高景一號衛星及其綜合應用

文 | 李佳 黃志華 史健楠 靳茗茗 趙汝冰

北京航天世景信息技術有限公司

一、引言

隨著市場需求的持續增長，遙感衛星產業的發展逐步市場化、開放化、融合化，航天產業的商業服務模式和業務化應用也更加多樣化。2015 年中國航天科技集團公司宣布啟動商業遙感衛星星座的建設，首發星高景一號01 星和02 星于2016 年12 月28 日在太原衛星發射中心以一箭雙星的方式成功發射，這不僅打破了我國0.5m 級商業遙感數據被國外壟斷的情況，也標志著國產商業遙感數據進入0.5m的 時 代；03 星 和04 星 于2018 年1 月9 日 入 軌，與01 星和02 星組網，組網后重訪周期縮短至一天，國內商業遙感數據正式邁入國際一流行列。

高景一號衛星星座具備優異的拍攝能力、高敏捷的機動性能、豐富的成像模式和高集成的電子系統等特點，已廣泛服務于測繪勘察、地質礦產、國土資源調查、環境監測、農林水利、城市建設、國防安全和應急減災等眾多傳統行業；在互聯網、位置服務、智慧城市、金融保險等新興行業中也逐漸發揮著巨大的應用價值。本文介紹了高景一號的數據服務模式及其在地質勘察、生態修復、農業調查、城市規劃、測繪地理信息服務、防災減災等領域的應用。

二、高景一號衛星介紹

高景一號是國內首個具備高敏捷、多模式成像能力的商業遙感衛星星座，4 顆衛星組網對地觀測大幅縮短了重訪周期。

該衛星星座具備以下五大突出的技術特點。

1. 高空間分辨率

高景一號的全色影像空間分辨率達到0.5m，多光譜影像空間分辨率為2m，是目前我國較為成熟的高空間分辨率商業遙感光學衛星。它的高空間分辨率能夠展現細膩的地物細節，適用于大比例尺地形圖制作、目標判讀、變化監測和影像深度分析等應用。

2. 優化的光譜設置

高景一號具有全色波段和四個多光譜波段（藍、綠、紅和近紅外），波譜范圍覆蓋450—890nm。全色和多光譜影像融合后，兼具高空間分辨率和多波譜段的優勢，有利于地物類型識別和分類。

3. 優異的采集能力

星上儲存空間達4TB，單顆衛星每天可采集約60 萬平方千米數據，四星組網每天可采集約200 萬平方千米數據，可實現每天重訪全球任意一點；同時能對較大面積的區域進行同軌一次過境的多條帶掃描，減少了由于時間變化對獲取大區域數據產生的影響。單景最大可拍攝范圍60km×70km。這大幅提升了對地觀測能力，在大面積、高分辨率觀測中具有獨特優勢。

4. 突出的敏捷性

高景一號采用了變速控制力矩陀螺技術，集合了控制力矩陀螺和動量輪兩者的優點，在星下點可迅速精準成像，常規側擺角最大為30°，執行重點任務時可達到45°；能夠實現同場景的兩視、三視觀測，獲取立體像對。

5. 多樣化的工作模式

高景一號具有星下點成像、側擺成像、多目標成像、連續條帶成像、多條帶拼接成像、立體成像等多種工作模式。

三、高景一號衛星綜合遙感應用

高景一號極大地便利了資源調查、城市規劃、農業發展、國家安全及其他領域的相關應用。高景一號的服務模式可以分為原始數據服務和成果應用服務。數據可以通過私有云等多種方式交付用戶使用。

1.原始數據

原始數據的服務模式可以分為存檔數據服務和指定位置、區域的編程服務。

存檔數據服務作為最直接最廣泛的信息服務，高景一號單星每天獲取影像的面積達到60 萬平方千米，通過海量在線數據管理，用戶可根據自身需求進行高景一號衛星影像的在線查詢和訂購。

編程數據服務是根據用戶的需求，在未來一段時間內，通過對衛星上注指令，結合氣象條件及衛星過境情況等信息，為用戶拍攝衛星影像，該服務模式允許用戶以更加靈活、更加具有針對性的方式訂購所需的衛星數據。

2.成果影像應用

隨著大數據時代的到來以及人工智能技術的發展，萬物互聯、數字孿生成為必然趨勢。遙感技術與其他行業的緊密度日益提升，根據不同行業的需求，利用機器學習、數據挖掘、遙感影像自動化識別等處理技術，構建業務化、工程化自動生產系統，逐步實現了高景一號高分辨率遙感影像數據從獲取、解譯到數據產品分發的一體化服務體系。高景一號已廣泛服務于自然資源調查、水資源管理和規劃、農林業監測與評價、城鎮規劃、應急減災等領域。

（1）礦區生態環境監管

礦產資源在經濟發展中發揮著重要的作用，科學有效的監管礦區生態環境是礦產資源管理的一大挑戰。礦區信息的獲取通常來自于運營商或者當地監管機構的報告，但此方法存在信息獲取不及時、內容不準確等弊端。

四、展望

高景一號已廣泛應用于測繪導航、國土資源調查、城市建設、農林水利、地質礦產、環境監測、國防安全和應急減災等領域，并積極挖掘在互聯網通信、地圖服務、智慧城市、金融保險等新興行業的應用潛力，為各政府、行業部門提供了快速、準確、可靠的數據服務，滿足了經濟建設、社會發展的多源需求，提高了我國遙感應用商業化服務水平，促進了我國商業遙感產業的可持續發展。未來，高景一號將繼續發揮其應用價值，為各行業用戶提供更優質的服務，創造更大的社會和經濟效益。