2016年12月26日提前揭秘 高景一號特有的多模式成像特性

高景一號01/02星(Gaojing-1，01/02)：預計12月28日11:30左右由長征二號丁火箭從太原衛星發射中心升空。

近日，我國首顆0.5米級商業遙感衛星——高景一號（Superview-01）已經進駐太原衛星發射場。該衛星是中國航天科技集團公司商業遙感衛星係統“16+4+4+X”的首發星，由2顆分辨率為0.5米的光學小衛星組成，也是當前我國分辨率最高的商業遙感衛星。  　　衛星承載一台高性能光學相機，全色分辨率達到0.5米，多光譜分辨率為2米，幅寬12公裏，圖像質量指標與國際先進Pleiades-1等商業遙感衛星水平相當。   　　除了優秀的成像質量，高景一號還具有其特有的多模式成像特性，可為不同需求用戶提供豐富的圖像產品。它有哪些典型的成像模式呢？讓我們大家來一睹為快。   　　(1) 多條帶拚接成像模式   　　多條帶拚接成像模式是衛星根據成像指令，利用俯仰和滾動方向姿態機動進行若幹次準平行且圖像間有一定搭接的成像。該模式主要是滿足大幅寬用戶需求，可在一軌內完成對一個大型城市成像。   　　大家在用相機拍照時，都會有這樣一個感受，想把目標的局部細節照清楚，就得縮小拍照的麵積。在遙感衛星上，也是同樣的道理，分辨率和幅寬存在著一定的矛盾。多條帶拚接成像模式就很好地解決了這個問題。   　　利用高景一號的敏捷能力，可實現最多5條帶拚接成像，成像區域60km×70km，實現了高分辨率和大幅寬的雙優勢。多條帶拚接成像模式見下圖。   圖1  多條帶拚接成像模式   　　(2) 多目標成像模式   　　多目標成像模式是衛星按照成像指令要求，在衛星姿態機動可覆蓋範圍內對所需要的目標進行成像，成像條帶長度可根據需要進行設置。設計該模式的目的是：可提高衛星快速響應能力，應對各種突發事件和緊急任務需求；同時，也可為小區域成像用戶特定需求提供服務。   　　不具備敏捷特性的衛星，在遇到多目標成像任務時，往往需要多軌才能完成。通俗一點說，衛星每次隻能完成少數目標的成像任務，其他任務隻能等到衛星再次飛行經過該目標才能進行。   得益於敏捷特性，高景一號可以對單個目標範圍12km-24km（距離）×500km（方位），一軌內實現任意地區8個目標的成像。多目標成像模式如圖2。   圖2  多目標成像模式   　　(3) 立體成像模式   　　立體成像模式是衛星根據成像指令，對可成像範圍內指定長度的區域，利用俯仰和滾動方向姿態機動從不同的角度進行3次重複地麵軌跡成像，形成立體圖像。該模式設計目的是滿足立體成像和測繪製圖用戶需求。   　　顧名思義，立體成像就是可以通過多角度成像，得到目標的三維特性。高景一號利用衛星敏捷能力可以實現同場景的3視觀測，成像區域12-24km×120km。立體成像模式如圖3。   圖3  立體成像模式   　　(4) 連續條帶成像模式   　　該成像模式主要是在完成用戶對特定區域的成像任務後，積累全球範圍的圖像數據。成像過程中，衛星側擺不同角度成像（0-±45°），單軌成像區域12km-24km×4200km。   圖4  連續條帶成像模式

 

跑了60年，中國商業遙感衛星終於追上0.5米

 

  “過去我帶中國同行參觀過法國的商業遙感衛星，參觀過美國的商業遙感衛星。”在接受泰伯網記者的獨家專訪時，世景公司總經理徐麗萍難掩內心的激動，“這次，我終於帶他們參觀了中國的商業遙感衛星。”

 

 

徐麗萍(右一)

  徐麗萍的激動，是可以理解的。從1956年到2016年，中國航天事業走過了60年光輝曆程。但是，在全球高分辨率商業遙感衛星領域，中國一直處於被動追趕的位置，而且一直被排擠在國際主流市場之外。

 

現在，這種局麵將很快被改寫。

  世景公司對泰伯網透露說，SuperView-1 01/02 星將於2016年12月26日以一箭雙星的方式在中國發射。一旦正式投入運營，將意味著中國終於擁有屬於自己的0.5米級國產商業高分辨率遙感衛星。SuperView是由航天科技集團旗下的中國四維投資、世景公司負責商業運營的商業衛星星座。

 

