中国资源卫星：星汉灿烂二十年

文/杨诗瑞

资源卫星是专门用于探测和研究地球资源的卫星，分为陆地资源卫星和海洋资源卫星等。资源卫星一般位于太阳同步轨道，采用遥感技术，能够全面、迅速提供有关地球资源情况，对开发资源和发展国民经济有重要作用，因此，其研发和应用受到了各航天国家的重视和关注。

1986年，资源一号卫星立项，标志着我国开始首颗传输型光学遥感卫星的研制。1988年8月，中国与巴西开展资源卫星合作。1999年10月，中巴资源卫星01星（也称资源一号卫星）成功发射。发射成功的20年来，我国资源系列卫星家族日益壮大，技术水平不断提升，对我国乃至世界国土资源、农林水利、环境保护、减灾救灾等领域的监测、规划和管理发挥着重要的作用，推动着社会经济发展和人民生活改善。

资源卫星家族日益壮大

截至今年，我国已陆续发射多颗中巴地球资源卫星（以下均称“资源一号”）、资源二号和资源三号卫星。资源一号卫星包括01星、02星、02B星、02C星、02D星和04星，资源二号卫星已发射01星、02星和03星，资源三号已发射01星和02星。这其中部分卫星已经退役，后续卫星尚处于预备发射、立项规划或研制阶段。资源卫星家族成员梯次接替、生生不息，谱系不断扩充，也见证了我国测绘地理信息领域的兴盛繁荣。

资源卫星各负使命，资源一号01星、02星分别于1999年10月和2003年10月发射，是我国第一代传输型地球资源卫星，最初定位为“百家星”，遥感数据为农业、林业、水利、地质矿产、能源、土地、环保、海洋、测绘、城乡规划、灾害监测等众多国民经济领域服务。

2000年9月，我国自行研制的资源二号01星发射升空，相较资源一号01星，其总体技术性能有了新的发展和提高，主要用于城市规划、农作物估产和空间科学实验等领域。2002年10月和2004年11月，资源二号02星、03星成功发射，在太空呈现出“三星高照”的态势，交相辉映，配合工作，服务于国民经济建设。

▲ 资源一号卫星

资源一号01星、02星的成功应用，为中巴进一步深化合作增添信心，03星、04星的合作计划延续而出。但由于研制进展缓慢，且02星发生星上电源故障，影响预期寿命，为保证遥感数据的连续性，2007年9月和2011年12月，资源一号02B、02C星先后发射升空，开启组网观测，确保系统连续稳定运行。

2012年1月，资源三号01星发射升空，这是我国首颗自主民用高分辨率立体测绘卫星，通过立体观测，可测制1:5万比例尺地形图，为国土资源、农业、林业等领域提供服务。2016年5月，资源三号02星成功发射，与01星组网运行，进一步提高数据分辨率和精度，缩短重访周期，极大改善了我国自主高分辨率卫星数据不足的局面，进一步丰富和完善了卫星测绘应用体系。

2014年12月，资源一号04星成功发射，成为中巴合作新的里程碑。这是我国第二代资源卫星，重点为中国、巴西和非洲地区提供中等分辨率遥感数据。2019年9月，资源一号02D卫星顺利进入预定轨道，接替资源一号02C星的任务，满足新时期自然资源监测与调查、地矿勘探、地质环境监测等需求。

南南合作典范

我国资源系列卫星20年间经历了起步发展、技术跨越和科研向应用转变三个阶段，先后成功发射6颗卫星，在轨运行时间均超过设计寿命，取得了辉煌的成就，更是被誉为南南合作的典范。

▲ 资源一号04星交付运行

1988年，我国与巴西开展合作，以我国资源一号卫星总体方案为基础，以当时国际先进的地球资源卫星性能设计为目标，开始研制工作。星上配置多光谱CCD相机、红外相机等涵盖可见光和红外的多个谱段,具有中等地面分辨率的遥感信息获取能力，性能达到20世纪90年代初国际先进水平。

随后，中巴合作研制03、04星，技术性能大幅改进，分辨率提升到全色5米/多光谱10米，红外谱段分辨率提高到短波40米/长波80米。其间接替的02B星使用2.36米全色高分辨率相机，是当时国内分辨率最高的民用遥感卫星，也是首颗同步获取全色多光谱图像的光学遥感卫星，02C星研制过程以分析仿真代替初样验证，极大节省了研制经费。02B星、02C星和03/04星达到21世纪初国际先进水平,具有可见光全色高分辨、多光谱以及红外等多谱段的综合遥感信息获取能力。

