Science and Technology Foresight ›› 2022, Vol. 1 ›› Issue (1): 112-125.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.01.010
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Received:
2022-02-23
Revised:
2022-03-09
Online:
2022-03-20
Published:
2022-04-21
李劲东()
作者简介:
李劲东,研究员,博士研究生导师,俄罗斯宇航科学院院士。我国航天高分辨率光学遥感卫星领域学术带头人,高分辨率光学遥感卫星总设计师,国防“973”项目首席科学家。长期从事高分辨率光学遥感技术研究和工程实践,担任总设计师,先后主持研制成功我国五型高分辨率光学遥感卫星。获国家科学技术进步奖二等奖4项(第一完成人3项),以及全国创新争优奖状、光华工程科技奖、航天创新奖等。出版专著3部,发表论文100余篇。电子信箱: ljdcast@163.com。
基金资助:
LI Jindong. Advances in High-resolution Earth Observation Satellite Remote Sensing Technologies in China[J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(1): 112-125.
李劲东. 中国高分辨率对地观测卫星遥感技术进展[J]. 前瞻科技, 2022, 1(1): 112-125.
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URL: http://www.qianzhankeji.cn/EN/10.3981/j.issn.2097-0781.2022.01.010
应用类型 | 波段/μm | 特点 | 应用场景 |
---|---|---|---|
可见光 | 0.4~0.7 | 不能透过云、雨、烟雾,只能在有日照的情况下工作 | 鉴别物质特征,世界最高水平:分辨率0.1 m(军用)、0.5 m(民用) |
红外 | 0.7~20 | 可全天时工作,大气穿透力强,但易受云、雨、雾等天气影响,识别伪装目标能力优越 | 火灾、活火山、火箭发射、弹道导弹、超音速飞行器识别监测;中段导弹、宇宙低温星体等探测 |
高光谱 | 0.4~20 | 分辨率为波长的1/100,图谱合一,光谱波段多达上千个 | 可在某一光谱范围内连续成像,获取目标“指纹特征光谱” |
微波 | 1×103~1×106 | 基本不受烟、云、雨、雾的限制,具有全天时、全天候、大面积、多尺度、同步、快速、高频次、短周期、长期连续观测等优点[ | S波段(10 cm)、C波段(5 cm)、X波段(3 cm)、K波段(1.25 cm),SAR(P/L/S/C/X/Ka等波段),SAR卫星空间分辨率达0.3~1 m |
应用类型 | 波段/μm | 特点 | 应用场景 |
---|---|---|---|
可见光 | 0.4~0.7 | 不能透过云、雨、烟雾,只能在有日照的情况下工作 | 鉴别物质特征,世界最高水平:分辨率0.1 m(军用)、0.5 m(民用) |
红外 | 0.7~20 | 可全天时工作,大气穿透力强,但易受云、雨、雾等天气影响,识别伪装目标能力优越 | 火灾、活火山、火箭发射、弹道导弹、超音速飞行器识别监测;中段导弹、宇宙低温星体等探测 |
高光谱 | 0.4~20 | 分辨率为波长的1/100,图谱合一,光谱波段多达上千个 | 可在某一光谱范围内连续成像,获取目标“指纹特征光谱” |
微波 | 1×103~1×106 | 基本不受烟、云、雨、雾的限制,具有全天时、全天候、大面积、多尺度、同步、快速、高频次、短周期、长期连续观测等优点[ | S波段(10 cm)、C波段(5 cm)、X波段(3 cm)、K波段(1.25 cm),SAR(P/L/S/C/X/Ka等波段),SAR卫星空间分辨率达0.3~1 m |
国家 | 卫星 | 类型 | 分辨率/m | 轨道/km | 发射年份 | 备注 |
---|---|---|---|---|---|---|
