日前，國家航天局發(fā)布了高分七號首批22幅亞米級立體影像產(chǎn)品，包括北京首都機(jī)場、大興機(jī)場、雁棲湖，安徽涇縣，廣東陽春市，山東菏澤等多個地區(qū)的正射影像圖、立體核線影像、數(shù)字表面模型產(chǎn)品等。首批影像成果圖綜合考慮地域分布、地物類型、目標(biāo)關(guān)注度和主要用戶部門測試需求等因素，紋理清晰、層次分明、信息豐富、立體感強(qiáng)，體現(xiàn)了高分七號衛(wèi)星特有的立體測繪性能。
高分七號衛(wèi)星是一顆可以拍攝3D衛(wèi)星遙感大片的衛(wèi)星。其全稱“高分辨率國土測繪衛(wèi)星”，是高分專項(xiàng)的重要組成部分，是我國首顆民用亞米級高分辨率光學(xué)立體測繪衛(wèi)星，主要用于我國1:1萬立體測圖生產(chǎn)及更大比例尺基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品的更新。
“測繪衛(wèi)星就是精確測量大地的尺子，如果把以往其他通用遙感衛(wèi)星比作米尺，那么高分七號就是一把游標(biāo)卡尺，能夠高精度的測量地物的平面位置和高度?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院高分七號衛(wèi)星總設(shè)計師曹海翊對南方日報記者表示。
雙陣線相機(jī)：3D大片隨時拍攝
高分七號衛(wèi)星起飛重量2700kg，運(yùn)行于標(biāo)稱506km的太陽同步回歸軌道，降交點(diǎn)地方時10:30am。高分七號衛(wèi)星研制任務(wù)由航天科技集團(tuán)五院總體部測繪領(lǐng)域衛(wèi)星研制團(tuán)隊承擔(dān)。五院總體部測繪領(lǐng)域衛(wèi)星研制團(tuán)隊一直從事專用測繪衛(wèi)星和高分辨率遙感衛(wèi)星的研制工作，承研的資源三號測繪衛(wèi)星獲得了國家測繪局等用戶和國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的一致好評。高分七號衛(wèi)星在充分繼承資源三號衛(wèi)星成功研制經(jīng)驗(yàn)和成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了光學(xué)激光復(fù)合測繪等先進(jìn)技術(shù)，衛(wèi)星技術(shù)指標(biāo)有大幅提升。
高分七號搭載一臺雙線陣相機(jī)和一臺激光測高儀。這臺雙陣線相繼前視相機(jī)傾角+26°，后視相機(jī)傾角-5°，多光譜地面分辨率優(yōu)于3.2m。而正是這臺雙陣線相機(jī)，鑄就了高分七號的3D慧眼。
高分七號衛(wèi)星將我國低軌遙感衛(wèi)星分辨率由高分專項(xiàng)實(shí)施前最高2.1米提高到0.65米，靜止軌道遙感衛(wèi)星分辨率由千米級提高到50米，低軌遙感衛(wèi)星設(shè)計壽命由3年大幅提高到8年。
雙線陣相機(jī)是國內(nèi)首臺長焦距、大口徑、無畸變測繪相機(jī)。曹海翊對南方日報記者表示，這臺測繪相機(jī)，集成了高幾何穩(wěn)定性光學(xué)系統(tǒng)、精密控溫措施、柔性支撐、可展開遮光罩等空間相機(jī)設(shè)計技術(shù)，保證了相機(jī)在軌成像期間的圖像質(zhì)量和幾何穩(wěn)定性。
高分七號搭載的雙線陣相機(jī)能夠獲取5譜段高空間分辨率立體測繪遙感數(shù)據(jù)，地面像元分辨率優(yōu)于0.8m，幅寬優(yōu)于20km。雙線陣相機(jī)可連續(xù)觀測獲取地面重疊影像，用于獲得立體影像。