经历了前期的跨越式发展和图像数据的规模化应用，从资源一号04星和02D星开始，资源卫星设计从过去的重技术指标向重用户体验转变，从重技术跨越向重优质服务转变。

04星配置全色/多光谱CCD相机和宽视场相机等四台光学载荷，覆盖了可见光到热红外谱段，具备全天候的成像能力，并以覆盖特性为主要设计条件进行轨道设计，可在较短时间内完成全球陆域范围的覆盖。02D星又称5米光学卫星，吸收用户对02C星应用过程中的改进需求，配置了9谱段可见近红外相机和166谱段高光谱相机，首次实现国内8个多光谱同时对地观测，逐步实现我国中分辨率遥感数据的国产化，大大降低对国外数据的购置费用。

中巴合作影响长远。巴西研究人员均有在欧空局学习的经验，工作规范，起点较高，我国通过合作引入国际先进的项目管理理念和航天标准，进一步提升研制能力和管理水平，为我国航天对标国际、走向世界奠定了良好基础。巴西在合作过程中不断完善基础设施建设和提高卫星总装测试能力，建成完整的卫星研制、在轨管理和数据处理分发的基础设施。双方突破原来的壁垒，实现了各自的超越发展，共同将资源一号卫星打造成为世界范围内具有重要影响并发挥重要作用的具备中高分辨率、全球观测能力的卫星系列。

资源二号、三号卫星接力发展

在与资源一号系列卫星并行发展的道路上，我国积极推动自主研制的民用资源二号、三号系列卫星建设。

资源二号卫星配备红外和可见光照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计、多功能雷达、重力及磁力遥感等多种遥感遥测设备，设计上采用公用平台思想设计，并贯彻了通用化、系列化、组合化设计思想，其电源、星务管理、热控、测控等服务系统可靠性高、功能全、能力强，性能指标均达到国际先进水平，荣获2003年度国家科技进步一等奖。

▲ 资源三号卫星构型图

与此同时，卫星实施研制合同管理制，研制队伍采取一系列加强质量、增强可靠性的措施，包括实行总体与专业测试队伍分离，有针对性地进行卫星长期加电模飞试验，加强卫星在轨维护等。在全新平台、全新有效载荷的高难度大卫星中，资源二号卫星谱写了首次发射成功立即投入使用和长期成功运行的新纪录。卫星运行期间，向地面传输的图像清晰、层次丰富、信息量大，深受用户好评。

▲ 资源三号卫星影像

资源三号01星搭载有三线阵相机、多光谱相机、数据传输系统和图像数据记录系统，集测绘和资源调查功能于一体，可以长期、连续、稳定、快速地获取覆盖全国的高分辨率立体影像和多光谱影像以及辅助数据，打破对国外高分辨卫星遥感数据的依赖。01星有效覆盖了我国陆海全境约98%以上面积，为我国基础地理信息数据库更新、地理国情监测、“天地图”公共服务平台建设等国家重大测绘工程，发挥了核心数据源的重要作用。

为推进科学发展、转变经济发展方式、实现创新驱动，2015年10月，我国发布国家民用空间基础设施发展十年规划。资源三号02星是规划发布后首颗遥感业务卫星，主要载荷为三线阵相机、多光谱相机和激光测距仪，02星具有更高的立体影像分辨能力和高程测量精度，极大拓展了卫星影像的地物分辨能力。双星组网可将重访周期缩短到3天，进一步提高我国立体测图的业务化运行，确保高分辨率立体测绘数据的长期稳定获取。

资源三号卫星的研制、发展和应用填补了民用测绘卫星的空白，对于增强我国独立获取地理空间信息的能力，解决基础地理信息资源战略性短缺，提高国土资源调查与监测能力，推动测绘事业和地理信息产业发展，具有重要意义。

