2018年5月9日2时28分,高分专项中唯一一颗实现高光谱分辨率的对地观测卫星“高分五号”在太原卫星发射中心成功发射。“高分五号”的成功发射是实现高分专项形成“高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率”目标的重要组成部分,也是实现我国高光谱分辨率对地观测能力的重要标志。

先进配置,多项突破

“高分五号”卫星系统总指挥蒋光伟介绍,“高分五号”配置了可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪、大气主要温室气体监测仪等6种先进载荷,设计寿命8年,运行于太阳同步回归轨道,平均轨道高度705公里。“高分五号”是世界上第一颗大气和陆地综合高光谱观测卫星,也是我国光谱分辨率最高、定量化性能最高、探测手段最多的卫星,搭载了我国自主研制的规模最大的红外探测器、温度最低及制冷量最大的机械制冷机。

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环境监测,服务生态

“高分五号”具有高光谱、大范围、定量化探测等特点,面向生态环境监测搭载的多个大气探测载荷具备大幅宽、高光谱及偏振探测能力,使NO2和SO2等污染气体、CO2和CH4等温室气体高精度遥感探测成为可能。高分专项应用系统副总师、生态环境部卫星环境应用中心主任王桥介绍,“高分五号”的发射,将填补国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,对于动态监测我国大气污染状况、贯彻落实国家《大气污染防治行动计划》具有非常重要的意义。同时,它在水污染防治、生态监管等方面也将发挥重要作用。

高分专项,形成体系

从2010年高分专项立项以来,科研人员经过8年的努力,高分专项全部7型卫星中已有5型成功发射。高分专项工程总师、国防科工局重大专项工程中心主任童旭东表示,高分专项的实施,大幅度提升了我国民用遥感卫星技术水平,低轨卫星空间分辨率由实施前最高2.1米提高到0.8米,地球同步遥感卫星分辨率由千米级提高到50米,低轨遥感卫星设计寿命由3年大幅提高到8年。“高分一号、二号、三号和四号卫星,从太阳同步轨道到地球同步轨道、从可见光到微波、从普查到详查,初步构成了我国自主高分辨率对地观测系统并形成体系能力。”

高光谱观测

高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域。地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为辨别物质的“指纹”,是用以识别和分析不同物体特征的一种重要的“身份证”。高分五号是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国光谱分辨率最高的卫星,设计寿命8年,装载两台全新研制的陆地观测载荷和4台全新研制的大气类观测载荷。这六大载荷“神器”让高分五号卫星练就了“火眼金睛”。

  高分五号卫星与此前发射的高分一号、二号、四号卫星有所不同。光学成像只能看到物质的形状、尺寸等信息,高分五号卫星具备的光谱成像技术,则可使光谱与图像结合为一体,探测物质的具体成分。高分五号卫星将填补国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,通过对大气污染气体、温室气体、气溶胶等物理要素的监测,动态反映我国大气污染状况。同时,高分五号卫星还可对内陆水体、陆表生态环境、蚀变矿物、岩矿类别探测,为我国环境监测、资源勘查、防灾减灾等行业,提供高质量、高可靠的高光谱数据。

  高分五号卫星谱段范围宽、光谱分辨率高,可实现紫外至长波红外谱段的高光谱观测。其中,可见短波红外高光谱相机的可见光谱段光谱分辨率为5纳米,相当于一张纸厚度的万分之一。卫星探测手段丰富,具有高光谱/多光谱对地成像观测、多角度观测等探测手段,是国内探测手段最多的光学遥感卫星,工作模式多达26种。此外,该星定标精度高,星上载荷光谱定标精度达0.008波数,为国内卫星之最。就像一把尺子是否准确需要标校一样,高精度定标是高光谱卫星定量化应用的基础,是卫星探测信息准确不失真的重要保证。

本文根据新华网、中国环境网新闻编辑