高景一号卫星及其综合应用

文 | 李佳 黄志华 史健楠 靳茗茗 赵汝冰

北京航天世景信息技术有限公司

一、引言

随着市场需求的持续增长，遥感卫星产业的发展逐步市场化、开放化、融合化，航天产业的商业服务模式和业务化应用也更加多样化。2015 年中国航天科技集团公司宣布启动商业遥感卫星星座的建设，首发星高景一号01 星和02 星于2016 年12 月28 日在太原卫星发射中心以一箭双星的方式成功发射，这不仅打破了我国0.5m 级商业遥感数据被国外垄断的情况，也标志着国产商业遥感数据进入0.5m的 时 代；03 星 和04 星 于2018 年1 月9 日 入 轨，与01 星和02 星组网，组网后重访周期缩短至一天，国内商业遥感数据正式迈入国际一流行列。

高景一号卫星星座具备优异的拍摄能力、高敏捷的机动性能、丰富的成像模式和高集成的电子系统等特点，已广泛服务于测绘勘察、地质矿产、国土资源调查、环境监测、农林水利、城市建设、国防安全和应急减灾等众多传统行业；在互联网、位置服务、智慧城市、金融保险等新兴行业中也逐渐发挥着巨大的应用价值。本文介绍了高景一号的数据服务模式及其在地质勘察、生态修复、农业调查、城市规划、测绘地理信息服务、防灾减灾等领域的应用。

二、高景一号卫星介绍

高景一号是国内首个具备高敏捷、多模式成像能力的商业遥感卫星星座，4 颗卫星组网对地观测大幅缩短了重访周期。

该卫星星座具备以下五大突出的技术特点。

1. 高空间分辨率

高景一号的全色影像空间分辨率达到0.5m，多光谱影像空间分辨率为2m，是目前我国较为成熟的高空间分辨率商业遥感光学卫星。它的高空间分辨率能够展现细腻的地物细节，适用于大比例尺地形图制作、目标判读、变化监测和影像深度分析等应用。

2. 优化的光谱设置

高景一号具有全色波段和四个多光谱波段（蓝、绿、红和近红外），波谱范围覆盖450—890nm。全色和多光谱影像融合后，兼具高空间分辨率和多波谱段的优势，有利于地物类型识别和分类。

3. 优异的采集能力

星上储存空间达4TB，单颗卫星每天可采集约60 万平方千米数据，四星组网每天可采集约200 万平方千米数据，可实现每天重访全球任意一点；同时能对较大面积的区域进行同轨一次过境的多条带扫描，减少了由于时间变化对获取大区域数据产生的影响。单景最大可拍摄范围60km×70km。这大幅提升了对地观测能力，在大面积、高分辨率观测中具有独特优势。

4. 突出的敏捷性

高景一号采用了变速控制力矩陀螺技术，集合了控制力矩陀螺和动量轮两者的优点，在星下点可迅速精准成像，常规侧摆角最大为30°，执行重点任务时可达到45°；能够实现同场景的两视、三视观测，获取立体像对。

5. 多样化的工作模式

高景一号具有星下点成像、侧摆成像、多目标成像、连续条带成像、多条带拼接成像、立体成像等多种工作模式。

三、高景一号卫星综合遥感应用

高景一号极大地便利了资源调查、城市规划、农业发展、国家安全及其他领域的相关应用。高景一号的服务模式可以分为原始数据服务和成果应用服务。数据可以通过私有云等多种方式交付用户使用。

1.原始数据

原始数据的服务模式可以分为存档数据服务和指定位置、区域的编程服务。

存档数据服务作为最直接最广泛的信息服务，高景一号单星每天获取影像的面积达到60 万平方千米，通过海量在线数据管理，用户可根据自身需求进行高景一号卫星影像的在线查询和订购。

编程数据服务是根据用户的需求，在未来一段时间内，通过对卫星上注指令，结合气象条件及卫星过境情况等信息，为用户拍摄卫星影像，该服务模式允许用户以更加灵活、更加具有针对性的方式订购所需的卫星数据。

2.成果影像应用

随着大数据时代的到来以及人工智能技术的发展，万物互联、数字孪生成为必然趋势。遥感技术与其他行业的紧密度日益提升，根据不同行业的需求，利用机器学习、数据挖掘、遥感影像自动化识别等处理技术，构建业务化、工程化自动生产系统，逐步实现了高景一号高分辨率遥感影像数据从获取、解译到数据产品分发的一体化服务体系。高景一号已广泛服务于自然资源调查、水资源管理和规划、农林业监测与评价、城镇规划、应急减灾等领域。

（1）矿区生态环境监管

矿产资源在经济发展中发挥着重要的作用，科学有效的监管矿区生态环境是矿产资源管理的一大挑战。矿区信息的获取通常来自于运营商或者当地监管机构的报告，但此方法存在信息获取不及时、内容不准确等弊端。

四、展望

高景一号已广泛应用于测绘导航、国土资源调查、城市建设、农林水利、地质矿产、环境监测、国防安全和应急减灾等领域，并积极挖掘在互联网通信、地图服务、智慧城市、金融保险等新兴行业的应用潜力，为各政府、行业部门提供了快速、准确、可靠的数据服务，满足了经济建设、社会发展的多源需求，提高了我国遥感应用商业化服务水平，促进了我国商业遥感产业的可持续发展。未来，高景一号将继续发挥其应用价值，为各行业用户提供更优质的服务，创造更大的社会和经济效益。