▲ 资源一号02C星拍摄的美国亚特兰大地区图像

技术不断发展

资源系列卫星在我国遥感卫星的发展历程中具有里程碑式的作用。资源一号01星研制技术起点高、涉及新技术面广、发展潜力大，开启了我国长寿命、三轴姿态控制、中低轨道太阳同步对地观测卫星发展应用的新纪元，为后续该系列卫星研制奠定了重要基础。之后的资源二号卫星，资源一号02B星、04星，资源三号卫星等不断实现技术能力和科研管理等领域的突破，分别达到当时国际领先水平。

资源卫星研制过程推动了遥感卫星平台的技术进步。科研工作者坚持卫星平台公用化设计思想，瞄准国际先进水平，形成了一个高性能、高可靠的陆地遥感卫星平台，增强卫星对不同载荷的适应性，也带动了其他空间遥感项目。资源卫星平台突破太阳同步回归冻结轨道控制技术、千瓦级太阳电池阵制造和试验技术、短期大功率负载热控制和地面试验验证等关键技术，坚持重要零部件的国产化。资源一号卫星首次采用S波段测控体制和星上数据管理系统，提升了星地数据交互与星上数据管理能力，两个系统随之也推广应用到其它型号卫星。

资源卫星研制推动了光学遥感载荷设计、制造等技术发展。从资源一号01/02星光学载荷的经验设计到03/04星的计算机绘图设计和仿真分析，缩短了设计周期，降低了试验成本；光学载荷的光谱响应测试、内方位元素测试等方法从无到有，实验室辐射定标等测试精度逐步提高，丰富的测试方法和更高精度确保了载荷的成像性能；加工制造技术的提高进一步提升光学载荷性能。

此外，资源卫星建设过程中建起了卫星辐射几何一体化仿真平台，建立了高分辨率卫星遥感几何检校场，突破了遥感卫星的精密定轨定姿技术等一系列关联技术，全面提升卫星性能,助推航天测绘事业发展壮大。

经过资源卫星的应用示范和市场培育，卫星遥感数据进入大发展时期，推动各行各业遥感技术应用。资源卫星为我国农业、林业、水利、地质矿产、能源、土地、环保、海洋、测绘、城乡规划、灾害监测等众多国民经济的领域服务，特别是在南水北调、青藏铁路、三峡工程中以及南方雪灾后重建、汶川地震后的堰塞湖监测与灾害评估等方面都发挥了积极的作用。

资源卫星也在向美国、澳大利亚、北欧、南美、非洲以及亚洲等国家和地区提供数据。巴西利用卫星数据开展对亚马逊热带雨林的监测和控制森林砍伐，资源一号卫星在其中发挥了重要作用。

未来前景

2015年，我国发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》，提出分阶段逐步建成技术先进、自主可控、布局合理、全球覆盖，由卫星遥感、卫星通信广播、卫星导航定位三大系统构成的国家民用空间基础设施，提升全面支撑经济社会发展的水平和能力，资源系列卫星后续发展前景广阔。

当前，中巴地球资源卫星的合作已走过20年并取得辉煌成就,按照两国到2022年的航天合作计划，资源一号05、06星正在加紧推进工作。资源一号卫星将以中高分辨率光学遥感为主，发展高光谱、超光谱遥感技术，持续丰富观测手段，发展卫星星座，不断提高观测效能，努力成为在世界具有重要影响和发挥重要作用的具备中高分辨率、全球观测能力的卫星系列。

资源三号双星组网丰富和完善了我国卫星测绘应用体系，目前后续03、04星正在进行论证和立项工作，保证双星在轨组网接续运行。同步开展的还有雷达卫星、测高卫星、重力卫星等其他类型测绘卫星的立项研制，最终我国将建成面向测绘地理信息应用的集光学、雷达、测高、重力等四种测绘卫星于一体的全功能、全天候的卫星测绘应用体系，实现卫星测绘自主、影像自给，为建设信息强国提供不竭动力。

目前我国空间基础设施正处于转型发展关键期，技术能力从追赶世界先进技术为主向自主创新为主转变，行业应用从主要依靠国外数据和手段向主要依靠自主数据转变，发展机制从政府投资为主向多元化、商业化发展转变。今后几年，我国将陆续发射资源、高分等系列后续星，卫星数量继续增加，种类不断增多。由我国卫星打造的“人造星空”，一方面将守护中华大地，一方面为加速我国信息化进程插上腾飞的翅膀。

▲ 研制团队在工作中