測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)總體發(fā)展和現(xiàn)狀

1、測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)總體發(fā)展和現(xiàn)狀作者：李茂來(lái)源：科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)2013年第20期李茂(內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特010011)摘要：測(cè)繪衛(wèi)星是現(xiàn)代對(duì)地觀測(cè)信息系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是國(guó)家獲取高精度空間地 球信息的重要信息來(lái)源，在當(dāng)前國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略發(fā)展中起著重要的作用。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外測(cè)繪 衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并針對(duì)我國(guó)測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展的具體情況，提出了幾點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞：測(cè)繪衛(wèi)星；高精度；發(fā)展現(xiàn)狀中圖分類號(hào)：V474文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào) 1672-3791(2013)07(b)-0000-001測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)簡(jiǎn)介測(cè)繪衛(wèi)星是指具備對(duì)地表設(shè)施或是自然地理要素等進(jìn)行立體繪圖能力的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，這

2、 類衛(wèi)星可以從不同角度獲取同一地區(qū)的立體影像資料，主要包括：高分辨率光學(xué)成像測(cè)繪衛(wèi)星、 雷達(dá)干涉測(cè)繪衛(wèi)星、測(cè)高衛(wèi)星、重力測(cè)繪衛(wèi)星和導(dǎo)航定位衛(wèi)星。測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)是現(xiàn)代對(duì)地觀測(cè)信息系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是繼傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量技 術(shù)之后獲取地理信息和測(cè)繪數(shù)據(jù)的一個(gè)重要的信息來(lái)源。測(cè)繪衛(wèi)星獲得的空間地理信息，不僅 可以用于實(shí)現(xiàn)高精度的大地基準(zhǔn)，而且可以得到高分辨率、高精度的影像資料，從而滿足對(duì)各 種比例尺度的地形圖更新的需求，為國(guó)家在地理信息服務(wù)方面提供有力保障。此外，在眾多遙 感衛(wèi)星中，測(cè)繪衛(wèi)星的精度和分辨率最高，是實(shí)現(xiàn)空間地理信息化的重要組成部分，對(duì)我國(guó)的 經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及對(duì)資源環(huán)境等信息需求方面均起

3、到重要的推動(dòng)作用。2測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2.1國(guó)外測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各國(guó)獲取信息的能力已經(jīng)成為評(píng)估一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要方 面。相比于其他遙感衛(wèi)星，測(cè)繪衛(wèi)星的觀測(cè)精度明顯高出許多，因此，各個(gè)國(guó)家為了促進(jìn)國(guó)民 經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高軍事防衛(wèi)能力，均十分重視測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的研究。目前，國(guó)外的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù) 明顯較為成熟，除美國(guó)外，以法國(guó)為代表的歐盟國(guó)家、印度以及俄羅斯等國(guó)家均已成功發(fā)射了 各種功能的測(cè)繪衛(wèi)星，所獲得的數(shù)據(jù)也已經(jīng)被廣泛利用。美國(guó)的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。目前，美國(guó)主要有6顆在軌運(yùn)行的民用測(cè)繪衛(wèi)星 和4顆在軌運(yùn)行的軍用測(cè)繪衛(wèi)星。民用測(cè)繪衛(wèi)星中均為光學(xué)遙感衛(wèi)星，可獲取的

4、最高影像分辨 率達(dá)到0.41米。軍用測(cè)繪衛(wèi)星均為光學(xué)遙感衛(wèi)星，其分辨率達(dá)到了0.1米。除此之外，美國(guó)還 運(yùn)行了 2顆重力測(cè)量衛(wèi)星，由重力測(cè)量衛(wèi)星得到的中長(zhǎng)波5000米分辨率下的大地水準(zhǔn)面測(cè)量精 度可達(dá)到0.01-0.1毫米。在世界范圍內(nèi)，無(wú)論是民用或是軍用，美國(guó)的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)較為 成熟，其獲得的數(shù)據(jù)精度也已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他國(guó)家，并且先進(jìn)的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)對(duì)美國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)發(fā)展以及軍事防衛(wèi)等方面產(chǎn)生了巨大影響。歐盟國(guó)家的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)總體上均較為先進(jìn)。目前，法國(guó)有3顆在軌運(yùn)行的軍民兩用的 SPOT測(cè)繪衛(wèi)星SPOT-2/4/5，攝像帶寬均為60千米，其中SPOT-4是單線陣傳感衛(wèi)星，全色 分辨率為