美国 | WorldView-4 | 光学 | 全色0.31,多光谱1.24 | 601×618 | 2016 | 军民两用 |
美国 | KH-12 | 光学 | 可见光 0.1,红外 1 | 258×1013 | 2013 | 军用 |
美国 | FIA-5 | SAR | 0.3 | 1048×1057 | 2018 | 军用 |
美国 | GeoEye-1 | 光学 | 全色0.41,多光谱1.64 | 681 | 2008 | 军民两用 |
中国 | 高分多模卫星 | 光学 | 0.42 | 643.8 | 2020 | 民用 |
中国 | 高分三号 | SAR | 1~500 | 755 | 2016 | 民用 |
俄罗斯 | Pesurs-P2 | 光学 | 全色1.0,多光谱3.0~4.0, 高光谱30 | 475 | 2014 | 军用 |
法国 | Pleiades-1 | 光学 | 全色0.5,多光谱2.0 | 686×703 | 2012 | 军民两用 |
法国 | CSO-1 | 光学 | 全色0.35,红外2.0 | 800 × 800 | 2018 | 军用 |
德国 | TandDEM-X | SAR | 0.25~40 | 514 | 2010 | 军用 |
以色列 | OFEQ-11 | 光学 | 全色0.5,多光谱3.5 | 382×491 | 2016 | 军用 |
以色列 | OFEQ-10 | SAR | 0.46 | 513×521 | 2014 | 军用 |
韩国 | KOMPSAT-3A | 光学 | 全色0.4,多光谱1.6 | 685.1 | 2012 | 军用 |
国家 | 卫星 | 类型 | 分辨率/m | 轨道/km | 发射年份 | 备注 |
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美国 | WorldView-4 | 光学 | 全色0.31,多光谱1.24 | 601×618 | 2016 | 军民两用 |
美国 | KH-12 | 光学 | 可见光 0.1,红外 1 | 258×1013 | 2013 | 军用 |
美国 | FIA-5 | SAR | 0.3 | 1048×1057 | 2018 | 军用 |
美国 | GeoEye-1 | 光学 | 全色0.41,多光谱1.64 | 681 | 2008 | 军民两用 |
中国 | 高分多模卫星 | 光学 | 0.42 | 643.8 | 2020 | 民用 |
中国 | 高分三号 | SAR | 1~500 | 755 | 2016 | 民用 |
俄罗斯 | Pesurs-P2 | 光学 | 全色1.0,多光谱3.0~4.0, 高光谱30 | 475 | 2014 | 军用 |
法国 | Pleiades-1 | 光学 | 全色0.5,多光谱2.0 | 686×703 | 2012 | 军民两用 |
法国 | CSO-1 | 光学 | 全色0.35,红外2.0 | 800 × 800 | 2018 | 军用 |
德国 | TandDEM-X | SAR | 0.25~40 | 514 | 2010 | 军用 |
以色列 | OFEQ-11 | 光学 | 全色0.5,多光谱3.5 | 382×491 | 2016 | 军用 |
以色列 | OFEQ-10 | SAR | 0.46 | 513×521 | 2014 | 军用 |
韩国 | KOMPSAT-3A | 光学 | 全色0.4,多光谱1.6 | 685.1 | 2012 | 军用 |
卫星 | 年份 | 传感器 | 轨道高度/km | 分辨率/m | 幅宽/km | 卫星研制 | 载荷研制 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
GF-1 | 2013 | 可见光全色 | 645 | 2 | 60 | 中国空间技术研究院航天东方红卫星有限公司 | 北京空间机电研究所 |
多光谱(5谱段) | 8 | 60 | |||||
多光谱(4谱段) | 16 | 800 | |||||
GF-2 | 2014 | 可见光全色 | 631 | 0.8 | 45 | 北京空间机电研究所 | |
多光谱(5谱段) | 3.2 | ||||||
GF-3 | 2016 | 多极化SAR C频段 | 755 | 1~500 | 5~650 | 中国空间技术研究院 | 中国科学院空天信息创新研究院 |
