北京時間2022年5月5日10：38，搭載“吉林一號”寬幅01C星、“吉林一號”高分03D27～33星等8顆衛(wèi)星的“長征二號丁”遙七十九運載火箭，在太原發(fā)射場發(fā)射升空，為“吉林一號”衛(wèi)星星座再添8顆星。

至此，“吉林一號”在軌衛(wèi)星數(shù)量增至54顆，距離60顆衛(wèi)星的第一階段目標只有一步之遙。目前，“吉林一號”星座已經(jīng)成為我國規(guī)模最大的商業(yè)光學遙感衛(wèi)星星座。規(guī)模是基礎，能力是關鍵，“吉林一號”星座的能力已經(jīng)超出很多人的想象。

全球任意點單日重訪17～20次，重訪周期只需1.4～1.2小時

截至“長征二號丁”遙七十九火箭成功發(fā)射，“吉林一號”星座在軌衛(wèi)星數(shù)量達到了54顆，星座組網(wǎng)運行對全球任意點的每日重訪次數(shù)達到17～20次[1]，重訪周期縮短至1.41～1.20小時，可對全球?qū)崿F(xiàn)高動態(tài)監(jiān)測。而當?shù)谝浑A段目標實現(xiàn)時，60顆在軌衛(wèi)星可實現(xiàn)全球熱點地區(qū)30分鐘內(nèi)重訪能力，每天可觀測全世界范圍內(nèi)800多個目標區(qū)域。

分辨率優(yōu)于0.5米，可明察車型

2022年4月30日，“長征十一號”海射遙三運載火箭成功執(zhí)行了“吉林一號”衛(wèi)星第18次部署任務，其中包含了1顆“安溪鐵觀音二號”衛(wèi)星。該衛(wèi)星屬于高分04衛(wèi)星的首發(fā)星，具有星上任務自主規(guī)劃、實時數(shù)傳和星上AI功能，結(jié)合快速機動控制，可實現(xiàn)單軌多點目標成像和信息快速回傳。該衛(wèi)星可獲取分辨率優(yōu)于0.5米、幅寬15千米的靜態(tài)推掃影像，具備高分辨率、高集成度和智能化特點。[2]

高分04衛(wèi)星優(yōu)于0.5米的分辨率，已經(jīng)是國內(nèi)商業(yè)衛(wèi)星的最高水平。在世界范圍內(nèi)，分辨率最高的商業(yè)光學遙感衛(wèi)星是worldview3，其全色分辨率達到了0.3米，而“吉林一號”已經(jīng)非常接近這一水平，且是通過一個小得多的衛(wèi)星實現(xiàn)的。優(yōu)于0.5米的分辨率能看清什么？主要建筑和街巷自然是清晰可辯，主要樹木一覽無余，再進一步它能識別小型汽車的型號，能看清是小轎車、皮卡還是SUV，甚至對于小轎車還能區(qū)分兩廂車和三廂車。當分辨率優(yōu)于0.5米時，遙感成像在各領域的價值是不言而喻的。

既懂白天的“白”，也懂夜的“黑”

光學遙感衛(wèi)星的成像原理是通過接收目標事物發(fā)出或反射的可見光來進行成像，屬于被動成像。光學遙感衛(wèi)星工作時需要目標區(qū)域擁有較好的光線條件，這就把該類衛(wèi)星的工作時間限制在了白天。如果將光學遙感衛(wèi)星對準地表黑夜區(qū)域會怎樣？在一定光線條件下確實也能成像，只是使用價值很低。那么，能不能通過技術手段為光學遙感衛(wèi)星增加夜光成像能力？目前，“吉林一號”衛(wèi)星已經(jīng)做到了這一點。

所謂夜光成像，也叫微光成像，其探測夜間特征物的原理大致可以分為兩類，一類是基于特征物對月光的反射，通常能夠在1/4月相以上的條件下對具有較強反射能力的特征物進行成像；另一類是基于特征物自身的發(fā)光，包含城市燈光、極光等不受月相影響的強光源和氣輝等需避免月光干擾的弱光源。

2019年1月21日，“吉林一號”光譜01星（“吉林林草一號”）、光譜02星（“文昌超算一號”）由“長征十一號”遙六火箭在酒泉發(fā)射升空，通過搭載短波、中波、長波紅外相機，該型衛(wèi)星具備了夜光成像模式，其可見光近紅外波段的分辨率達到了5米，已經(jīng)達到一些光學遙感衛(wèi)星普通成像模式的分辨率。而在“吉林一號”光譜01、02星之前，就已經(jīng)發(fā)射了一些具備夜光成像能力的“吉林一號”星座衛(wèi)星。通過夜光成像模式，“吉林一號”星座具備了跨越白天黑夜的全天時成像能力，既懂白天的“白”，也懂夜的“黑”。

