資源三號衛星
中國第一顆民用立體測繪衛星
資源三號(ZY-3)衛星是中國第一顆自主的民用高解析度立體測繪衛星,通過立體觀測,可以測制1∶5萬比例尺地形圖,為國土資源、農業、林業等領域提供服務,資源三號將填補中國立體測圖這一領域的空白。衛星可對地球南北緯84度以內地區實現無縫影像覆蓋,回歸周期為59天,重訪周期為5天。衛星的設計工作壽命為4年。
2012年1月9日11時17分資源三號衛星在太原衛星發射中心由“長征四號乙”運載火箭成功發射升空。1月11日順利傳回第一批高精度立體影像及高解析度多光譜圖像,影像覆蓋黑龍江、吉林、遼寧、山東、江蘇、浙江、福建等地區,共約21萬平方公里。2012年4月20日完成衛星在軌測試工作。
國家測繪局爭取發射測繪衛星的工作由來已久,“九五”“十五”期間多次向有關部門提出了衛星使用需求和研發測繪衛星的建議。從2004年開始,在原國防科工委等部門的領導下,國家測繪局牽頭開展了測繪衛星發展規劃編製和一系列的技術可行性論證工作。
在技術論證工作的基礎上,2005年9月國家測繪局聯合中國航天科技集團公司向國家遞交了資源三號衛星工程立項的請示。在技術可行性論證中,項目組完成了資源三號衛星的需求和使用要求報告,明確了衛星研製的總體技術指標,提出了資源三號衛星工程初步建設方案。根據相關部門的綜合論證意見,2008年3月,國務院批准了資源三號衛星工程研製立項的請示,標誌資源三號衛星工程的正式啟動。2008年7月,國家國防科技工業局組織召開資源三號衛星工程大總體專題協調會,研究討論並初步確定了衛星研製總要求的各項關鍵技術指標。2009年1月資源三號衛星整星設計方案通過有關部門的評審,標誌著資源三號衛星工程正式轉入了初樣研製階段。
“這對於國家和我們團隊來說都是第一次。”張過介紹說,以前都是買國外的數據,現在要造自己的衛星,指標怎麼提都不知道。直到2008年,在龔健雅的帶領下,經過了大量的模擬論證后,最終確定了衛星的主要載荷的技術指標。立項后,龔健雅牽頭在嵩山建了國家第一個衛星幾何檢校場。
“硬體具備以後,剩下來的工作就是軟體的開發和研製了。”從一個圖像到一個地面坐標,中間涉及到一系列的轉換過程,為此,他們建立了國內最高精度的圖像幾何模型,最終在與十幾個團隊的競爭中脫穎而出。
1、以往航空攝影,受天氣因素影響很大,比如有雨的天氣就不能拍攝,導致一年成像面積只有70萬到100萬平方公里,而且是把所有比例尺都算上的,而資源三號衛星為解決這個矛盾,利用回訪功能,以特區為單位,可以避開受天氣因素影響的地方選擇其他拍攝地方,並且生成的是一個可量測的實體模型,我們可以通過計算機直接量測實體模型,不用全部到野外進行實地測量,就可實現數據的準確採集。同時也實現了影像加工和整理的整體數字化。
2、實景模型與實體地物之間是存在誤差的。不同比例尺誤差不一樣,比例尺越大,相應的精度要求就越高(誤差越小)。1∶5萬比例尺地形圖要求高程精度達到5米,在一些高山地區還達不到這樣高的精度。對1∶2.5萬這樣大的比例尺地形圖,對它進行修測與更新是可以的,但要達到這樣的高精度還是比較困難。資源三號衛星設計的測圖比例尺是1∶5萬,所以在進行1∶2.5萬比例尺地形圖測量時只能滿足部分要素。
資源三號測繪衛星2012年全年接收原始數據1590軌,原始數據總量250TB。有效數據中國覆蓋範圍約750萬平方公里,有效數據全球覆蓋範圍達3000萬平方公里。我國長期以來存在的基礎地理信息數據源獲取的瓶頸問題得到有效緩解。資源三號測繪衛星數據的快速處理與產品的分發服務圍繞國家重大測繪工程、省級測繪應用、行業應用和應急測繪保障等全面展開,重點保障了全國1:5萬基礎地理信息資料庫更新、927工程、地理國情監測、“天地圖”平台等重大測繪工程建設任務。各項應用情況表明,資源三號測繪衛星影像在空間解析度、定位精度與時效性等方面代表了我國自主民用遙感衛星的領先水平,可以服務於基礎測繪、國土、農業、環境、減災、規劃等各行業影像數據需求,具有廣闊的應用前景。
衛星軌道(標稱值)
軌道形式:太陽同步圓軌道
高度:505.984公里
傾角:97.421°
回歸周期:59天
重訪周期:5天
降交點地方時:10:30AM
衛星重量
約2650kg
衛星壽命
在軌工作壽命5年
地面像元解析度
資源三號衛星軌道參數
正視相機:2.1m
多光譜相機:5.8m
覆蓋寬度:前視、后視相機:52km
正視相機:50km
多光譜相機:52km
圖像數據壓縮比
全色圖像:2:1/4:1可選
多光譜圖像:無損壓縮
數傳通道個數:2通道
衛星載荷
資源三號衛星