第一部分 中國四維的棋局

　　要了解SuperView，首先我們要了解中國四維。 

　　根據其官方網站資料，中國四維測繪技術有限公司由原國家測繪局於1992年創建，是國內測繪地理信息領域成立較早的重要企業之一。1998年底，中國四維交由中央企業工委管理，隨後在2003年底與中國衛星通信集團進行重組，成為後者全資子公司。

　　重大的變化始於2009年。當年4月，中國四維隨著中國衛星通信集團公司重組整體並入中國航天科技集團。兩年後，中國四維與中國衛星通信集團分立，成為中國航天科技集團的專業子公司。到2011年初，中國四維下屬已有三家公司，包括四維圖新、四維航空遙感、中寰衛星(現由四維圖新控股)。

　　顯然，中國四維並不滿足此，他們想布一個更大的棋局。為此，他們在2011年悄悄地挖來了徐麗萍。他們的目標有兩個：一方麵，從國際市場引入高分辨率遙感衛星影像資源;另一方麵，將來有一天能夠擁有屬於中國四維自有的高分辨率商業遙感衛星。

　　徐麗萍畢業於長春光學精密機械學院，後就讀於法國ESSEC高等商學院。她曾任職於中國科學院光電技術研究所以及視寶公司。視寶公司是法國空客防務與空間公司在中國的子公司。在加入中國四維之前，徐麗萍在視寶公司擔任副總經理。

　　徐麗萍的到來，幫助中國四維迅速切入了遙感衛星影像領域。2011年4月，中國四維、美國DigitalGlobe公司和四維圖新聯合出資，成立四維世景科技(北京)有限公司，徐麗萍擔任總經理。根據世景公司的官方網站資料，世景目前已經擁有包括來自美國、韓國、日本、西班牙等的近十顆亞米級國際高分辨率遙感衛星影像資源，以及高分係列、資源係列、環境係列以及天繪係列的國產遙感衛星影像資源。

　　與此同時，經過多年的布局與準備，中國四維規劃的自主商業衛星星座，漸漸浮出水麵。

 

第二部分 0.5米是一個分水嶺

　　既然中國四維在2011年之前就已經在布局商業遙感衛星，那麽究竟要製造什麽規格的衛星呢?

　　“從國際市場上來看，在優於1米的高分辨率衛星影像中，0.5米級是主流的消費指標。”徐麗萍在接受泰伯網的獨家采訪時說。她認為，0.5米級高分辨率遙感衛星影像所占的市場份額能夠占到八成以上。

　　不少業內人士也認為，在全球高分辨率商業遙感衛星市場上，0.5米是一個分水嶺。但是迄今為止，中國依然是一個購買者，而不是供應商。

　　從全球範圍來看，遙感衛星商業化起步於上世紀80年代。1986年，法國發射世界首個遙感衛星SPOT-1，並成立獨立子公司從事影像數據的代理銷售。美國早期成立的地球觀測衛星公司(EOSAT)，也采用此模式銷售Landsat衛星影像。

　　但是，由於各國政府對高分辨率遙感衛星影像的政策限製等因素，遙感衛星的商業化一直未能實現規模化發展。

　　美國先一步突破了這種限製。1994年，美國政府頒布《美國以外國家獲取空間遙感能力的政策》，正式允許亞米級高分影像在國際市場的銷售，這極大地推動了衛星遙感的商業化。

　　在美國，高分辨率商業衛星係統是民用遙感的重要組成部分。目前在軌的高分辨率遙感衛星係統主要包括DigitalGlobe公司的GeoEye-1、、WorldView-1、WorldView-2、WorldView-3、WorldView-4等。另外，美國還有中分辨率遙感衛星Landsat以及EOS等。

　　在歐洲，法國引領走在對地觀測領域的世界前列，發射了世界首顆具有立體成像能力的遙感衛星SPOT-5，目前隸屬於空客防務與空間。

　　Pleiades衛星是法國在SPOT之後研製部署的新型高分辨率衛星，由 Pleiades-1和Pleiades-2組成，屬於軍民兩用光學成像衛星。其分辨率已達0.5米，分別於2011年和2012年先後發射並投入運營。

　　西班牙UrtheCast公司收購獲得的子公司Deimos Imaging，擁有DEIMOS-1中分辨率、大幅寬光學遙感衛星，以及DEIMOS-2高分辨率光學遙感衛星。DEIMOS-2影像的全色分辨率為0.75米。DEIMOS-2擁有專門設計的端到端係統，能夠及時響應用戶的數據服務和編程采集需求，具有更明顯的商業化特征。

