2019年9月19日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭，采取一箭五星的方式成功將“珠海一號(hào)”03組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，任務(wù)獲得圓滿成功。
中國(guó)民營(yíng)航天首個(gè)多軌高光譜衛(wèi)星星座在軌運(yùn)行，兩軌8顆高光譜衛(wèi)星協(xié)同工作，2.5天就可以覆蓋全球一次，固定地點(diǎn)的回歸周期縮短至1天。
9月19日14時(shí)42分，由珠海歐比特宇航科技股份有限公司（300053，下稱“歐比特”）自主建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的“珠海一號(hào)”遙感微納衛(wèi)星星座03組衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搭載長(zhǎng)征十一號(hào)遙七固體運(yùn)載火箭“一箭五星”發(fā)射升空。
一顆0.9m分辨率視頻衛(wèi)星（OVS-3）及4顆高光譜衛(wèi)星（OHS-3A/B/C/D）進(jìn)入預(yù)定軌道，與早前在軌的2顆1.98米級(jí)視頻衛(wèi)星（OVS-1A/1B）、一顆0.9米級(jí)高分視頻衛(wèi)星（OVS-2）及4顆高光譜衛(wèi)星（OHS）形成組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)12顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。
珠海歐比特宇航科技股份有限公司成立于2000年3月，是首家登陸中國(guó)創(chuàng)業(yè)板的IC設(shè)計(jì)公司，從事宇航電子、微納衛(wèi)星星座及衛(wèi)星大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)和產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)，服務(wù)于航空航天、地理信息、國(guó)土資源、農(nóng)林牧漁、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、智慧城市、現(xiàn)代金融、個(gè)人消費(fèi)等領(lǐng)域。
民營(yíng)航天首個(gè)多軌高光譜衛(wèi)星星座在軌運(yùn)行，最快1天重訪
2014年，歐比特提出“衛(wèi)星空間信息平臺(tái)”發(fā)展戰(zhàn)略，主導(dǎo)建設(shè)由34顆衛(wèi)星組成“珠海一號(hào)”遙感微納衛(wèi)星星座，包括2顆視頻試驗(yàn)衛(wèi)星、10顆視頻衛(wèi)星、10顆高光譜衛(wèi)星、2顆高分光學(xué)衛(wèi)星、2顆sar衛(wèi)星和8顆紅外衛(wèi)星。
珠海一號(hào)
“珠海一號(hào)”01組、02組共7顆衛(wèi)星已在軌運(yùn)行，2顆1.98米級(jí)視頻衛(wèi)星（OVS-1A/1B）于2017年6月15日發(fā)射升空；一顆0.9米級(jí)高分視頻衛(wèi)星（OVS-2）以及4顆高光譜衛(wèi)星（OHS-2A/B/C/D）于2018年4月26日發(fā)射升空。
此次發(fā)射的“珠海一號(hào)”衛(wèi)星星座03組衛(wèi)星歷時(shí)一年研制。其中，OVS-3視頻衛(wèi)星約重90千克，500公里軌道高度上的空間分辨率為0.9米，單軌圖像成像范圍可達(dá)22.5公里×2500公里，視頻成像范圍4.5公里×2.7公里，最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)達(dá)120秒。
4顆高光譜衛(wèi)星約重70千克，500公里軌道高度上的空間分辨率為10米，幅寬達(dá)150公里，單顆衛(wèi)星一次可推掃長(zhǎng)度可達(dá)3200公里，是全球幅寬最大的高光譜衛(wèi)星。其波譜范圍為400nm-1000nm，光譜分辨率2.5nm，具有256個(gè)波段。
5顆衛(wèi)星同7顆在軌衛(wèi)星形成組網(wǎng)，12顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行后，“珠海一號(hào)”衛(wèi)星星座全年數(shù)據(jù)采集總量約7PB，采集高光譜數(shù)據(jù)覆蓋面積理論上可達(dá)220億平方千米。相比過(guò)去5天采集一次全球數(shù)據(jù)，現(xiàn)在每2天就可以覆蓋全球一次，每年可覆蓋全球182次，大幅度提高星座采集遙感數(shù)據(jù)的能力。
其中，兩軌8顆高光譜衛(wèi)星協(xié)同工作，構(gòu)建中國(guó)民營(yíng)航天首個(gè)在軌多軌衛(wèi)星組網(wǎng)的高光譜衛(wèi)星星座，2.5天覆蓋全球一次，固定地點(diǎn)的回歸周期從單顆高光譜衛(wèi)星的5天縮短至8星組網(wǎng)后的1天，這意味著，一天時(shí)間就能實(shí)現(xiàn)對(duì)同一地點(diǎn)的重訪，充分保障對(duì)同一目標(biāo)的持續(xù)觀測(cè)能力，用戶服務(wù)頻次也得到提高。
