 我国“天眼”工程数据体系基本形成

图为高芬六号仿真。航天科技集团第五画院

中国的高芬家族又增加了一名“天眼”侦探。

6月2日，高芬6号在酒泉卫星发射中心成功发射。它是一颗低轨道光学遥感卫星，也是中国第一颗实现精确农业观测的高芬卫星。到目前为止，中国的主要高分辨率地球观测系统项目(以下简称“高芬项目”)已经迎来了继高芬1号至5号之后的又一个新成员进入太空

被称为“天眼”项目的高分项目是国家中长期科学和技术发展规划(2006-2020年)确定的16个重大科技项目之一。伴随它的是人们熟悉的载人航天、月球探测项目、大型飞机和其他项目。

2010年，该项目全面实施。如今，八年过去了，高芬家族在无尽的呼唤中逐渐崛起。许多高芬兄弟像悬挂在地球上空的巨型照相机一样在轨道上服务，观察地球母亲。

国防科工委重点项目中心主任、高分项目总工程师佟旭东表示，到目前为止，覆盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同光谱段、不同重访周期的中国高分数据系统已经基本形成。

大哥以高分迎接“媒人”

“高芬六号”发射后，将与轨道上的“高芬一号”形成一个星座，开启“高芬家庭”网络的新篇章。

航天科工集团第五研究院六号卫星总指挥兼总设计师白表示，两者将形成“两米/八米光学成像卫星系统”，大大缩短了重访时间间隔，“将时间分辨率从4天缩短到2天”。

作为高芬家族的老大哥，高芬1号早在2013年4月就成功推出，至今已与高芬6号“配对”五年。

高芬家族的使命是拓展疆域，高芬一号以“宽成像”为特色，可涵盖800公里视野内的所有事物，并可在4天内完全观察地球。

据白介绍，在过去的五年中，一号为中国国土资源系统、地质工业和科研院所等100多个单位和机构提供了大量的遥感影像数据。它已成为遥感领域应用最广泛的卫星之一，并被誉为"视野开阔、速度快、准确、清晰、应急反应良好"的卫星。

当一些突发事件和热点问题发生时，你也可以看到高芬一号的身影。据第五航天科工集团统计，无论是2013年雅安庐山地震、2014年马航失去联系、2015年天津滨海新区爆炸、深圳滑坡，高芬一号都为相关部门和行业贡献了自己的“真知灼见”。2014年，“高分一号”也被“列”为《国际空间与重大灾害宪章》的现役卫星，成为中国第三颗现役卫星。

分数高的二哥视力最好。

“高分一号”发射后，一年半后，高芬二号于2014年8月发射。它的成功发射意味着中国的民用遥感卫星进入了亚米分辨率时代。

第五航天科工集团综合部研究员、高芬2号的总指挥兼总设计师潘腾做了一个类比:如果空间分辨率为2米的高芬1号能看到地面上的汽车；然后，如果空间分辨率达到2号亚米高的标记，你可以看到地面上的自行车。

潘腾说，高芬的“二哥”浑身都是“珍宝”。在他身上，有两个分辨率为1米全色/4米多光谱组合的相机。这是当今中国焦距最长、分辨率最高的民用空间遥感相机，也是世界上最大的同分辨率同宽度的遥感相机。

因此，高芬2号已成为我国迄今开发的空间分辨率最高的民用遥感卫星，成像能力高，空间分辨率优于1米，宽度大于45公里，技术指标达到或超过国外同类光学遥感卫星水平。

此外，高芬二号还有一颗真诚的“中国心”，其本土化程度已经达到98%以上。关键单机和部件都是由我国自主研发的——高芬家族单机国产化程度最高的卫星。潘腾表示，这大大改善了中国高分辨率遥感数据主要依靠进口的状况，为国内用户提供高精度地球观测数据发挥了重要作用。

今天，“高芬2号”已经在轨道上运行了3年多，每月发布超过20万次视图和超过1.1亿平方公里的图像。国防科技局的数据显示，高芬2号数据拥有80%的市场份额，彻底改变了中国高分辨率地球观测数据主要依赖进口的局面。

一天24小时待命的“三哥”

高分兄弟继承了家族“好视力”的优势，这足以让他们在明星中更加耀眼。

2016年8月25日，经过两周的太空之旅，备受瞩目的高芬三号向世界正式发布了自己的“高清大片”，标志着中国低轨道合成孔径雷达卫星开发技术的重大突破。此后，中国民用天基高分辨率合成孔径雷达图像打破了“全进口”的现状，实现了“核心在手”。

非常特别的是，高分“三格”装备有主动探测负载，该负载利用微波进行探测，并通过发射信号和接收从地面反射的回波信号来探测地面物体的细节和特征。换句话说，不需要“相机”来“拍照”

第五航天科工集团高芬三号卫星总指挥兼总设计师张庆军表示，与“光学”遥感卫星相比，“微波”遥感卫星“高芬三号”最大的特点是能够全天候成像，不需要依靠光线，无论刮风下雨，白天黑夜，沙尘暴阴霾，都能冷静观察，真正做到“不怕浮云遮眼睛”。