GF-4 | 2015 | 中波红外 | 35786 | 400 | 400 | 北京空间机电研究所 | |
可见光近红外多光谱(5谱段) | 50 | 400 | |||||
GF-5 | 2018 | 高光谱(330谱段) | 705 | 30 (光谱分辨率5 nm) | 60 | 上海航天技术研究院 | 北京空间机电研究所 |
多光谱(12谱段) | 20/40 | 60 | |||||
GF-6 | 2018 | 可见光全色 | 645 | 2 | 90 | 中国空间技术研究院 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 |
多光谱5谱段 | 8 | 90 | |||||
多光谱8谱段 | 16 | 800 | |||||
GF-7 | 2019 | 可见光双线阵相机(1谱段) | 505 | 0.65/0.8 | 20 | 相机:北京空间机电研究所 激光测高仪:上海技物所 | |
多光谱(5谱段) | 3.2 | 20 | |||||
激光测高仪 | — | — | |||||
高分 多模 | 2020 | 可见光全色 | 643.8 | 0.42 | 15 | 北京空间机电研究所 | |
多光谱(8谱段) | 1.68 | 15 |
卫星 | 年份 | 传感器 | 轨道高度/km | 分辨率/m | 幅宽/km | 卫星研制 | 载荷研制 |
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GF-1 | 2013 | 可见光全色 | 645 | 2 | 60 | 中国空间技术研究院航天东方红卫星有限公司 | 北京空间机电研究所 |
多光谱(5谱段) | 8 | 60 | |||||
多光谱(4谱段) | 16 | 800 | |||||
GF-2 | 2014 | 可见光全色 | 631 | 0.8 | 45 | 北京空间机电研究所 | |
多光谱(5谱段) | 3.2 | ||||||
GF-3 | 2016 | 多极化SAR C频段 | 755 | 1~500 | 5~650 | 中国空间技术研究院 | 中国科学院空天信息创新研究院 |
GF-4 | 2015 | 中波红外 | 35786 | 400 | 400 | 北京空间机电研究所 | |
可见光近红外多光谱(5谱段) | 50 | 400 | |||||
GF-5 | 2018 | 高光谱(330谱段) | 705 | 30 (光谱分辨率5 nm) | 60 | 上海航天技术研究院 | 北京空间机电研究所 |
多光谱(12谱段) | 20/40 | 60 | |||||
GF-6 | 2018 | 可见光全色 | 645 | 2 | 90 | 中国空间技术研究院 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 |
多光谱5谱段 | 8 | 90 | |||||
多光谱8谱段 | 16 | 800 | |||||
GF-7 | 2019 | 可见光双线阵相机(1谱段) | 505 | 0.65/0.8 | 20 | 相机:北京空间机电研究所 激光测高仪:上海技物所 | |
多光谱(5谱段) | 3.2 | 20 | |||||
激光测高仪 | — | — | |||||
高分 多模 | 2020 | 可见光全色 | 643.8 | 0.42 | 15 | 北京空间机电研究所 | |
多光谱(8谱段) | 1.68 | 15 |
[1] | 李劲东. 空间科学. 卫星遥感技术: 上册[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2018. |
[2] | 马聪丽. 高分辨率测绘卫星应用及其标准建设研究初探[J]. 地理空间信息, 2020, 18(5):8-13. |
[3] | 孙伟伟, 杨刚, 陈超, 等. 中国地球观测遥感卫星发展现状及文献分析[J]. 遥感学报, 2020, 24(5):479-510. |
[4] | 金亚秋. 微波遥感及其在中国的发展[J]. 微波学报, 2020, 36(1):1-6. |
[5] | 张庆君, 韩晓磊, 刘杰. 星载合成孔径雷达遥感技术进展及发展趋势[J]. 航天器工程, 2017, 26(6):1-8. |
