中國高分系列衛星家族再添新成員——

　　高分四號，借你一雙“慧眼”

　　12月29日淩晨，四川大涼山深處，西昌衛星發射中心。

　　“5、4、3、2、1，點火，起飛！”0時04分，伴隨著指揮員鏗鏘有力的“點火”密碼，托舉著高分四號衛星的長征三號乙運載火箭噴出一股橘紅色烈焰，直刺蒼穹。隨後，順利進入預定轉移軌道。

　　此次發射任務圓滿成功，標誌著我國“星”空再添一名新成員。為什麼要發射“高分四號”？較之前發射的“高分一號”“高分二號”等衛星，它有哪些特點？應用前景如何？且看《經濟日報》記者從一線發回的報道。

　　一顆星觀測三分之一個地球

　　“致廣大而盡精微。”《中庸》裏的這句話用來描述“高分四號”很貼切。

　　“‘高分四號’為地球同步軌道50米解析度光學成像衛星，是目前世界上空間解析度最高、幅寬最大的地球同步軌道遙感衛星，國際上尚無此類衛星。”國防科工局重大專項工程中心主任、高分專項工程總設計師童旭東如是評價。

　　這意味著什麼？“形象點，‘高分四號’可觀測面積為地球的三分之一，它拍攝的一幅圖像，所覆蓋面積相當於一個河南省。”航太科技集團五院高分四號衛星系統總指揮兼總設計師李果解釋説。

　　“高分四號”可觀測面積大的優勢顯而易見。實際上，高空間解析度亦是“高分四號”的一大特色。“‘高分四號’的空間解析度為50米。”國防科工局系統工程司副司長趙堅介紹説。

　　有心人或許會質疑，2013年發射的“高分一號”，空間解析度已達2米；2014年發射的“高分二號”，空間解析度則進入亞米級時代。相比之下，“高分四號”豈不有些“相形見絀”？

　　事實並非如此。“要知道，高分一號、高分二號衛星為太陽同步軌道衛星。”趙堅説，為保證測量精度，“高分一號”、“高分二號”均在距離地面幾百公里的低軌道運作，而“高分四號”是在距離地面約3.6萬公里的地球同步軌道運作，這樣的高度，實現50米的解析度實屬不易。

　　正是這一特殊之處決定了“高分四號”與眾不同。“它是目前最高時間解析度遙感衛星。”童旭東稱。

　　時間解析度，指重復觀察同一地物所需要的時間。一般而言，空間解析度和時間解析度是一對“冤家”，通常需要犧牲一方來保證另一方的領先水準。所以，常見的遙感衛星為保證空間解析度，多在低軌道運作，觀測面積相對狹小，而且無法對同一地點連續觀測，只能在經過該點上空時拍攝照片。若想重訪故地，高分一號衛星需要4天時間，高分二號衛星需要40多個小時。“高分四號衛星則可駐留在固定區域上空凝視，時間解析度達到分鐘級甚至秒級。”童旭東表示。

　　“一哆嗦”成像偏差十幾公里

　　“由於‘高分四號’與地球同步，可以擁有很多低軌遙感衛星無法比擬的優勢。”中國航太科技集團科技委副主任于登雲説。

　　他舉例説，很多颱風發展瞬息萬變，若用普通遙感衛星，觀測時間間隔過長（幾十個小時甚至幾天），自然無法及時捕捉颱風運動軌跡，更無法掌握其形成過程、預判未來發展趨勢。而專門服務氣象的風雲氣象衛星，時間解析度提高了，空間解析度只能達到百米級，因此即使對很多雷暴等小尺度天氣過程觀測也“心有餘而力不足”。

　　高分四號衛星則可利用相對地面靜止的優勢，駐留在固定區域上空凝視這些天氣過程，“它們的每一個小動作都不會逃過高分四號衛星的‘火眼金睛’。”于登雲説。在他看來，能夠實現實時觀測，這是很多遙感衛星做不到的。

　　不過，“高分四號”與“高分一號”、“高分二號”等遙感衛星並非“有你沒我”的關係。“它們各有所長，目標是滿足不同業務需求，與其他低軌遙感衛星相互配合，起到相互彌補的作用。”李果強調。

　　比如，“高分二號”的空間解析度很高，能夠及時準確發現森林火災，一旦有需要持續關注的地方，由地面發出指令，“高分四號”便可快速調整指向，獲取監測目標區域火災動態變化數據，掌握火災走向，為各類應急任務提供決策支撐。

　　當然，圓滿“交卷”，“高分四號”攻克的技術難題自然少不了。李果告訴記者，作為地球同步軌道衛星，“高分四號”面臨更加複雜的環境威脅——高空中溫度變化異常劇烈。在此背景下，“高分四號”要實現長期穩定運作，首先要解決耐高溫抗輻射問題，“否則，何來後續應用？”

　　再如，在距離地面3.6萬公里的高度如何保證衛星能夠遠目標準確成像，同樣十分棘手。正所謂失之毫釐謬以千里。在中國版圖上，北京和上海相距千里之遙，但從衛星上看過去兩者間的角度非常接近。“只要高分四號高軌遙感衛星平臺輕輕一哆嗦，哪怕僅有一角秒（1/3600度）的晃動，它上面所裝載的大口徑面陣凝視相機拍攝到的圖片，可能就偏離了十幾公里。”李果解釋。

　　令人欣慰的是，為了“高分四號”的“驚鴻一瞥”，航太人已作出諸多努力並完成種種攻堅戰。

　　無限精彩在未來

　　既然如此，這樣努力將高分四號衛星送入預定軌道，究竟為哪般？

　　“高分四號衛星的主要用戶為民政部、林業局、地震局、氣象局。”童旭東介紹，“高分四號”投入使用後，將重點針對國內用戶對高時間解析度遙感圖像數據的要求，為災害風險預警預報、地震構造資訊提取、森林調查與監測、氣候變化預測等業務提供高時效、高解析度數據支撐。

　　事實上，此次“高分四號”順利升空，也意味著“十二五”期間我國高分專項工程圓滿收官。為加快我國空間資訊與應用技術發展，提升自主創新能力，2010年高解析度對地觀測系統重大專項（即高分專項）啟動實施。截至2015年11月底，高分專項共分發數據累計約403萬景，數據總量超過我國以往遙感衛星歷史數據總和，全面進入主要應用領域，有力支撐了國土資源調查、海域監察、農作物估産、環境治理等需要。

　　更重要的是，我國由此擺脫了對國外高分數據的依賴。過去，在高解析度遙感衛星數據方面，我國主要從國外購買，購買一景數據的價格高的要3萬多元，平均也得1萬元左右，而且數據還不自主、不可控。現在，由於高分數據的應用，“近年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。”童旭東笑著告訴記者。

　　他透露，繼“高分四號”之後，我國首顆C頻段多極化高解析度微波遙感衛星也提上議事日程，預計2016年完成正樣研製。後續，還將發射高分高光譜衛星等。（經濟日報記者 沈 慧）