2016年12月26日提前揭秘 高景一号特有的多模式成像特性

高景一号01/02星(Gaojing-1，01/02)：预计12月28日11:30左右由长征二号丁火箭从太原卫星发射中心升空。

近日，我国首颗0.5米级商业遥感卫星——高景一号（Superview-01）已经进驻太原卫星发射场。该卫星是中国航天科技集团公司商业遥感卫星系统“16+4+4+X”的首发星，由2颗分辨率为0.5米的光学小卫星组成，也是当前我国分辨率最高的商业遥感卫星。  　　卫星承载一台高性能光学相机，全色分辨率达到0.5米，多光谱分辨率为2米，幅宽12公里，图像质量指标与国际先进Pleiades-1等商业遥感卫星水平相当。   　　除了优秀的成像质量，高景一号还具有其特有的多模式成像特性，可为不同需求用户提供丰富的图像产品。它有哪些典型的成像模式呢？让我们大家来一睹为快。   　　(1) 多条带拼接成像模式   　　多条带拼接成像模式是卫星根据成像指令，利用俯仰和滚动方向姿态机动进行若干次准平行且图像间有一定搭接的成像。该模式主要是满足大幅宽用户需求，可在一轨内完成对一个大型城市成像。   　　大家在用相机拍照时，都会有这样一个感受，想把目标的局部细节照清楚，就得缩小拍照的面积。在遥感卫星上，也是同样的道理，分辨率和幅宽存在着一定的矛盾。多条带拼接成像模式就很好地解决了这个问题。   　　利用高景一号的敏捷能力，可实现最多5条带拼接成像，成像区域60km×70km，实现了高分辨率和大幅宽的双优势。多条带拼接成像模式见下图。   图1  多条带拼接成像模式   　　(2) 多目标成像模式   　　多目标成像模式是卫星按照成像指令要求，在卫星姿态机动可覆盖范围内对所需要的目标进行成像，成像条带长度可根据需要进行设置。设计该模式的目的是：可提高卫星快速响应能力，应对各种突发事件和紧急任务需求；同时，也可为小区域成像用户特定需求提供服务。   　　不具备敏捷特性的卫星，在遇到多目标成像任务时，往往需要多轨才能完成。通俗一点说，卫星每次只能完成少数目标的成像任务，其他任务只能等到卫星再次飞行经过该目标才能进行。   得益于敏捷特性，高景一号可以对单个目标范围12km-24km（距离）×500km（方位），一轨内实现任意地区8个目标的成像。多目标成像模式如图2。   图2  多目标成像模式   　　(3) 立体成像模式   　　立体成像模式是卫星根据成像指令，对可成像范围内指定长度的区域，利用俯仰和滚动方向姿态机动从不同的角度进行3次重复地面轨迹成像，形成立体图像。该模式设计目的是满足立体成像和测绘制图用户需求。   　　顾名思义，立体成像就是可以通过多角度成像，得到目标的三维特性。高景一号利用卫星敏捷能力可以实现同场景的3视观测，成像区域12-24km×120km。立体成像模式如图3。   图3  立体成像模式   　　(4) 连续条带成像模式   　　该成像模式主要是在完成用户对特定区域的成像任务后，积累全球范围的图像数据。成像过程中，卫星侧摆不同角度成像（0-±45°），单轨成像区域12km-24km×4200km。   图4  连续条带成像模式

 

跑了60年，中国商业遥感卫星终于追上0.5米

 

  “过去我带中国同行参观过法国的商业遥感卫星，参观过美国的商业遥感卫星。”在接受泰伯网记者的独家专访时，世景公司总经理徐丽萍难掩内心的激动，“这次，我终于带他们参观了中国的商业遥感卫星。”

 

 

徐丽萍(右一)

  徐丽萍的激动，是可以理解的。从1956年到2016年，中国航天事业走过了60年光辉历程。但是，在全球高分辨率商业遥感卫星领域，中国一直处于被动追赶的位置，而且一直被排挤在国际主流市场之外。

 

现在，这种局面将很快被改写。

  世景公司对泰伯网透露说，SuperView-1 01/02 星将于2016年12月26日以一箭双星的方式在中国发射。一旦正式投入运营，将意味着中国终于拥有属于自己的0.5米级国产商业高分辨率遥感卫星。SuperView是由航天科技集团旗下的中国四维投资、世景公司负责商业运营的商业卫星星座。

 