[6] | 李劲东, 乔凯, 杨冬. 高分辨率光学遥感卫星在轨成像质量设计与验证[M]. 北京: 国防工业出版社, 2021. |
[7] | Chuvieco E, Huete A. Fundamentals of satellite remote sensing[M]. Boca-Raton: CRC Press, 2009. |
[8] | 梁晓珩, 梁秀娟, 柯蓓. 我国遥感卫星系统发展进阶路径探讨[J]. 航天器环境工程, 2021, 38(1):100-105. |
[9] | 李忠宝. 遥感卫星系统及其应用的发展与思考[J]. 卫星应用, 2014(11):23-29. |
[10] | 赵文波, 李帅, 李博, 等. 新一代体系效能型对地观测体系发展战略研究[J]. 中国工程科学, 2021, 23(6):128-138. |
[11] | 姜景山, 王涛. 中国空间探测的回顾与展望——造福全人类面向未来的中国空间探测[J]. 中国工程科学, 2008, 10(6):4-9. |
[12] | 廖小罕. 中国对地观测20 年科技进步和发展[J]. 遥感学报, 2021, 25(1):267-275. |
[13] | 赵文波. “中国高分”科技重大专项在对地观测发展历程中的阶段研究[J]. 遥感学报, 2019, 23(6):1036-1045. |
[14] | 赵志远. 强强联手的“高分”家族[J]. 太空探索, 2021(3):15-17. |
[15] | 国际宇航科学院院士童旭东谈“天眼工程”:中国的高分专项,让中国航天更辉煌[N]. 新华日报, 2021-12-08(12). |
[16] | 新华社年度卫星影像:2021奋进的中国[EB/OL]. [2021-12-27]. http://www.news.cn/politics/2021-12/27/c_1128204705.htm. |
[17] | 高分三号卫星及其拍摄的地面影像[J]. 航天器工程, 2017, 26(6):2-14. |
[18] | 高分七号卫星首批亚米级立体影像产品发布[EB/OL]. [2019-12-10]. http://www.cnsa.gov.cn/n6758823/n6758838/c6808401/content.html. |
[19] | 高分多模卫星影像产品[J]. 航天器工程, 2021, 30(3):9-20. |
[20] | 白照广, 陆春玲, 李长俊, 等. 高分一号卫星系统总体技术[C]//中国宇航学会, 中国科学院电子学研究所. 第二届高分辨率对地观测学术年会论文集. 北京: 中国地图出版社, 2013. |
[21] | 刘洋, 李进喜, 王春发, 等. “高分二号”卫星双相机影像几何拼接方法[J]. 航天返回与遥感, 2021, 42(5):67-75. |
[22] | 姜洋, 范立佳, 于龙江, 等. 高分多模卫星图像定位精度保证设计与验证[J]. 航天器工程, 30(3):69-75. |
[23] | 张庆君. 高分三号卫星总体设计与关键技术[J]. 测绘学报, 2017, 46(3):269-277. |
[24] | 刘建强, 安文韬, 梁超, 等. 高分三号卫星在应急监测中的应用[J]. 卫星应用, 2021(9):33-40. |
[25] | 刘畅, 白强, 唐高, 等. 中国海洋遥感技术进展[J]. 船舶与海洋工程, 2018, 34(1):1-6. |
[26] | 林明森, 何贤强, 贾永君, 等. 中国海洋卫星遥感技术进展[J]. 海洋学报, 2019, 41(10):99-112. |
[27] | 王殿中, 何红艳. “高分四号”卫星观测能力与应用前景分析[J]. 航天返回与遥感, 2017, 38(1):98-106. |
[28] | 孙允珠, 蒋光伟. “高分五号”卫星概况及应用前景展望[J]. 航天返回与遥感, 2018, 39(3):1-13. |
[29] |
Liu Y N, Sun D X, Hu X N, et al. The advanced hyperspectral imager: Aboard China’s Gaofen-5 satellite[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine, 2019, 7(4):23-32.
