高分五號衛星

高分五號衛星

高分五號衛星是世界首顆實現對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛星,也是中國高分專項中一顆重要的科研衛星;這裡的高分專項是指高解析度對地觀測系統,是國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》中確定的16個重大專項之一。

2018徠年5月9日2時28分,高分五號衛星在太原衛星發射中心成功發射,它填補了國產衛星無法有效探測區域大氣污染氣體的空白,可滿足環境綜合監測等方面的迫切需求,是中國實現高光譜解析度對地觀測能力的重要標誌。

2018年9月19日,第二十屆中國國際工業博覽會評獎結果開幕式上揭曉。由上海航天技術研究院、上海技術物理研究觀測衛星——高分五號衛星獲得了特別榮譽獎。

衛星簡介


高分五號衛星是環境保護部作為牽頭用戶的環境專用衛星,也是國家高分重大科技專項中搭載載荷最多、光譜解析度最高、研製難度最大的衛星。作為高分專項里的第五顆衛星,高分五號是世界上第一顆同時對陸地和大氣進行綜合觀測的衛星,它的設計壽命高達8年,因此還是中國設計壽命最長的遙感衛星
衛星首次搭載了大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、主要溫室氣體探測儀、大氣多角度偏振探測儀、大氣環境紅外甚高解析度探測儀、可見短波紅外高光譜相機、全譜段光譜成像儀共6台載荷,可對大氣氣溶膠、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷、水華、水質、核電廠溫排水、陸地植被、秸稈焚燒、城市熱島等多個環境要素進行監測。未來,高分五號衛星將有效支撐氣象業務中溫室氣體、痕量氣體及污染氣體的監測預警工作。

載荷設備


高分五號衛星上由北京空間機電研究所研製的兩台載荷的性能和技術先進性。其中,大氣環境紅外甚高光譜解析度探測儀具有光譜解析度高、太陽跟蹤精度高、光譜定標精度高的技術特點。全譜段光譜成像儀具有譜段範圍寬、空間解析度高、輻射定標精度高的技術特點。與國內外同類載荷相比,兩台載荷都達到了國內領先、國際先進的技術水平,使中國在空間高光譜解析度和高精度觀測能力上有了大幅提升。對兩台載荷的技術先進性進行了分析,並給出了相關測試結果。最後,展望了後續多種高光譜載荷的發展方向。
高分五號衛星所搭載的可見短波紅外高光譜相機是國際上首台同時兼顧寬覆蓋和寬譜段的高光譜相機,在60千米幅寬和30米空間解析度下,可以獲取從可見光至短波紅外(400~2500nm)光譜顏色範圍里,330個光譜顏色通道,顏色範圍比一般相機寬了近9倍,顏色通道數目比一般相機多了近百倍,其可見光譜段光譜解析度為5納米,幾乎相當於一張紙厚度的萬分之一,因此對地面物質成分的探測十分精確。
而另一個載荷大氣環境紅外甚高光譜解析度探測儀,是中國首個採用太陽掩星觀測方式的甚高光譜解析度紅外光譜儀,光譜解析度高達0.03個波束,實現了國產儀器精度的新突破。
還有它搭載的大氣主要溫室氣體監測儀,是國際上首台採用空間外差干涉體制進行溫室氣體探測的有效載荷,可用於區域大氣環境監測,分析全球溫室氣體起源與經風向傳播的“旅行圖”,為氣候變化研究及環境外交提供基礎數據。
而六載荷之一的大氣痕量氣體差分吸收光譜儀是中國第一台用於二氧化硫、二氧化氮、臭氧等全球污染氣體探測的高光譜有效載荷,其天底觀測角度達114度。它就像一個超高清廣角鏡,在距離地球700多公里的太空,不但一天就可以覆蓋全球,而且能“看到”大氣中含量極少的二氧化硫等污染氣體,並定量監測其分佈、變化和輸運過程。
另一個名為大氣氣溶膠多角度偏振探測儀的設備,則可以實現大視場和多角度成像,也就是說,高分五號可以對地表任一目標實現9到11個角度的全方位觀測,可用於霧霾、大氣顆粒物等大氣環境監測及氣候變化研究。

研發歷史


2012年底,高分五號衛星立項。
2016徠年6月,高分五號衛星完成初樣研製,進入整星測試實驗。
2018年2月28日,合肥研究院在中國科學院安徽光機所召開了高分五號衛星載荷試驗隊出發動員會。
2018年5月9日2時28分,中國在太原衛星發射中心用長征四號丙運載火箭成功發射高分五號衛星。

數據應用


2018年5月13日12時52分,中國科學院遙感與數字地球研究所所屬中國遙感衛星地面站密雲站按計劃成功跟蹤、接收到高分五號衛星的首軌下行數據,所接收數據後續處理正常。首軌數據接收任務時長為9分32秒,完成總計60GB數據的實時接收、記錄和傳輸。

發射意義


截至2015年11月底,高分專項累計分發數據約403萬景,數據量超過中國以往遙感衛星歷史數據總和,已全面進入了各主要應用領域。由於高分專項的實施和高分數據的應用,近年來國內市場上國外衛星數據價格大幅度降低,解析度低於2米的國外衛星數據已基本退出國內市場。
高分專項自2010年正式啟動以來,為國家經濟建設、國家安全、科技發展和社會進步作出了突出貢獻。其中,天基系統高分一號高分二號兩顆衛星分別於2013年、2014年成功發射,已正式投入使用,高分四號於2015年12月29日成功發射;航空觀測系統完成5型載荷立項及初樣研製;地面系統完成了與天基系統實施進度匹配,建成了滿足現階段任務需求的地面設施;應用系統基本形成了高分一號到五號衛星行業示範能力,開展了18個行業應用示範和兩個區域示範應用,成立了高分專項應用技術中心和21個省級區域數據與應用中心,建立了高分應用綜合信息服務共享平台;制定並下發了衛星遙感數據管理辦法、地面系統運行管理辦法等政策措施。高分專項在行業應用、產業化推廣、應急救災、國際合作等方面發揮了重要作用。