高光譜衛(wèi)星成挖掘地物信息的“火眼金睛”
高光譜遙感全稱為高光譜分辨率遙感，20世紀(jì)70年代已有雛形。
2000年11月，美國(guó)發(fā)射的Hyperion是世界上第一顆成功發(fā)射的星載民用成像光譜儀，在350nm-2600nm的波譜范圍內(nèi)擁有242個(gè)探測(cè)波段，光譜分辨率為10nm，空間分辨率為30米。2018年5月，我國(guó)發(fā)射了第一顆高光譜綜合觀測(cè)衛(wèi)星“高分五號(hào)”，光譜分辨率達(dá)0.5nm，相當(dāng)于一張A4紙的萬(wàn)分之一，用于獲取從紫外至長(zhǎng)波紅外譜段的高光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)樣品。
高光譜遙感是利用很多狹窄連續(xù)的光譜通道，對(duì)地物進(jìn)行持續(xù)遙感成像的技術(shù)，具有光譜分辨率高、圖譜合一的特點(diǎn)。由于植被、土壤、水體等不同地物有不同的光譜特性，光譜因而被視為辨別物質(zhì)的“指紋”，通過(guò)分析在遙感觀測(cè)中形成的光譜曲線，就可以識(shí)別不同物質(zhì)。
一般而言，人眼可感知的電磁波波長(zhǎng)在400nm-760nm之間。高光譜衛(wèi)星可感知的范圍更大，例如高分五號(hào)的可見(jiàn)短波紅外高光譜相機(jī)可獲取400-2500nm的波譜范圍。
與傳統(tǒng)的遙感衛(wèi)星相比，高光譜衛(wèi)星的光譜分辨率高達(dá)納米數(shù)量級(jí)。光譜分辨率是光譜儀能分辨的最小波長(zhǎng)的間隔，間隔越小，分辨率越高。比如5nm光譜分辨率可在400nm-405nm之間分辨出一個(gè)波長(zhǎng)，而2.5nm的光譜分辨率就可以分辨出2個(gè)波長(zhǎng)。
“高光譜衛(wèi)星的信息含量更豐富，類似于采樣，采樣越密集，原始信息的還原度越精確。”珠海歐比特宇航科技股份有限公司常務(wù)副總蔣曉華告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者，相對(duì)于只能觀測(cè)幾何輪廓和顏色的定性遙感，高光譜衛(wèi)星帶來(lái)的定量遙感成為挖掘地物信息的“火眼金睛”，有助于精準(zhǔn)分析地物物理、化學(xué)特征，可用于環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)、林業(yè)資源管理、智能水利應(yīng)用、測(cè)繪GIS、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)服務(wù)和國(guó)土資源監(jiān)測(cè)等。
7.8千克的小相機(jī)擁有百公斤級(jí)相機(jī)能力，一“眼”看遍北京
“珠海一號(hào)”高光譜衛(wèi)星是全球高光譜衛(wèi)星家族的重要成員，也是國(guó)內(nèi)目前唯一完成發(fā)射并組網(wǎng)的商用高光譜衛(wèi)星，其特色高光譜數(shù)據(jù)具備對(duì)植被、水體、農(nóng)作物等地物進(jìn)行精準(zhǔn)定量分析的能力。
“珠海一號(hào)”03組衛(wèi)星實(shí)物拍攝
單顆高光譜衛(wèi)星約重70千克，而星上相機(jī)載荷僅7.8千克，卻具備百公斤級(jí)相機(jī)擁有的功能。減重的能力來(lái)源于新技術(shù)的應(yīng)用。
高光譜遙感利用了狹窄連續(xù)的光譜通道將觀測(cè)到的各種地物以完整的光譜曲線記錄下來(lái)。這些光譜通道來(lái)自于分光，也就是復(fù)色光經(jīng)過(guò)棱鏡或光柵分光后分解成單色光，單色光按照波長(zhǎng)或頻率大小依次排列形成光譜。
傳統(tǒng)分光技術(shù)采用的棱鏡或光柵體積大，重量也不小，達(dá)到同一指標(biāo)的相機(jī)質(zhì)量接近200公斤。而4顆高光譜衛(wèi)星在采用漸變式濾光片技術(shù)進(jìn)行分光后，相機(jī)重量呈數(shù)量級(jí)降低，性能增強(qiáng)。
相機(jī)內(nèi)部采用的多片傳感器拼接，一方面有利于降低相機(jī)重量，減輕發(fā)射成本，另一方面也實(shí)現(xiàn)了150公里的大幅寬，就像為相機(jī)裝上了廣角鏡頭，一“眼”就能看遍北京。蔣曉華介紹，“以前幅寬比較小的衛(wèi)星得拍三、四個(gè)條帶才能把北京市拍全，現(xiàn)在相機(jī)幅寬大，從北到南，一次掃完?！?/span>
今年4月，珠海歐比特宇航科技股份有限公司創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)顏軍透露，下半年歐比特將啟動(dòng)波譜范圍900nm-5000nm相機(jī)短波、長(zhǎng)波設(shè)計(jì)。目前，這一工作已進(jìn)入方案論證階段，蔣曉華對(duì)澎湃新聞?dòng)浾弑硎?，未?lái)歐比特將沿近紅外、遠(yuǎn)紅外，以及微波方向擴(kuò)展波譜范圍，拓寬衛(wèi)星對(duì)地遙感信息數(shù)據(jù)源。在單顆衛(wèi)星的工作能力上，探索從150公里幅寬拓展至200公里甚至300公里，提升衛(wèi)星工作效率。