5、10米；SPOT-5是雙線陣傳感衛(wèi)星，全色分辨率為2.5米，可獲取同軌或異軌立體攝 像資料。德國(guó)在雷達(dá)干涉測(cè)繪衛(wèi)星方面的研究卓越，其獲得的高程數(shù)據(jù)的精度可達(dá)3米。除此 之外，整個(gè)歐盟國(guó)家還有2顆重力測(cè)繪衛(wèi)星，空間分辨率最高可達(dá)1000千米，在此分辨率上中 長(zhǎng)波大地水準(zhǔn)面測(cè)量精度可達(dá)1厘米。俄羅斯的資源-DK號(hào)是軍民兩用的高分辨率遙感測(cè)繪衛(wèi)星，也是該國(guó)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的重要 組成部分，其全色分辨率高于1米。目前，俄羅斯最新研制的用于替代資源-DK號(hào)的測(cè)繪衛(wèi)星 資源-P號(hào)，整體性能比資源-DK號(hào)大幅提高，全色分辨率可達(dá)到0.4-0.6米，信息傳輸能力也 從實(shí)時(shí)傳輸拓展到12小時(shí)內(nèi)存儲(chǔ)傳輸不等。日本發(fā)射

6、的一顆軍民兩用的三線陣測(cè)繪衛(wèi)星ALOS有三個(gè)遙感器，分別為立體測(cè)繪全色遙感 器、相位陣L波段合成孔徑雷達(dá)和先進(jìn)可見(jiàn)光-近紅外輻射計(jì)2型，三個(gè)遙感器的空間交會(huì)角度 為24，其空間分辨率可達(dá)2.5米，正視的影像帶寬為70千米，前、后視的影像帶寬為35千 米。印度的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，其前后發(fā)射的13顆測(cè)繪衛(wèi)星形成了具有不同 分辨率的測(cè)繪衛(wèi)星體系，可獲取全色分辨率分別為36米、5.8米、0.8米以及0.5米的影像資 料。這種不同分別率的測(cè)繪衛(wèi)星體系，為印度帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和軍事價(jià)值。2.2國(guó)內(nèi)測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)雖然尚不能達(dá)到國(guó)外測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的先進(jìn)水平，但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)

7、的快 速發(fā)展，對(duì)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)和完善，我國(guó)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)也已經(jīng)形成了一定的規(guī) 模。在資源、海洋、氣象和環(huán)境等方面，我國(guó)已有11顆在軌運(yùn)行的測(cè)繪衛(wèi)星，其中，以獲取地 球資源空間信息的衛(wèi)星主要有資源一號(hào)、二號(hào)和三號(hào)，并且最新發(fā)射成功的資源三號(hào)測(cè)繪衛(wèi)星 可提供高分辨率的影像資料。中國(guó)資源一號(hào)衛(wèi)星是以我國(guó)為主研制的第一代地球資源遙感衛(wèi)星，該衛(wèi)星的成功研制和運(yùn) 行標(biāo)志著我國(guó)邁開(kāi)了利用遙感傳輸型衛(wèi)星獲取空間數(shù)據(jù)的第一步，揭開(kāi)了我國(guó)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)趨 于完善的新篇章。中國(guó)資源二號(hào)衛(wèi)星是在資源一號(hào)測(cè)繪衛(wèi)星的基礎(chǔ)上自主研制的遙感測(cè)繪衛(wèi)星， 該衛(wèi)星已經(jīng)成功獲取了我國(guó)非常全面的影像資料，促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速

8、發(fā)展。中國(guó)資源一號(hào) 和資源二號(hào)遙感測(cè)繪衛(wèi)星均只能提供中等分辨率的影像資料，最高可滿足1:25萬(wàn)的地圖更新需 求。中國(guó)資源三號(hào)測(cè)繪衛(wèi)星是三線陣測(cè)繪衛(wèi)星，攜帶一臺(tái)多光譜相機(jī)以及三臺(tái)三線陣相機(jī)，多 光譜相機(jī)分辨率高于6米，三線陣相機(jī)的正視相機(jī)分辨率高于2.5米，前、后視相機(jī)分辨率在 3.5米左右，可獲取1:5萬(wàn)、1:2.5萬(wàn)以及更大比例尺度的影像資料，以達(dá)到國(guó)際同類型測(cè)繪衛(wèi) 星的影像觀測(cè)精度。中國(guó)資源三號(hào)測(cè)繪衛(wèi)星是我國(guó)首顆成功發(fā)射并運(yùn)行的高精度、高分辨率的 民用測(cè)繪衛(wèi)星，該衛(wèi)星的成功發(fā)射標(biāo)志著我國(guó)在航天測(cè)繪領(lǐng)域以及空間地理信息方面上的質(zhì)的 突破，解決了我國(guó)長(zhǎng)久以來(lái)在高精度地理信息資源上的不足，提供了

