◎ 科技日報記者 付毅飛
據國家航天局、自然資源部消息，2020年7月25日11時13分，我國在太原衛星發射中心用長征四號乙遙四十五運載火箭，成功將資源三號03衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道，任務取得圓滿成功。
鄭逃逃 攝
資源三號03衛星將與在軌的資源三號01、02衛星等測繪衛星組網運行，為新型基礎測繪、全球地理信息資源建設、地理國情常態化監測、應急測繪保障等工作提供穩定的數據支撐，同時兼顧資源調查、生態環境監測、防災減災救災等多個領域應用需求，為國民經濟建設和社會發展提供基礎性保障。
國家航天局負責衛星工程研製組織實施，自然資源部作為牽頭用戶部門負責應用系統建設與運行；中國航天科技集團五院、八院抓總負責衛星系統、運載火箭系統；中國衛星發射測控系統部負責發射場及測控系統組織實施；中國陸地觀測衛星數據中心負責地面系統建設與運行。
團隊合影
這是長征系列運載火箭的第341次發射。
記者從航天科技集團五院了解到，相比普通遙感衛星獲取二維平面圖像，資源三號系列衛星還能採用類似人眼的視覺原理獲取高程信息，實現立體測繪。它是怎麽做到的？我們來看看。
圖片來源：中國航天科技集團微信公眾號
三線陣相機實現立體成像
如果把測繪衛星理解成一把用來精確測量大地的尺子，這把“尺子”的最大特點是：不僅能獲取傳統的二維平面影像，還能利用攝影測量原理實現高程信息的獲取。
我們平時能看到三維世界，是基於雙目視覺原理：從不同位置觀測同一物體，從而產生3D效果。而資源三號系列衛星實現立體測繪，借助的是由五院508所研製的三線陣相機。
資源三號03星多光譜相機
記者從508所了解到，資源三號03星的三線陣相機由前視、正視、後視3台拍攝角度不同的相機組成，可以通過空中三角對被觀測物實現立體成像。例如觀測一棟建築物時，衛星從北向南飛行過程中，前視相機最先對建築物北側成像，接著正視相機從建築物正上方垂直向下成像，然後是後視相機從建築物南側對其成像。據此，地面工作人員就可以製作出該建築物的立體成像信息。
這個原理聽起來簡單，要實現卻不容易。要知道，衛星進入太空後，將長期處於溫差可達200多攝氏度、溫度劇烈變化的環境中，要想獲取幾何不變形、層次感分明、細節豐富不模糊的立體影像，對衛星載荷和平台提出了極為苛刻的要求。
吊裝星罩組合體。圖片來源：中國航天科技集團微信公眾號
同時，航天測繪要在500公里距離外、4萬公里的跨度上，以類似“遊標卡尺”的測量精度獲取目標地物的精確三維坐標，其對地物的定位可以簡單等效為三角幾何中“兩角夾一邊”問題，地物三維坐標的準確度與三角形角度、邊長的精度直接相關。其中，測量角度的精確求解，需要衛星實現角秒級的姿態確定精度；邊長的精確求解，需要衛星實現厘米級的軌道確定精度。此外還需要微秒級高精度時間系統，將星地基準進行統一。
一張圖3億元？不買了我們自己拍
資源三號系列衛星開創了我國民用測繪衛星領域的新天地，實現了從無到有的跨越，打破了衛星測繪市場的國外壟斷。
“資源三號上天后，國外賣測繪圖像的人開始主動跟我掏名片，報價也比以前更便宜，下降了三分之二。”在資源三號衛星在軌運行8周年總結研討會上，衛星總設計師曹海翊曾表示。要知道，在資源三號系列衛星發射之前，我國不得不向國外購買2.5米分辨率全國影像，每幅價格可達3億元。
長征四號乙運載火箭整裝待發。圖片來源：央視新聞客戶端
資源三號系列衛星承擔著提升我國基礎地理信息精細觀測能力、提升我國遙感衛星整體工程技術水準的重任。2012年1月11日，集“測繪和資源調查功能一體”的資源三號01星的影像數據傳回地面，首次將我國遙感衛星平面定位精度由百米級提高到優於10米，標誌著我國開始進入衛星立體測繪的新時代，對我國民用測繪發展具有里程碑意義。
資源三號03星相對於01和02星在衛星壽命、精度和效率方面上了新台階。據五院介紹，該衛星搭載的新型雷射測高儀能夠實現主動高程測量，星地測距精度提升為亞米級；衛星的任務智能規劃功能得到了升級，使得地面運控效率能夠大幅提高。同時，衛星平台部分採用新型供電體制，增強了控制系統穩定性和可靠性；智能星務管理系統將對衛星進行智能在線健康監測，保證它的長壽命自主可靠運行。
此外，資源三號03星與其他組網衛星在軌採用等相位星座運行模式，可將常態化業務數據的更新周期由59天縮短至15天，可提供廣域1:2.5萬比例尺加指定目標區域1:1萬比例尺的組合型全球立體測繪產品，滿足用戶對不同測繪產品類型的需求。“三星並軌，衛星的重訪周期將從原來的3天縮短到1天，應對突發事件的能力更強。”自然資源部國土衛星遙感應用中心主任王權表示。
來源：科技日報（文字：段遜 任放 高曉雷） 文中圖片除注明外均由中國航天科技集團五院供圖
編輯：張爽
審核：管晶晶
終審：冷文生
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