因此，高芬3号被称为“天眼”侦探，一直站在旁边。张庆军表示，高芬三号卫星的发射和应用将中国高芬系统的建设从可见光、热红外和远红外带入微波辐射领域，开创了卫星微波遥感应用的新时代。到目前为止，高芬三号已经向国内50多个科研机构发布了60多万个场景的数据。

张庆军表示，目前，世界上使用最广泛的商用雷达卫星数据产品的平均价格为3万元/场景。高芬三号的成功应用打破了国外高分辨率雷达数据在中国的垄断，节约了大量采购成本，为中国实施海洋开发、陆地环境资源监测、防灾减灾等提供了重要的技术支持。

四哥有最高的“太空眼”

到了高芬4号，卫星“拍摄”的分辨率没有进一步“降低”。它只能获得分辨率为50米的可见光数据。然而，在高轨道位置，它已经是世界上“视力最好”的遥感卫星。

高芬四号被誉为当今观察地球的最高“太空之眼”。第五航天科工集团高芬四号卫星的总指挥兼总设计师李果给出了一个直观的类比:它相当于一艘能在36000公里的太空中“连续观察”大海的游轮。

事实上，即使在高分“Sidi”诞生之前，即使我们放眼整个世界，也没有在高轨道上设计高分辨率光学遥感卫星的工程实施先例。

李果表示，在36000公里的太空中，科研团队追求的最终目标不仅是让高芬4号清晰可见，还要确保“画面不晃动”。在这个过程中，他们创造了许多“第一”，例如第一个1亿像素的可见光器件和100万像素的中波红外器件，第一个大面积阵列凝视成像系统，以及第一个具有相同孔径的中波红外和可见光的光学设计。

迄今为止，中国的遥感卫星技术首次登上了高轨道山。当然，一旦高轨道和低轨道遥感卫星“相互结合”，高得分的兄弟们携手合作，他们就能“既看到树木又看到森林”，并提供更好的数据观测服务。

30天之内，五个弟弟和六个弟弟相继去了太空。

今年5月9日，高芬家族唯一的陆地环境高光谱观测卫星高芬5号在太原卫星发射中心成功发射。

与之前的高芬兄弟不同，这是一颗高光谱观测卫星，能够“捕捉”大气污染物和气溶胶等物理元素。高芬专项应用系统副主任、生态环境部卫星环境应用中心主任王翘表示，高芬五号有望填补国内卫星无法有效探测区域空气污染气体、无法动态反映中国空气污染状况的空白。

现在，在高分数《五兄弟》发行前不到一个月，高分数《六兄弟》再次走向太空。尽管是高芬家族中“最年轻的”，但高芬6号并不小。

一般来说，能够区分地面目标最小尺寸的空间分辨率和能够重复观察同一地面目标的时间分辨率是一对需要牺牲一方来确保另一方的“敌人”。然而，高芬六号已经实现了这两点的最佳组合，并且具有高分辨率和宽覆盖的能力。

白说，从某种意义上说，6号和1号最像“兄弟”，两者在体型和类型上几乎没有什么变化。不同的是，高芬六号有五个“更高”:高性能、高精度、高效率、高可靠性和高定位。

以高度本地化为例。与老大哥高芬1号相比，得分高的“刘地”整颗卫星的定位率达到94.5%，而老大哥的定位率仅为87.3%。高芬1号的寿命为5年，而高芬6号的设计寿命为8年。它是目前中国轨道上最长的遥感卫星。

值得一提的是，高芬六号专门为农业用途设置了两条红色边带。这种特殊的“视网膜”可以监测叶绿素和其他作物养分的含量。

白给了一个例子。要“凝视”太空中的小麦，首先必须“区分”小麦和许多农作物，如大豆和玉米。“高芬6号拥有红边带光谱的多光谱遥感技术，一眼就能分辨出谁是谁——这在以前是其他卫星无法做到的。”

高芬6号成为真正的“中国农业1号卫星”。

高分卫星数据自给率达到80%

童旭东表示，在专项计划实施之前，中国的天地一体化高分辨率地球观测系统尚未建立。长期以来，中国缺乏独立的高分辨率地球观测数据，管理分散，系统脱节，数据政策缺失，应用技术研究缺口大，数据应用产品数量大。他比较了两组数据-

当时，国内自主高分辨率数据优于2米的比例不到20%，实验应用仅在土地、测绘、环保、减灾等少数行业进行。海量遥感数据的业务应用能力不足。然而，高分辨率数据在各地区的应用“基本空白”。

相应地，在高分计划实施以来的八年里，高分卫星数据已经取代了进口数据，自给率达到80%。

童旭东透露，近年来，由于高芬1号、2号、3号和4号数据的持续稳定供应以及相关数据处理服务的提高，国外卫星数据市场日益萎缩，数据价格也在下降，分辨率低于2米的国外卫星数据已经基本退出国内市场。

到目前为止，中国共发布了1500万个得分较高的卫星数据场景。其中，16米数据完全替代进口，2米/8米数据自给率超过80%，1米/4米数据部分替代进口，自主雷达卫星数据供不应求——高分卫星数据已完全进入主要应用领域。

童旭东表示，高芬项目是建设中国战略空间基础设施的重大项目，对确保中国空间信息资源的自主性具有重要意义。在一些国际合作中，高芬家族的这些“天眼”在很大程度上使得中国的太空计划“更加艰难”。