對于雙線陣相機(jī)獲取立體影像的工作原理，曹海翊解釋說，衛(wèi)星在軌飛行時，雙線陣相機(jī)的前視相機(jī)首先以26°的角度拍攝到某一地物，同時，衛(wèi)星會記錄下自己的位置A；然后衛(wèi)星繼續(xù)飛行一段時間后，后視相機(jī)會以-5°的角度拍攝到同一地物，衛(wèi)星記錄下此時自己的位置B；這樣我們就獲得了由衛(wèi)星位置A、衛(wèi)星位置B以及地物構(gòu)建的三角形，從而確定地物的空間位置。
全波形對地激光測高儀：高程精度優(yōu)于1.5m
在立體測繪能力的構(gòu)建中，除了雙陣線相機(jī)的卓越功勛，也離不開高分七號搭載的激光測高儀——國內(nèi)首臺對地全波形激光測高儀。激光測高儀配置有2波束的1064nm激光，用于對地理?xiàng)l件惡劣的地區(qū)，在少控制點(diǎn)情況下，進(jìn)一步提高衛(wèi)星的高程定位精度。
曹海翊表示，為提高以我國西部地區(qū)為代表的少控制點(diǎn)區(qū)域以及境外地區(qū)無控制點(diǎn)區(qū)域的測高精度，對地激光測高儀可以向目標(biāo)地物發(fā)射激光脈沖波束，并接收由地物返回的激光回波，獲取地物高程信息。激光測高儀突破了高速采樣技術(shù)和基于足印相機(jī)的激光指向定位技術(shù)，并采用環(huán)路熱管技術(shù)實(shí)現(xiàn)精密控溫，用于解決全球范圍高程控制點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取難題。
激光測高儀的足印相機(jī)在激光發(fā)射時刻對地成像，在足印相機(jī)地物圖像中可確定激光光斑中心的坐標(biāo)位置；之后將足印相機(jī)地物圖像與雙線陣相機(jī)拍攝的同一區(qū)域地物圖像進(jìn)行匹配，定位激光光斑在雙線陣相機(jī)影像中的位置，獲得對應(yīng)地物的高程信息作為廣義高程控制點(diǎn)來修正雙線陣相機(jī)的立體測繪產(chǎn)品，滿足高程精度優(yōu)于1.5m的需求。
補(bǔ)足我國1:1萬比例尺衛(wèi)星測繪能力短板
目前，我國尚不具備1:1萬比例尺衛(wèi)星測繪能力，而隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，測繪地理信息系統(tǒng)建設(shè)、地理國情監(jiān)測、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)、國家統(tǒng)計應(yīng)用等業(yè)務(wù)對1:1萬比例尺測繪數(shù)據(jù)產(chǎn)品的需求愈發(fā)迫切。
當(dāng)然，解決這個燃眉之急的任務(wù)落到了高分七號的肩上。據(jù)曹海翊介紹，高分七號的創(chuàng)新點(diǎn)之一便是首次提出雙線陣相機(jī)立體測圖配以雙波束激光測高的新型復(fù)合測繪體制，用于實(shí)現(xiàn)1:1萬立體測繪。
高分七號是我國首顆1:1萬比例尺立體測繪衛(wèi)星，相較以往衛(wèi)星1:5萬比例尺有大幅提高，目前國際上只有少數(shù)航天強(qiáng)國具備1:1萬衛(wèi)星測繪能力，隨著高分七號的發(fā)射，將凸顯我國測繪大國的國際地位。
“簡單而言，測繪衛(wèi)星就是精確測量大地的尺子，如果把以往其他通用遙感衛(wèi)星比作米尺，那么高分七號就是一把游標(biāo)卡尺，能夠高精度的測量地物的平面位置和高度。相較以往衛(wèi)星1:5萬比例尺的測繪能力而言，高分七號能夠更準(zhǔn)確地定位地物的位置、識別更多的細(xì)節(jié)。打個比方，以往我們能夠定位比較寬闊的高速公路和國道的位置，而現(xiàn)在則能夠精確定位鄉(xiāng)間小路的位置?！辈芎ｑ幢硎?。