(1)1台地面解析度優於2.1米的正視全色TDI CCD相機;
(2)2台地面解析度優於3.5米的前視、后視全色TDI CCD相機;
(3)1台地面解析度優於5.8米的正視多光譜相機。
2004年10月8日,中國國家測繪局開始醞釀測繪衛星的事情。
2005年2月7日,中國國家測繪局組織召開測繪衛星討論會。
2005年4月22日,中國國家測繪局討論高解析度立體測圖衛星總體方案。
2005年5月9日,中國國家測繪局科技委討論《關於發展我國測繪衛星的規劃思路》。
2005年5月10日,中國國家測繪局王春峰副局長會見國防科工委孫來燕副主任,協商發射中國測繪衛星事宜。
2005年7月30日,完成衛星測繪應用中心建設方案的編寫。
2005年9月28日,資源三號衛星工程立項論證會(衛星系統、運載系統立項論證)。
2007年6月26日,衛星系統指標需求討論會。
2008年3月12日,中國國務院批准資源三號衛星工程研製立項。
2008年4月24日,衛星研製總要求開始編寫。
2008年5月22日,資源三號衛星方案設計工作啟動會。
2009年1月21日,資源三號衛星整星方案研製總結報告通過五院院級評審,衛星按照內控節點完成轉初樣工作。
2009年4月28日,項目辦孫承志主任向中國政協“對地觀測技術促進經濟社會科學發展問題”專題調研組作相關報告。
2009年4月28日,中央機構編製委員會辦公室四司一處吳志良副處長等領導蒞臨中國測繪科學研究院,調研關於成立國家衛星測繪應用中心有關情況。
2009年5月21日,經中國測繪局黨組批准,成立中國衛星測繪應用中心籌備辦公室。
2009年8月5日,中國國家測繪局組織召開測繪衛星“十二五”發展規劃研討會。
2009年9月23日,“資源三號衛星工程研製總要求”通過國防科工局組織的專家評審。
2009年10月16日,項目辦搬遷入駐中國測繪創新基地新大樓。
2009年11月3日,中編辦批准同意成立國家測繪局衛星測繪應用中心。
資源三號衛星研製分三個階段,共36個月。
但是一般會延期半年。
第二階段是初樣研製階段,需要18個月完成,包括運載火箭系統、地面系統和應用系統等在內的其他各分系統的建設工作,進展順利
第一階段是方案設計階段,共6個月,提出了資源三號衛星工程總體建設方案,並對遙感影像壓縮質量評價等關鍵技術指標進行了研究。
重要意義
第三階段是正樣生產階段,就是衛星正樣生產與上天準備階段,需要12個月以完成全部工作。
1、基礎地理信息是國家重要的戰略性信息資源,建立和更新基礎地理信息資料庫是國家測繪工作的基本任務。
2、隨著中國經濟的高速發展,地理信息產業已經成為國民經濟新的增長點,對高解析度遙感影像的需求異常迫切,原始影像貧乏已成為制約中國經濟發展的瓶頸問題。因此必須加緊建設中國自主的測繪衛星體系,採用航天技術,與現有的航空及地面數據獲取手段相結合,實時獲取各種地理空間信息。
3、資源三號衛星的研製、發展和應用,將填補中國民用測繪衛星的空白,對於增強中國獨立獲取地理空間信息的能力,解決中國基礎地理信息資源戰略性短缺,提升中國測繪服務保障水平,提高國土資源調查與監測能力,加強中國地理信息安全,推動測繪事業和地理信息產業發展,具有里程碑意義。
主要功能
1、資源三號衛星主要用於1:5萬比例尺立體測圖和數字影像製作,又可用於1:2.5萬等更大比例尺地形圖部分要素的更新,還可為農業、災害、資源環境、公共安全等領域或部門提供服務。
2、衛星應用系統將用於處理2.5米、4米和10米解析度的衛星影像及其構成的立體測繪影像,測制1:5萬地形圖及相應測繪產品,開展1:2.5萬等更大比例尺地形圖的修測與更新,建立基於資源三號衛星的基礎地理信息生產與更新的技術應用體系。
3、應用系統建設目標是最終實現業務化運行,長期、穩定、高效地將高解析度立體影像轉化為高質量的基礎地理信息產品,並為其他用戶部門提供高解析度遙感影像應用服務。
4、利用資源三號衛星獲取的立體影像,在構成的立體視野里,會出現高聳的山體、陡峭的河谷、矗立的燈塔,栩栩如生的公路、房屋、橋樑,通過立體觀測,能夠完成數字高程模型製作、立體測圖等作業,生產現勢性強、精度高的基礎地理信息產品,結合資源三號衛星多光譜影像及各種專題信息,還可以生產各種融合影像產品、專題產品等,滿足各行業部門的應用需求。
