科技日报|刚刚，资源三号03星发射成功！它能像人眼一样看到立体世界
◎ 科技日报采访人员 付毅飞
据国家航天局、自然资源部消息 ， 2020年7月25日11时13分 ， 我国在太原卫星发射中心用长征四号乙遥四十五运载火箭 ， 成功将资源三号03卫星发射升空 ， 卫星顺利进入预定轨道 ， 任务取得圆满成功 。
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郑逃逃 摄
资源三号03卫星将与在轨的资源三号01、02卫星等测绘卫星组网运行 ， 为新型基础测绘、全球地理信息资源建设、地理国情常态化监测、应急测绘保障等工作提供稳定的数据支撑 ， 同时兼顾资源调查、生态环境监测、防灾减灾救灾等多个领域应用需求 ， 为国民经济建设和社会发展提供基础性保障 。
国家航天局负责卫星工程研制组织实施 ， 自然资源部作为牵头用户部门负责应用系统建设与运行；中国航天科技集团五院、八院抓总负责卫星系统、运载火箭系统；中国卫星发射测控系统部负责发射场及测控系统组织实施；中国陆地观测卫星数据中心负责地面系统建设与运行 。
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团队合影
这是长征系列运载火箭的第341次发射 。
采访人员从航天科技集团五院了解到 ， 相比普通遥感卫星获取二维平面图像 ， 资源三号系列卫星还能采用类似人眼的视觉原理获取高程信息 ， 实现立体测绘 。 它是怎么做到的？我们来看看 。
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图片来源：中国航天科技集团微信公众号
三线阵相机实现立体成像
如果把测绘卫星理解成一把用来精确测量大地的尺子 ， 这把“尺子”的最大特点是：不仅能获取传统的二维平面影像 ， 还能利用摄影测量原理实现高程信息的获取 。
我们平时能看到三维世界 ， 是基于双目视觉原理：从不同位置观测同一物体 ， 从而产生3D效果 。 而资源三号系列卫星实现立体测绘 ， 借助的是由五院508所研制的三线阵相机 。
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资源三号03星多光谱相机
采访人员从508所了解到 ， 资源三号03星的三线阵相机由前视、正视、后视3台拍摄角度不同的相机组成 ， 可以通过空中三角对被观测物实现立体成像 。 例如观测一栋建筑物时 ， 卫星从北向南飞行过程中 ， 前视相机最先对建筑物北侧成像 ， 接着正视相机从建筑物正上方垂直向下成像 ， 然后是后视相机从建筑物南侧对其成像 。 据此 ， 地面工作人员就可以制作出该建筑物的立体成像信息 。
这个原理听起来简单 ， 要实现却不容易 。 要知道 ， 卫星进入太空后 ， 将长期处于温差可达200多摄氏度、温度剧烈变化的环境中 ， 要想获取几何不变形、层次感分明、细节丰富不模糊的立体影像 ， 对卫星载荷和平台提出了极为苛刻的要求 。
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吊装星罩组合体 。 图片来源：中国航天科技集团微信公众号
同时 ， 航天测绘要在500公里距离外、4万公里的跨度上 ， 以类似“游标卡尺”的测量精度获取目标地物的精确三维坐标 ， 其对地物的定位可以简单等效为三角几何中“两角夹一边”问题 ， 地物三维坐标的准确度与三角形角度、边长的精度直接相关 。 其中 ， 测量角度的精确求解 ， 需要卫星实现角秒级的姿态确定精度；边长的精确求解 ， 需要卫星实现厘米级的轨道确定精度 。 此外还需要微秒级高精度时间系统 ， 将星地基准进行统一 。
一张图3亿元？不买了我们自己拍
资源三号系列卫星开创了我国民用测绘卫星领域的新天地 ， 实现了从无到有的跨越 ， 打破了卫星测绘市场的国外垄断 。
“资源三号上天后 ， 国外卖测绘图像的人开始主动跟我掏名片 ， 报价也比以前更便宜 ， 下降了三分之二 。 ”在资源三号卫星在轨运行8周年总结研讨会上 ， 卫星总设计师曹海翊曾表示 。 要知道 ， 在资源三号系列卫星发射之前 ， 我国不得不向国外购买2.5米分辨率全国影像 ， 每幅价格可达3亿元 。
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长征四号乙运载火箭整装待发 。 图片来源：****客户端
资源三号系列卫星承担着提升我国基础地理信息精细观测能力、提升我国遥感卫星整体工程技术水平的重任 。 2012年1月11日 ， 集“测绘和资源调查功能一体”的资源三号01星的影像数据传回地面 ， 首次将我国遥感卫星平面定位精度由百米级提高到优于10米 ， 标志着我国开始进入卫星立体测绘的新时代 ， 对我国民用测绘发展具有里程碑意义 。
资源三号03星相对于01和02星在卫星寿命、精度和效率方面上了新台阶 。 据五院介绍 ， 该卫星搭载的新型激光测高仪能够实现主动高程测量 ， 星地测距精度提升为亚米级；卫星的任务智能规划功能得到了升级 ， 使得地面运控效率能够大幅提高 。 同时 ， 卫星平台部分采用新型供电体制 ， 增强了控制系统稳定性和可靠性；智能星务管理系统将对卫星进行智能在线健康监测 ， 保证它的长寿命自主可靠运行 。
此外 ， 资源三号03星与其他组网卫星在轨采用等相位星座运行模式 ， 可将常态化业务数据的更新周期由59天缩短至15天 ， 可提供广域1:2.5万比例尺加指定目标区域1:1万比例尺的组合型全球立体测绘产品 ， 满足用户对不同测绘产品类型的需求 。 “三星并轨 ， 卫星的重访周期将从原来的3天缩短到1天 ， 应对突发事件的能力更强 。 ”自然资源部国土卫星遥感应用中心主任王权表示 。
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来源：科技日报（文字：段逊 任放 高晓雷） 文中图片除注明外均由中国航天科技集团五院供图
编辑：张爽
审核：管晶晶
【科技日报|刚刚，资源三号03星发射成功！它能像人眼一样看到立体世界】终审：冷文生
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