9、高精度、高分辨率的影像 資料，為我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了有力的保障。3我國(guó)測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的未來(lái)發(fā)展我國(guó)資源三號(hào)測(cè)繪衛(wèi)星的成功運(yùn)行，雖然有效填補(bǔ)了我國(guó)在高精度地理立體信息方面的短 缺，但是隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)τ跍y(cè)繪衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的需求越來(lái)越大，而我 國(guó)現(xiàn)有的測(cè)繪衛(wèi)星在數(shù)量上和種類上均相對(duì)較少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)有關(guān)資源環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)發(fā) 展過(guò)程中對(duì)空間地球信息的需求，并且在一定程度上已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國(guó)未來(lái)的發(fā)展。針對(duì)我國(guó)測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的這一現(xiàn)狀，在今后的發(fā)展過(guò)程中可以著重考慮以下幾個(gè)方面:加強(qiáng)高分辨率、高精度以及重訪周期短的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的研究。高分辨率、高精度以 及重訪周期短的測(cè)繪衛(wèi)星為

10、獲得的空間地理影像資料的連續(xù)性和穩(wěn)定性提供了有力的保障。不 斷加強(qiáng)對(duì)高分辨率、高精度以及重訪周期短的測(cè)繪衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)的研究和突破，以便我國(guó)能夠 研制出繼資源三號(hào)之后，性能更高、種類更多的測(cè)繪衛(wèi)星，完善我國(guó)的測(cè)繪衛(wèi)星體系。加強(qiáng)對(duì)雷達(dá)測(cè)繪衛(wèi)星、激光測(cè)高衛(wèi)星以及重力測(cè)量衛(wèi)星的發(fā)展。目前，我國(guó)在雷達(dá)測(cè) 繪衛(wèi)星、激光測(cè)高衛(wèi)星和重力測(cè)量衛(wèi)星方面存在明顯的不足，全天候?qū)Φ赜^測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)也急 需突破。我國(guó)迫切需要研制更高精度雷達(dá)測(cè)繪衛(wèi)星、激光測(cè)高衛(wèi)星和重力測(cè)量衛(wèi)星，以解決我 國(guó)空間基準(zhǔn)問(wèn)題和對(duì)全球空間地理信息的需求。加強(qiáng)測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)在應(yīng)用方面的研究。隨著我國(guó)高分辨率測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的不斷完善， 所獲得的高精度、高

11、分辨率的空間地球信息也會(huì)越來(lái)越豐富，這就要求我們要能夠合理、有效 的運(yùn)用這些數(shù)據(jù)，盡可能的令這些數(shù)據(jù)資源發(fā)揮出其最大的效用。鼓勵(lì)測(cè)繪衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。在我國(guó)，高分辨率的測(cè)繪衛(wèi)星接收到的數(shù)據(jù)主要由政府 掌控，再進(jìn)一步在各個(gè)領(lǐng)域給予運(yùn)用。為了能夠充分運(yùn)用測(cè)繪衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)以及影像資料， 我國(guó)應(yīng)該鼓勵(lì)測(cè)繪衛(wèi)星數(shù)據(jù)在接收、應(yīng)用等方面的市場(chǎng)化。堅(jiān)持在國(guó)家的主導(dǎo)下，逐步與產(chǎn)業(yè) 化相結(jié)合。4總結(jié)從當(dāng)前測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，國(guó)外測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展較為成熟，高精度、高分辨 率的測(cè)繪衛(wèi)星基本已經(jīng)覆蓋。我國(guó)測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)正處于起步階段，還有一些技術(shù)尚不成熟，不 能滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及軍事效益等方面的需求。但是，我國(guó)已經(jīng)基本建立了較為完善的研制、 試驗(yàn)、發(fā)射以及應(yīng)用的測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)體系，而且資源三號(hào)測(cè)繪衛(wèi)星的研制以及所取得的應(yīng)用效 果也已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，表明我國(guó)在測(cè)繪衛(wèi)星技術(shù)上還有很大的成長(zhǎng)空間，并且完全有 能力可以達(dá)到世界先進(jìn)水平，甚至更高水平。參考文獻(xiàn)崔文化.我國(guó)測(cè)繪衛(wèi)星的應(yīng)用展望J.北京測(cè)繪.2012(2): 71-73.老兵.軍用測(cè)繪衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展J.國(guó)際太空.2001(10): 6-8.孫承志，唐新明.我國(guó)第一顆民用立體測(cè)繪衛(wèi)星一一資源三號(hào)及其應(yīng)用J.中國(guó)航天. 2009(9): 3-5.孫承志，唐新明