　　韓國KOMPSAT衛星，中譯名“阿裏郎衛星”，由韓國空間局研製。去年剛剛發射的“KOMPSAT-3A”衛星分辨率已經達到0.5m。2016年中旬，韓國SI成像公司(SIIS)宣布正式開始銷售阿裏郎-3A號衛星光學影像。

 

第三部分 中國商業遙感衛星逐漸靠近0.5米

　　從上麵的表格大概能看出，從全球高分辨率商業遙感衛星的整體趨勢來看，0.5米級已經是主流。但是在中國，我們仍然沒有在0.5米這個卡點上實現突破。

　　中國四維總經理徐文曾在公開采訪中指出，中國每年優於2.5米分辨率的衛星原始數據直接消費約為5億元，並且每年保持約8%的增長率。但是，國外數據約占75%，國內數據約占25%。而且，亞米級高分影像數據市場被國外遙感衛星數據壟斷。

　　國務院在2014年正式對外公布60號文件，明確地鼓勵民間資本進入空間領域。受此鼓舞，眾多民間資本開始加大對商業遙感衛星的投入。

　　2015年7月，二十一世紀空間公司的北京二號衛星星座發射成功。如今，北京二號已成為國家核準的民用商業遙感衛星項目，並被納入國家民用空間基礎設施規劃。

　　2015年10月，吉林一號在酒泉衛星發射中心順利升空。該衛星星座由吉林長光衛星公司負責研製和商業化運營。星座中的吉林一號光學A星，是一顆高分辨率對地觀測光學成像衛星，全色分辨率達0.72m、多光譜2.88m。 

  

第四部分 SuperView的野心

　　如今，越來越多的私營企業都把目光瞄準了商業遙感衛星。但是迄今為止，仍然沒有一顆中國商業遙感衛星的分辨率能夠達到0.5米。中國四維的SuperView，有望在本月實現這個夢想，而且一發就是兩顆。

　　SuperView的整體計劃是，到2022年建成“16+4+4+X”的商業遙感衛星係統。該係統包括16顆0.5米高分辨率光學衛星，4顆高端光學衛星，4顆合成孔徑雷達衛星和若幹顆高光譜、視頻小衛星。

　　徐麗萍對泰伯網的記者說，中國四維將作為投資主體，負責衛星的建造和發射，而衛星後續的商業運作，包括國內外的商業化推進，都將由世景公司負責。

　　計劃於本月底升空的SuperView-1 01/02，將以一箭雙星的方式發射。屆時，兩顆0.5米分辨率的衛星，將在同一軌道上以180度的對角角度飛行。SuperView-1全色分辨率為0.5米，多光譜分辨率2米，軌道高度500公裏，幅寬12公裏。

　　根據世景公司提供的資料，由於SuperView-1衛星具有很高的敏捷性，可設定拍攝連續條帶、多條帶拚接、按目標拍攝等多種采集模式，此外還可實現立體采集。以下是SuperView-1的相關技術參數。 

　　這些數字恰當地量化了SuperView趕超國際水準的步伐。“從規劃階段開始，SuperView的所有標準都嚴格按照國際主流標準來進行設計。”徐麗萍說，“如果用戶具備處理WorldView係列和SPOT係列衛星數據的能力，他們也就直接具備了處理SuperView衛星數據的能力。”

　　徐麗萍告訴泰伯網，SuperView準備發射的前四顆衛星都由航天科技旗下航天東方紅公司負責研發製造，單顆重約500千克。本月26號即將發射的兩顆衛星，已經在航天東方紅裝載車間完成了最後的質量控製和調試工作，於11 月25日抵達太原衛星發射場。

　　在2017年，第三顆和第四顆SuperView衛星也將入軌。屆時，首批4顆0.5米高分辨率光學遙感衛星將實現組網，重訪周期可達1天。

 結語

　　當具備了自主的高分辨率商業遙感衛星星座以後，世景原來以影像代理為主的商業模式，會發生變化嗎?

　　徐麗萍說，隨著星座布局的完善和數據獲得能力的提升，世景也會擴充其原有的以數據服務為主的商業模式，麵向專業用戶，提供諸如動態監測等更多、更複雜的產品形態，並麵向公眾用戶，挖掘更合適的商業模式。

　　她舉例說，基於數據本身的自動化處理，以及與用戶需求結合後的算法以及解決方案的延伸，將是世景發展的一個主要方向。

　　“如果隻給客戶提供數據，那就還是原來的世景。我們正在加大研發投入，充分挖掘遙感大數據的價值。”徐麗萍說，“我希望讓大家看到一個全新的世景。”