光學遙感新趨勢——視頻衛(wèi)星

2013年底，美國skybox公司發(fā)射了世界首顆視頻衛(wèi)星，其視頻圖像在2014年初一經(jīng)公布，馬上在世界引起巨大反響，市場反應良好，顯現(xiàn)出巨大的商業(yè)價值。長光衛(wèi)星公司順應趨勢，在2014年4月的討論會上決定研制發(fā)射視頻衛(wèi)星。

2015年10月7日，包含“吉林一號”視頻01、02星在內(nèi)的“吉林一號”衛(wèi)星由“長征二號丁”火箭在酒泉發(fā)射場成功發(fā)射。該型衛(wèi)星屬于光學遙感影像衛(wèi)星（俗稱視頻星），具備獲取4K高清彩色視頻影像能力，同傳統(tǒng)對地觀測衛(wèi)星相比，視頻衛(wèi)星能夠?qū)δ繕诉M行長時間的動態(tài)實時監(jiān)測，可用于觀測道路上行駛的車輛、飛行中的飛機甚至運載火箭發(fā)射。2018年9月7日，OS-X1亞軌道火箭（“重慶兩江之星號”）在酒泉發(fā)射場發(fā)射升空，“吉林一號”視頻星從上帝視角拍攝到了這一過程，將視頻星的優(yōu)勢體現(xiàn)得淋漓盡致。視頻成像具有高動態(tài)、高時間分辨率的優(yōu)點，為“吉林一號”星座拓展了新的光學遙感技能。

多角度看世界——大側(cè)擺成像、立體成像

和人類的眼睛一樣，衛(wèi)星的探測設備也是可以進行靈活地調(diào)整方向的，也就意味著遙感衛(wèi)星不僅可以對星下點的位置進行過頂探測，還可以在星下點連線的左右進行側(cè)擺成像?，F(xiàn)有的“吉林一號”衛(wèi)星大都具備±45°的側(cè)擺能力，能夠進行大側(cè)擺成像。采用該成像模式雖然會損失一部分分辨率，但是能夠獲得更立體的圖像信息，便于進行三維立體成像，也能為構建數(shù)字高程模型（DEM）采集基礎數(shù)據(jù)。

在“吉林一號”星座已經(jīng)發(fā)射的54顆衛(wèi)星當中，包含高分、寬幅、視頻、光譜等類型衛(wèi)星，具備常規(guī)推掃、大角度側(cè)擺、凝視視頻、靈巧成像、立體成像、夜光、慣性空間、多目標成像等種類豐富的成像模式，能夠?qū)崿F(xiàn)跨越晝夜的全天時成像，能夠進行高動態(tài)的視頻成像，還能進行大角度側(cè)擺成像和立體成像，甚至依靠慣性空間成像可以進行空間碎片和天體的觀測，能力全面而強大。

基于當前54顆組網(wǎng)衛(wèi)星，“吉林一號”星座對全球任意點的重訪周期低至1.4小時，具備高時間分辨率，能夠進行高動態(tài)成像；高分系列的最新型號高分04衛(wèi)星的分辨率優(yōu)于0.5米，具有高空間分辨率，能夠識別地表車型；光譜系列衛(wèi)星具備多光譜成像能力，具備高光譜分辨率，能夠精細區(qū)分更多種類的地表事物。

目前，即將實現(xiàn)“吉林一號”星座第一階段60顆衛(wèi)星的目標，對全球任意點的重訪周期將降至0.5小時。到了2025年左右，星座將實現(xiàn)138顆衛(wèi)星的目標，屆時可將全球任意點的重訪周期進一步降至10分鐘，建成全天時、全天候的商業(yè)遙感衛(wèi)星星座。[3]

作者：大白高國

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參考資料

[1]部分引自長光衛(wèi)星發(fā)布
https://mp.weixin.qq.com/s/gXJqvV7q6dQmBOoiqR3qRw

[2]部分引自長光衛(wèi)星發(fā)布
https://mp.weixin.qq.com/s/KvGfglCVaamh9_1WSuuQRg

[3]部分引自長光衛(wèi)星官網(wǎng)發(fā)布
http://www.jl1.cn/news_view.aspx?id=1174