第一部分 中国四维的棋局

　　要了解SuperView，首先我们要了解中国四维。 

　　根据其官方网站资料，中国四维测绘技术有限公司由原国家测绘局于1992年创建，是国内测绘地理信息领域成立较早的重要企业之一。1998年底，中国四维交由中央企业工委管理，随后在2003年底与中国卫星通信集团进行重组，成为后者全资子公司。

　　重大的变化始于2009年。当年4月，中国四维随着中国卫星通信集团公司重组整体并入中国航天科技集团。两年后，中国四维与中国卫星通信集团分立，成为中国航天科技集团的专业子公司。到2011年初，中国四维下属已有三家公司，包括四维图新、四维航空遥感、中寰卫星(现由四维图新控股)。

　　显然，中国四维并不满足此，他们想布一个更大的棋局。为此，他们在2011年悄悄地挖来了徐丽萍。他们的目标有两个：一方面，从国际市场引入高分辨率遥感卫星影像资源;另一方面，将来有一天能够拥有属于中国四维自有的高分辨率商业遥感卫星。

　　徐丽萍毕业于长春光学精密机械学院，后就读于法国ESSEC高等商学院。她曾任职于中国科学院光电技术研究所以及视宝公司。视宝公司是法国空客防务与空间公司在中国的子公司。在加入中国四维之前，徐丽萍在视宝公司担任副总经理。

　　徐丽萍的到来，帮助中国四维迅速切入了遥感卫星影像领域。2011年4月，中国四维、美国DigitalGlobe公司和四维图新联合出资，成立四维世景科技(北京)有限公司，徐丽萍担任总经理。根据世景公司的官方网站资料，世景目前已经拥有包括来自美国、韩国、日本、西班牙等的近十颗亚米级国际高分辨率遥感卫星影像资源，以及高分系列、资源系列、环境系列以及天绘系列的国产遥感卫星影像资源。

　　与此同时，经过多年的布局与准备，中国四维规划的自主商业卫星星座，渐渐浮出水面。

 

第二部分 0.5米是一个分水岭

　　既然中国四维在2011年之前就已经在布局商业遥感卫星，那么究竟要制造什么规格的卫星呢?

　　“从国际市场上来看，在优于1米的高分辨率卫星影像中，0.5米级是主流的消费指标。”徐丽萍在接受泰伯网的独家采访时说。她认为，0.5米级高分辨率遥感卫星影像所占的市场份额能够占到八成以上。

　　不少业内人士也认为，在全球高分辨率商业遥感卫星市场上，0.5米是一个分水岭。但是迄今为止，中国依然是一个购买者，而不是供应商。

　　从全球范围来看，遥感卫星商业化起步于上世纪80年代。1986年，法国发射世界首个遥感卫星SPOT-1，并成立独立子公司从事影像数据的代理销售。美国早期成立的地球观测卫星公司(EOSAT)，也采用此模式销售Landsat卫星影像。

　　但是，由于各国政府对高分辨率遥感卫星影像的政策限制等因素，遥感卫星的商业化一直未能实现规模化发展。

　　美国先一步突破了这种限制。1994年，美国政府颁布《美国以外国家获取空间遥感能力的政策》，正式允许亚米级高分影像在国际市场的销售，这极大地推动了卫星遥感的商业化。

　　在美国，高分辨率商业卫星系统是民用遥感的重要组成部分。目前在轨的高分辨率遥感卫星系统主要包括DigitalGlobe公司的GeoEye-1、、WorldView-1、WorldView-2、WorldView-3、WorldView-4等。另外，美国还有中分辨率遥感卫星Landsat以及EOS等。

　　在欧洲，法国引领走在对地观测领域的世界前列，发射了世界首颗具有立体成像能力的遥感卫星SPOT-5，目前隶属于空客防务与空间。

　　Pleiades卫星是法国在SPOT之后研制部署的新型高分辨率卫星，由 Pleiades-1和Pleiades-2组成，属于军民两用光学成像卫星。其分辨率已达0.5米，分别于2011年和2012年先后发射并投入运营。

　　西班牙UrtheCast公司收购获得的子公司Deimos Imaging，拥有DEIMOS-1中分辨率、大幅宽光学遥感卫星，以及DEIMOS-2高分辨率光学遥感卫星。DEIMOS-2影像的全色分辨率为0.75米。DEIMOS-2拥有专门设计的端到端系统，能够及时响应用户的数据服务和编程采集需求，具有更明显的商业化特征。

