衛(wèi)星技術(shù)再上新臺階

資源三號系列衛(wèi)星承擔(dān)著提升我國基礎(chǔ)地理信息精細(xì)觀測能力、提升我國遙感衛(wèi)星整體工程技術(shù)水平的重任。

2012年1月11日，集“測繪和資源調(diào)查功能一體”的資源三號01星的影像數(shù)據(jù)傳回地面，首次將我國遙感衛(wèi)星平面定位精度由百米級提高到優(yōu)于10米，標(biāo)志著我國開始進(jìn)入衛(wèi)星立體測繪的新時(shí)代，對我國民用測繪發(fā)展具有里程碑意義。

資源三號03星相對于01和02星在衛(wèi)星壽命、精度和效率方面又上了一個(gè)新的臺階。

更高精度，更高效。衛(wèi)星搭載的新型激光測高儀能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)高程測量，星地測距精度提升為亞米級；升級衛(wèi)星任務(wù)智能規(guī)劃功能，大幅提高地面運(yùn)控效率。

更長壽命，更可靠。衛(wèi)星平臺部分采用新型供電體制，不斷增強(qiáng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性；智能星務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對衛(wèi)星的智能在線健康監(jiān)測，保證衛(wèi)星在軌可長壽命自主可靠運(yùn)行。

測繪衛(wèi)星的硬核科技

資源三號系列衛(wèi)星作為測繪衛(wèi)星究竟難在哪里？與傳統(tǒng)意義上的遙感衛(wèi)星又有哪些不同？

我們可以把測繪衛(wèi)星理解成是一把用來精確測量大地的“尺子”。

中國資源三號03星發(fā)射成功

這把“尺子”的最大特點(diǎn)是：不僅能像傳統(tǒng)遙感衛(wèi)星一樣獲取二維平面影像，還通過三線陣相機(jī)利用攝影測量原理實(shí)現(xiàn)了高程信息的獲取。

難點(diǎn)一：資源三號立體測繪采用了類似人眼的雙目視覺原理：從不同位置觀測同一物體，從而產(chǎn)生3D效果，視力水平越高，影像越清晰。

然而，衛(wèi)星進(jìn)入太空后將長期處于±100℃的溫度劇烈變化的環(huán)境中，要想獲取幾何不變形、層次感分明、細(xì)節(jié)豐富不模糊的立體影像，研制團(tuán)隊(duì)奮勇攻堅(jiān)，攻克了鏡頭無畸變、動(dòng)態(tài)范圍寬、圖像信噪比高以及衛(wèi)星控制穩(wěn)等衛(wèi)星載荷和平臺提出的極為苛刻的要求。

難點(diǎn)二：航天測繪要在500公里的距離外、4萬公里的跨度上，以類似“游標(biāo)卡尺”的測量精度，獲取目標(biāo)地物的精確三維坐標(biāo)。

根據(jù)攝影測量原理，測繪衛(wèi)星對地物的定位可以簡單等效為三角幾何中“兩角夾一邊”問題，地物三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確度與三角形角度、邊長的精度直接相關(guān)。

角度的精確求解需要衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)角秒級的姿態(tài)確定精度，邊長的精確求解需要衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)厘米級的軌道確定精度。

中國資源三號03星發(fā)射成功

另外，還需要微秒級高精度時(shí)間系統(tǒng)將星地基準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一。

具體到工程實(shí)現(xiàn)，要求衛(wèi)星在20倍音速的動(dòng)態(tài)條件下，為拍攝的圖像提供高精度的時(shí)間、空間基準(zhǔn)，以精確求解“三角形”。

組網(wǎng)運(yùn)行能力強(qiáng)

資源三號系列衛(wèi)星開創(chuàng)了我國民用測繪衛(wèi)星領(lǐng)域的新天地，實(shí)現(xiàn)了從無到有的跨越，打破了衛(wèi)星測繪市場的國外壟斷。

“資源三號上天后，國外賣測繪圖像的人開始主動(dòng)跟我掏名片，報(bào)價(jià)也比以前更便宜，下降了三分之二。”在資源三號衛(wèi)星在軌運(yùn)行八周年總結(jié)研討會上衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師曹海翊采訪時(shí)說起這番經(jīng)歷，感受頗深。

在資源三號系列衛(wèi)星發(fā)射之前，每購買一次2.5米分辨率全國影像，成本可達(dá)3億元。

而僅資源三號01星在軌運(yùn)行以后，已實(shí)現(xiàn)了8次全國正射影像覆蓋，已經(jīng)為國家節(jié)省了幾十億元。

資源三號03星與其他衛(wèi)星在軌采用等相位星座運(yùn)行模式，可將常態(tài)化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的更新周期由59天縮短至15天，可提供廣域1:2.5萬比例尺加指定目標(biāo)區(qū)域1:1萬比例尺的組合型全球立體測繪產(chǎn)品，滿足用戶對不同測繪產(chǎn)品類型的需求。

中國資源三號03星發(fā)射成功