高分七號衛星一流立體測繪技術!長劍東風“千里眼”,精度達1米

高分七號衛星一流立體測繪技術!長劍東風“千里眼”,精度達1米

"海星"鎮樓

高分系列衛星是中國國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年) 的16個重大科技專項之一。按照專項計劃,至少應包括9顆"高分"系列遙感衛星。目前已經投入使用的是高分一到六號以及八、九、十一號。其中高分十號於2016年發射失敗(這很正常)。高分七號尚未發射。

高分專項全稱為"高分辨率對地觀測系統重大專項"。從名字可以看出來,高分專項是一個通過運行在不同軌道軌道和裝備多種傳感器的衛星,對地球實施亞米級高空間分辨率與高頻率觀測的衛星系統。例如這次發射的高分五號,是世界上首顆大氣和陸地綜合高光譜觀測衛星,其功能簡單地說,就是即可以給霧霾、溫室氣體"拍照",也可以透過地表分析和識別地下礦物。又比如這次發射的高分六號,則和之前的高分一號衛星組成了"2米/8米光學成像衛星系統",可以進行850公里超大寬幅成像,重返時間則縮短為2天。高分六號的另一個神奇之處,在於其傳感器可以對"紅邊譜段"進行成像。"紅邊譜段"主要反映的是植物生長的情況,被稱作我國第一顆農業衛星。

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高分五號完成形態

不過,高分五號、高分六號並不是此文的重點。畢竟高分系列實在是太有用、太高效了,其任務配額各部委已經搶破了頭,軍方再摻和進來也拿不到像鎖眼衛星那樣高的任務權限。再加上軍方肯定有更好的玩意,所以估計也就高分三號的合成孔徑偵查能力能夠入得了法眼。

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有了合成孔徑衛星,天氣不好也能拍噢耶

目前,"高分"系列還剩一顆高分七號沒有發射。計劃是在今年年底發射。也許,這顆高分七號,才是對解放軍作戰能力提升最大的助力。這一切都得益於高分七號的一項特殊能力——光學遙感立體測繪技術。高分七號裝備了三線陣立體測繪相機,這個相機有三個"鏡頭":正視、前視、後視。在衛星測繪過程中,三個相機可以形成三個互相重疊且不同視角的圖像,且成像質量好、精度範圍高。再加上通過高精度的幾何定位和時間的一致性,將三個角度視角的圖像疊加合成,就形成了測繪目標區域的立體圖像。通過立體測繪,可以得到目標區域的立體影像和數字高程模型等產品。之前我國發射過兩顆實驗性的資源-3和天繪-1立體測繪衛星,都同樣採用三線陣相機系統,已經可以用於1:50000立體測圖,並可用於對更大比例尺的地形圖的修測和更新,分辨率高達2.5米。高分七號的技術水平相信一定比12年即已交付的資源-3和天繪-1衛星要高一些。相信可以達到1:10000甚至1:5000的水平,分辨率也可以達到1米或0.5米,達到美國Digitalglobe公司Worldview-2衛星的水平。

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Worldview-2衛星拍攝效果

高分七號一旦投入使用,將使得中國能夠擁有世界一流的立體測繪技術。這種測繪能夠和其他例如機載激光掃描等相配合,為我國甚至全球的地形地貌畫出一幅誤差在1米以內的立體地圖。從民用角度來說,這種立體地圖是規劃、稅務、環保、國土、農業等政府部門夢寐以求的寶貴信息,也是高德、百度等民用導航領域核心競爭力所在。從軍事上來說,這種立體地圖的出現意義更為重大。

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Worldview-2衛星拍攝效果

首先,能為具備高度通過能力的陸軍部隊提供導航信息,進一步提升機動性和戰術突然性——比如說通過測繪可能會發現山脈不為人知的通道,其戰略價值就可能堪比溫泉關後山的那條小徑。有了數字地圖,陸軍部隊甚至能夠準確掌握任何一段山坡的坡度,任何一處河段的深度。這對於陸軍的野戰能力是一種質的提升,甚至空軍的"鑽山溝"的超低空突防也會變得更為有效和多樣。

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在這種地方開坦克,找不好坡度分分鐘會翻

第二,能為軍隊提供準確的目標信息。世界所有建築物在地圖上從此不再只是一個方格,而是一個個立體模型。軍隊由此可以得知某處的油罐容積有多少,某處的兵營能夠容納多少士兵。這些極具價值的信息,只需要衛星遙感就能獲得,這在過去是無法想象的。有了這些模型,軍隊將更容易獲取目標信息,確定目標價值,也可以判定打擊效果,甚至可以用來設置彈道。火力打擊的有效性和靈活性將得到倍增。

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啥叫地形匹配,一看就懂。可是精確的數字地形圖一般國家根本搞不出來

第三,能為巡航導彈提供地形匹配數據。為了進一步提高巡航導彈精度和襲擊突然性,以戰斧和我國長劍10(東風10)為代表的現代巡航導彈往往會採用地形匹配指導,使用"鑽山溝"的方式進行襲擊,可以有效避開雷達偵測。在規劃路徑的過程中,還往往會選擇若干地標建築作為轉彎導航點。而這種地標建築,往往就是攔截巡航導彈的最佳地點。掌握了立體地圖以後,巡航導彈的飛行路線將會更加刁鑽,而由於對地形的高精度掌握使得導航點的設立也不再有必要,巡航導彈會變得更加詭異、更難攔截。

總之,高分七號發射成功後,將大大完善我國和我軍的地理信息庫,為我軍的作戰體系建設填補一塊空白,大大提升陸軍空軍和火箭軍的信息化作戰能力。


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