　　韩国KOMPSAT卫星，中译名“阿里郎卫星”，由韩国空间局研制。去年刚刚发射的“KOMPSAT-3A”卫星分辨率已经达到0.5m。2016年中旬，韩国SI成像公司(SIIS)宣布正式开始销售阿里郎-3A号卫星光学影像。

 

第三部分 中国商业遥感卫星逐渐靠近0.5米

　　从上面的表格大概能看出，从全球高分辨率商业遥感卫星的整体趋势来看，0.5米级已经是主流。但是在中国，我们仍然没有在0.5米这个卡点上实现突破。

　　中国四维总经理徐文曾在公开采访中指出，中国每年优于2.5米分辨率的卫星原始数据直接消费约为5亿元，并且每年保持约8%的增长率。但是，国外数据约占75%，国内数据约占25%。而且，亚米级高分影像数据市场被国外遥感卫星数据垄断。

　　国务院在2014年正式对外公布60号文件，明确地鼓励民间资本进入空间领域。受此鼓舞，众多民间资本开始加大对商业遥感卫星的投入。

　　2015年7月，二十一世纪空间公司的北京二号卫星星座发射成功。如今，北京二号已成为国家核准的民用商业遥感卫星项目，并被纳入国家民用空间基础设施规划。

　　2015年10月，吉林一号在酒泉卫星发射中心顺利升空。该卫星星座由吉林长光卫星公司负责研制和商业化运营。星座中的吉林一号光学A星，是一颗高分辨率对地观测光学成像卫星，全色分辨率达0.72m、多光谱2.88m。 

  

第四部分 SuperView的野心

　　如今，越来越多的私营企业都把目光瞄准了商业遥感卫星。但是迄今为止，仍然没有一颗中国商业遥感卫星的分辨率能够达到0.5米。中国四维的SuperView，有望在本月实现这个梦想，而且一发就是两颗。

　　SuperView的整体计划是，到2022年建成“16+4+4+X”的商业遥感卫星系统。该系统包括16颗0.5米高分辨率光学卫星，4颗高端光学卫星，4颗合成孔径雷达卫星和若干颗高光谱、视频小卫星。

　　徐丽萍对泰伯网的记者说，中国四维将作为投资主体，负责卫星的建造和发射，而卫星后续的商业运作，包括国内外的商业化推进，都将由世景公司负责。

　　计划于本月底升空的SuperView-1 01/02，将以一箭双星的方式发射。届时，两颗0.5米分辨率的卫星，将在同一轨道上以180度的对角角度飞行。SuperView-1全色分辨率为0.5米，多光谱分辨率2米，轨道高度500公里，幅宽12公里。

　　根据世景公司提供的资料，由于SuperView-1卫星具有很高的敏捷性，可设定拍摄连续条带、多条带拼接、按目标拍摄等多种采集模式，此外还可实现立体采集。以下是SuperView-1的相关技术参数。 

　　这些数字恰当地量化了SuperView赶超国际水准的步伐。“从规划阶段开始，SuperView的所有标准都严格按照国际主流标准来进行设计。”徐丽萍说，“如果用户具备处理WorldView系列和SPOT系列卫星数据的能力，他们也就直接具备了处理SuperView卫星数据的能力。”

　　徐丽萍告诉泰伯网，SuperView准备发射的前四颗卫星都由航天科技旗下航天东方红公司负责研发制造，单颗重约500千克。本月26号即将发射的两颗卫星，已经在航天东方红装载车间完成了最后的质量控制和调试工作，于11 月25日抵达太原卫星发射场。

　　在2017年，第三颗和第四颗SuperView卫星也将入轨。届时，首批4颗0.5米高分辨率光学遥感卫星将实现组网，重访周期可达1天。

 结语

　　当具备了自主的高分辨率商业遥感卫星星座以后，世景原来以影像代理为主的商业模式，会发生变化吗?

　　徐丽萍说，随着星座布局的完善和数据获得能力的提升，世景也会扩充其原有的以数据服务为主的商业模式，面向专业用户，提供诸如动态监测等更多、更复杂的产品形态，并面向公众用户，挖掘更合适的商业模式。

　　她举例说，基于数据本身的自动化处理，以及与用户需求结合后的算法以及解决方案的延伸，将是世景发展的一个主要方向。

　　“如果只给客户提供数据，那就还是原来的世景。我们正在加大研发投入，充分挖掘遥感大数据的价值。”徐丽萍说，“我希望让大家看到一个全新的世景。”