DOI URL |
[30] | 陆春玲, 白照广, 胡志勇, 等. 高分六号卫星技术创新与应用成果[J]. 卫星应用, 2020(12):12-17. |
[31] | 陆春玲, 白照广, 李永昌, 等. 高分六号卫星技术特点与新模式应用[J]. 航天器工程, 2021, 30(1):7-14. |
[32] | 胡柳茹, 唐新明, 张智, 等. 高分七号卫星多源遥感数据精度优化与评估[J]. 红外与激光工程, http://kns.cnki.net/kcms/detail/12.1261.TN.20211102.1615.006.html. |
[33] | 唐新明, 刘昌儒, 张恒, 等. 高分七号卫星立体影像与激光测高数据联合区域网平差[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2021, 46(10):1424-1430. |
[34] | 曹海翊, 张新伟, 赵晨光, 等. 高分七号卫星总体设计与技术创新[J]. 中国空间科学技术, 2020, 40(5):1-9. |
[35] | 唐新明, 胡芬. 卫星测绘发展现状与趋势[J]. 航天返回与遥感, 2018, 39(4):26-35. |
[36] | 夏天, 张文慧. 高分多模卫星[J]. 卫星应用, 2020(8):4. |
[37] | 范立佳, 王跃, 杨文涛, 等. 高分多模卫星方案设计与技术特点[J]. 航天器工程, 2021, 30(3):10-19. |
[38] | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 4米量级高精度SiC非球面反射镜制造系统[J]. 中国科学院院刊, 2018, 33(Z1):52-55. |
[39] | 金亚秋. 微波遥感及其在中国的发展[J]. 微波学报, 2020, 36(1):1-6. |
[40] | 宋皓薇. 我国将迎来陆地探测卫星网络——航天科技集团陆地探测一号01组卫星研制侧记[N]. 中国航天报, 2022-01-28(3). |
[41] | 楼良盛, 刘志铭, 张昊, 等. 天绘二号卫星工程设计与实现[J]. 测绘学报, 2020, 49(10):1252-1264. |
[42] | 刘韬. 国外商业遥感的新进展[J]. 卫星应用, 2014(12):34-37. |
[43] | 朱良, 郭巍, 禹卫东. 合成孔径雷达卫星发展历程及趋势分析[J]. 现代雷达, 2009, 31(4):5-10. |
[44] | 常际军. 合成孔径雷达卫星的技术发展现状及趋势[C]// 中国宇航学会飞行器总体专业委员会2006年学术研讨会. 2006: 17-25. |
[45] | 张润宁, 王旭莹, 王志斌. 星载高分宽幅SAR技术发展趋势分析[J]. 航天器工程, 2022, 31(1):1-9. |
[46] | 张润宁, 王国良, 梁健, 等. 空间微波遥感技术发展现状及趋势[J]. 航天器工程, 2021, 30(6):52-61. |
[47] | 李忠宝. 遥感卫星系统及其应用的发展与思考[J]. 卫星应用, 2014(11):23-29. |
[48] | 李德仁. 论“互联网+”天基信息服务[J]. 遥感学报, 2016, 20(5):709-714. |
[49] | 李德仁, 沈欣. 我国天基信息实时智能服务系统发展战略研究[J]. 中国工程科学, 2020, 22(2):138-143. |
[1] | ZHOU Changyu, ZHOU Miyu, XU Yusheng, TONG Xiaohua. Lunar Topographic Survey and Reconstruction and Its Application in Lava Tube Exploration [J]. Science and Technology Foresight, 2024, 3(1): 34-48. |
[2] | CHEN Ge, YANG Jie, WU Lixin. Artificial Intelligence-aided Remote Sensing of the Intermediate Ocean [J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(2): 103-120. |
[3] | CHENG Xiao, CHEN Zhuoqi, HUI Fengming, LI Teng, ZHAO Xi, ZHENG Lei, ZHOU Juanling. Status and Outlook of China’s Space-based and Airborne Remote Sensing Systems for Polar Regions [J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(2): 183-197. |
[4] | CHEN Dong, ZHONG Xiaoqing, DENG Heng, WANG Ningyuan, LI Anshou, ZHOU Ying, ZHOU Zhicheng. Development Trend and Suggestions of Broadband Satellite Communication Networks [J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(1): 86-93. |
[5] | ZHANG Qingjun. Prospect of Satellite Ocean Remote Sensing System for Comprehensive Carbon Management [J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(1): 126-145. |
[6] | XIE Jun, ZHENG Jinjun, ZHANG Gong, MA Fujian, ZHAO Xinglong. Development Status and Future Trend of Satellite Navigation Systems [J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(1): 94-111. |
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