大家好,我的名字叫全譜段光譜成像儀,是剛剛隨高分五號衛星成功發射的一臺多光譜載荷。高分五號衛星是實現我國高分辨率對地觀測能力的重要標志之一,它共有6臺載荷,集對地觀測、大氣觀測功能為一體。身為6載荷中的主要載荷,我來自中國航天科技集團有限公司五院508所,在今天這個激動的時刻,我想大聲告訴世界我的“小心聲”:“我是高分五號全譜段光譜成像儀,我為自己代言”。
多領域服務顯神威
我的主要功能是對地觀測,能夠為用戶提供從可見到長波的12個譜段的全譜段遙感圖像,尤其是四個細分的長波紅外譜段數據,國內首次具備此種數據獲取手段,使高精度數據處理方法(分裂窗算法)能得以應用。不久的將來,我能夠為環保、國土資源、氣象、農業、減災等部門遙感業務應用提供有力的數據支持。
在環保方面,我能夠提取水環境、生態環境遙感信息,監測水體熱污染(如核電站熱污排放)及水華等湖泊污染,同時還能對植被覆蓋度進行監測、對礦產資源開發及其生態影響進行監測;國土資源方面,我可以提取礦物信息、進行礦區地物分類、對巖性-構造解譯;氣象方面,我可以提取熱紅外譜段地表發射率,監測局部地區高溫、青藏高原典型冰川群及背景積雪,以及提供干旱監測所需的遙感信息。
全能型選手“高、強、準”
為了完成全譜段、全天時對地觀測的使命,我“披星戴月”練就了一身本領。首先,我擁有離軸三反離軸主光學系統和分視場成像技術,將入射光引入三個探測器焦面上,每個焦面上有4個譜段,可幾乎同時呈現從可見光到長波紅外12個譜段的圖像,完美詮釋地物在全譜段下的不同特點。擁有這雙高度集成的“火眼”,讓我能夠根據任務需求進行全天內所需時間的對地觀測,具備了從前2-3臺載荷的探測能力,為用戶提供更精準的同源數據,減少定量化應用誤差、提升精準化;其次,我可以進行長時間、大范圍觀測,單軌可成像25分鐘,成像時長相當于以往載荷的近2倍,覆蓋一萬多公里,緯度跨度大,數據獲取能力強,兄弟姐妹都贊我是“勞模”。最后,采用星上漫反射板和黑體實現不同譜段高精度在軌輻射定標,提升定標頻次,提高定標精度,為提高定量應用水平提供強有力的手段。
“made in china”
渾身“寶”作為我國首臺實現覆蓋可見、近紅外、短波、中波、長波紅外譜段的多光譜相機,我最大的驕傲是:通身“made in China”。在多光譜空間相機家族中,我擁有國內最寬的譜段范圍和最多的譜段數量,熱紅外空間分辨率達40m,在國際上處于先進水平。為了實現這些指標,毫不自夸地說,我可謂渾身是“寶”。
光學系統和輻射定標,是我的左膀右臂。可見紅外共光路光學系統,巧妙地利用分視場、分色片及組合濾光片實現了12個譜段的光譜細分,做到不僅譜段范圍寬,而且每個譜段劃分精細;通過星上黑體定標、太陽定標來實現不同譜段在軌高精度輻射定標,可見短波絕對輻射定標精度達5%、中長波達1.0K,較之前型號可見短波7%、中長波1.5K有較大提高。值得一提的是,我突破了紅外探測器和脈沖管制冷機多項關鍵技術瓶頸,首次實現國內自研規模最大四譜段集成長線列碲鎘汞紅外探測器和國內自研制冷溫度最低、功耗最大的脈管制冷機的在軌應用,為我國紅外光學遙感技術飛躍發展奠定堅實基礎。
面對技術難度大、研制周期緊,五院508所的科研工作者們依靠大膽創新、艱苦攻關,突破一項項技術難題,實現了國產化的又一次突破,充分體現了“中國智造”的力量——核心產品——三反離軸高透過率光學系統、四譜段集成長線列紅外探測器、大冷量60K脈沖管制冷機、大尺寸漫反射板、高精度面源變溫黑體、八年長壽命定標機構等——均為國產,強有力地帶動了國內相關技術取得突破性進展,為提升我國核心關鍵宇航產品國產化水平貢獻力量。
“長壽”高分領風騷
高分五號衛星是我國為數不多的8年長壽命衛星,我亦有幸,成為它的載荷之一。為了保證我的長壽要求,五院508所的科研工作者們在立項之初就做了全面策劃,自此,開啟了神秘的長壽探索之旅。
他們通過設計保證、材料選用、試驗驗證等手段全面保駕護航,經過詳細梳理,找到決定壽命的關鍵因素,確定了試驗項目、試驗條件、試驗判據。對可見光探測器、紅外探測器、脈沖管制冷機、低溫組合濾光片、黑體定標機構、漫反射板定標機構等核心產品開展了八年壽命專項試驗,獲得了大量有效的數據,驗證了這些產品空間環境適應能力、八年壽命期內工作條件適應能力,最終滿足使用要求。同時,這些試驗方法、試驗結果也夯實了我國長壽命衛星及載荷研制基礎。
我已搭載高分五號衛星上天,作為獲取從紫外到長波紅外譜段的高光譜、多光譜遙感數據的“一枚干將”,集對地觀測、大氣觀測功能為一身,將開辟衛星長壽命的先河,推動定量化應用水平的提升,將為我國高分系列專項實現“形成高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率和高精度觀測的時空協調、全天候、全天時的對地觀測系統”的目標而作出自己的貢獻。
我將以獨特的全譜段、全天時觀測能力,肩負起對地觀測重任,為我國環境保護、國土資源監測、氣象監測等業務應用提供數據支撐。我的誕生寄托著國家的厚望,我的使命維系著民生與環境,我的發射承載著航天強國的使命,“我是高分五號全譜段成像儀,我為自己代言”。
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原文標題:“我是高分五號全譜段光譜成像儀,我為自己代言!”
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