可測制1∶5萬比例尺地形圖,資源三號衛星上天后,將主要用於基礎地形圖的測制和更新以及困難地區測圖和城市測圖,其主要功能為用於1∶5萬比例尺立體測圖和數字影像製作,以及1∶2.5萬等更大比例尺地形圖部分要素的更新,將建立基於資源三號衛星的基礎地理信息生產與更新的技術應用體系。我國測圖的主要手段是航空攝影,中國航空攝影成像能力一年在70萬到100萬平方公里,遠遠滿足不了國民經濟發展的需求,還要購買國外商業衛星拍攝的影像,資源三號衛星可以有效解決這一問題,成像前通過計算機對不同位置影像進行配對、條紋消除、色差偏正等預處理工作,最後合成一個可量測的實景三維立體影像模型,進行立體測繪,這項工作將克服中國沒有原始衛星影像的缺陷
為農林水土資源提供決策信息,在農業領域,資源三號衛星可以為各種規模的農作物監測、農業工程規劃等提供高解析度衛星影像,滿足農業資源調查、結構調整等方面的需求。而在林業領域,可利用高解析度影像對森林病蟲害、森林火災等進行調查和監測,及時提供危害範圍和等級等信息。資源三號衛星提供的立體影像還可獲得植被、陰影、沙壤、輕壤等遙感分量圖,融合影像色彩豐富、紋理清晰。此外,利用高空間解析度衛星影像,可提取江河流域的土地利用類型和植被信息,為一定水深的懸浮物和泥沙分佈研究、河口近海水域鹽度與溫度測量、水體葉綠素濃度估算等提供重要的輔助決策信息。
可提供環境交通領域監測信息,在環境監測領域,資源三號衛星可為流域水污染、大江、大河水環境質量、重大污染物泄露、礦產資源開發的生態破壞、城市生態等多方面的連續監測提供5米至10米空間解析度的衛星影像,實現大範圍、全天候、全天時的動態環境監測。在交通領域,資源三號衛星的高解析度影像可用於公路、鐵路的初步設計、交通綠化設計等領域。在輸電線路工程中,應用衛星影像資料在縮短路徑長度,避開不良地質帶(如滑坡、崩塌、泥石流、強地震區等地段),減少房屋拆遷,選擇較佳交*跨越點等方面效果顯著。
資源三號遙感影像融合數據
它是地理國情監測雲平台推出的土地資源類系列數據產品之一。
產品名稱:資源三號測繪衛星融合影像(真彩色)
產品時間:2012年全年
產品範圍:中國
空間解析度:2.1米
數據示例 | 數據示例 |
資源三號測繪衛星為天地圖提供第一幅國外影像數據,國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心在完成資源三號測繪衛星影像與天地圖的順利對接和提供了多幅覆蓋國內的影像后,針對資源三號測繪衛星成像時間和覆蓋範圍,又為天地圖提供了覆蓋國外的第一幅影像。
該影像位於墨西哥的托盧卡地區,範圍為西經99.40度至100度,北緯18.90度至19.45度。由於天氣的原因,該幅影像上有部分雲層。
局部放大圖
2015月02月06日,張過科研誤入測繪學殿堂把青春獻給“資源三號”。
資源三號衛星項目共規劃了4顆衛星。2016年,資源三號02星在太原衛星發射中心成功發射。資源三號03星於2020年7月25日11時13分成功發射,是我國空間基礎設施“十三五”規劃的衛星任務之一,與在軌的資源三號01衛星、02衛星共同組成了我國立體測繪衛星星座。資源三號04星計劃於2020年立項,“十四五”期間發射。
2012年2月,資源三號測繪衛星為天地圖提供第一幅國外影像數據,國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心在完成資源三號測繪衛星影像與天地圖的順利對接和提供了多幅覆蓋國內的影像后,針對資源三號測繪衛星成像時間和覆蓋範圍,又為天地圖提供了覆蓋國外的第一幅影像。該影像位於墨西哥的托盧卡地區,範圍為西經99.40度至100度,北緯18.90度至19.45度。由於天氣的原因,該幅影像上有部分雲層。
截至2012年2月20日,資源三號測繪衛星影像已經成功為天地圖第11至16級地圖提供了約1萬平方千米的自主高解析度衛星影像,包括遼寧大連地區、浙江錢塘江地區、內蒙古鄂爾多斯等地區,後續將根據資源三號測繪衛星的覆蓋情況,持續不斷地為天地圖提供更多最新的高解析度影像。
截至2019年12月31日,“資源三號”共獲取影像301萬景,全球累計有效覆蓋超過7900萬平方千米,陸域覆蓋比例53%;三線陣立體數據國內陸地覆蓋率99.89%,全球覆蓋率超過63%。國土衛星中心已向國內外2200餘家用戶累計提供影像數據200餘萬景,累計覆蓋面積超過8億平方千米,推動資源三號衛星數據在17個國家落地,向40多個國家和地區提供了技術和信息服務,為當地經濟社會發展提供了重要支撐。
通過在測繪、國土資源、農林水利、災害應急、應急監測等方面的廣泛應用,資源三號已經成為高解析度衛星業務化應用的典範,取得顯著的經濟和社會效益。按國際同類衛星數據價格計算,已經為國家節省經費上百億元。資源三號在軌工作正常,運行狀態穩定,預計還將超期服役數年。