迄今为止,我国已经发射了一千多颗卫星,这些卫星当中,有我们非常熟悉的通信卫星、导航卫星、气象卫星等等,它们在自己的轨道上各司其职,发挥着重要的作用。
但我们今天的主角团“资源三号卫星家族”,并不属于上述卫星的范畴。
它们是我国民用高分辨率光学传输型立体测绘卫星,集测绘和资源调查功能于一体,承担着提升我国基础地理信息精细观测能力的重任。

我国首个民用立体测绘卫星星座——资源三号系列卫星
测绘卫星与其他卫星有何不同?它仅仅是在太空中给地球拍照那么简单吗?
我国发射的每一颗卫星背后都蕴含着当时最先进的技术,每颗卫星也都有自己独特的使命,资源三号系列卫星的目标就是要生成我国1:5万的卫星立体测绘影像。也许在分辨率上,资源三号系列卫星并不是最高的,但它的畸变(影像的变形)是最小的。
资源三号家族中的首发星——资源三号01星发射于2012年1月9日,实现了中国民用高分辨率立体测绘卫星“零的突破”。资源三号01星在1月11日传回影像数据,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02星于2016年5月30日成功发射,提高了前后视立体影像的分辨率,由3.5米提高到2.5米,进一步提高地面运控效率。
资源三号03星于2020年7月25日发射,它与资源三号01星、02星,共同组成了我国首个民用立体测绘卫星星座,与亚米级立体测绘卫星高分七号在太空交相辉映,组成多分辨率立体测绘卫星星座,重访周期可从双星组网的3天缩短到1天,形成全球领先的业务化立体观测能力。
那么,立体测绘和普通的对地观测有什么区别呢?
原来,立体测绘就是从获取平面影像升级为获取三维层面的地表综合信息。想要获取三维层面的信息,就必须了解资源三号系列卫星上配备的高能载荷。

资源三号卫星在太空中开展立体测绘示意图
首先就是“三线阵相机”,最高分辨率可达2.1米,是妥妥的高分辨率相机。它由前视、正视、后视三台拍摄角度不同的相机组成,这三台相机可以通过空中三个视角,对被观测物实现立体成像。通俗地说,就是可以从三个不同视角观看地面上同一个物体并进行拍摄,再通过图像匹配的算法和解算,除了能获取平面的坐标信息外,还能生成立体的影像。
除此之外,卫星上还搭载了“多光谱相机”,这个载荷负责“给地球点颜色瞧瞧”——给卫星拍摄到的图像上色。它从物体光谱属性的角度带我们去感知世界,有了它,卫星才能了解被观测物的光谱特性,地面的技术人员通过分析这些光谱“指纹”就能确定该物体的物理属性,从而区分出海洋、森林、农田等,还可以从光谱数据中分析出农田产量、植被数量,以及水污染程度等具体状况。
从资源三号03星开始,“激光测高仪”正式上天。它从卫星上打出一束激光,测量激光折返跑的时间和角度,计算出地表某一点的相对高度,从而获得地表的高程信息。
资源三号卫星家族生活在距离地球约506公里的太空中,如此遥远的距离,卫星上任何一个及其微小的偏差,投射到地面上就是谬之千里,因此,星上所有的分系统、单机和部组件要共同作用,才能实现测绘的精度。
由资源三号系列卫星构建的立体测绘卫星星座高效运行,让我国拥有了长期、连续、稳定的自主卫星测绘遥感数据源,建立了我国1:5万卫星测绘技术体系,实现了从依赖国外卫星到使用国产卫星的根本性变革,使我国一举成为国际上少数几个掌握成套卫星测绘技术的国家,为国家节省大量购买数据和图片的开支。
在资源三号系列卫星投入应用之前,我国主要是依靠广大的测绘队伍去现场测量,除此之外也会采购国外相关影像数据,人工测绘存在一定的局限性和危险性,精度也难以保障,而采购国际市场的资源,价格又非常昂贵。
自从我们有了资源三号卫星,国外相关的卫星影像数据价格立刻就“跳水”了,立刻就打了五折,没过两年就掉到一折,后续就慢慢退出国内市场了。按照此前有关部门公开的数据推算,按照同类卫星数据价格计算,我国仅在购买国外相关卫星影像数据这一项上就已经节省了几十亿甚至上百亿元。
除此之外,资源三号系列卫星生产的测绘地理信息产品,在国土资源、环保、灾害监测、城市建设等各领域也都发挥着重要作用。
近年来,资源三号及时响应灾害应急监测,为雅安地震、舟曲特大滑坡泥石流灾害、金沙江堰塞湖、老挝水灾和森林火灾等国内外近百个灾害突发事件中提供了及时有效的应急保障。这些突发事件往往位于救援人员无法第一时间安全抵达的区域,在这种情况下,及时准确的地理信息就成为了研判救援方案的重要依据,资源三号卫星通过其广泛、全面的观测范围和精准的测绘精度,第一时间生成地表三维信息,为有关部门开展应急救援提供重要支撑。
大家还记得上文提到的资源三号01星,它于2012年发射,原本计划服役5年,却在太空中坚持了13年,直到今年才正式“退休”,很好地完成了使命。
今年12月,我国按相关规划,成功发射了接替01星的资源三号04星,确保自主卫星测绘遥感数据源的长期、连续、稳定,并进一步完善全球领先的业务化立体观测能力,为自然资源管理和经济社会高质量发展提供高精度的测绘地理信息遥感数据资源服务支撑。

全新的民用立体测绘卫星星座
心中含丘壑,灵眸绘山河。
资源三号系列卫星的升空,是中国航天测绘从“跟跑”到“并跑”的转折点。如今,中国测绘卫星已跻身世界前列,截至2025年12月15日,资源三号卫星家族已接收了45312轨原始数据,总量高达7301TB,累计获取全球839万景数据,资源三号卫星用精准的图像、稳定的运行,向世人证明了我国民用遥感卫星的跨越式崛起。
(作者:任悦鸣 图片:航天科技集团五院遥感卫星总体部 把关专家:中国空间技术研究院总体部研究员 贾阳)

来源: 中国航天报
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