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测绘神器高分七号拍出地球高清3D大片 激光测高仪功不可没


  来源: 南方日报 时间:2019-12-18 编辑:清风
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日前,国家航天局发布了高分七号首批22幅亚米级立体影像产品,包括北京首都机场、大兴机场、雁栖湖,安徽泾县,广东阳春市,山东菏泽等多个地区的正射影像图、立体核线影像、数字表面模型产品等。首批影像成果图综合考虑地域分布、地物类型、目标关注度和主要用户部门测试需求等因素,纹理清晰、层次分明、信息丰富、立体感强,体现了高分七号卫星特有的立体测绘性能。



高分七号卫星是一颗可以拍摄3D卫星遥感大片的卫星。其全称“高分辨率国土测绘卫星”,是高分专项的重要组成部分,是我国首颗民用亚米级高分辨率光学立体测绘卫星,主要用于我国1:1万立体测图生产及更大比例尺基础地理信息产品的更新。


“测绘卫星就是精确测量大地的尺子,如果把以往其他通用遥感卫星比作米尺,那么高分七号就是一把游标卡尺,能够高精度的测量地物的平面位置和高度。”航天科技集团五院高分七号卫星总设计师曹海翊对南方日报记者表示。


双阵线相机:3D大片随时拍摄


高分七号卫星起飞重量2700kg,运行于标称506km的太阳同步回归轨道,降交点地方时10:30am。高分七号卫星研制任务由航天科技集团五院总体部测绘领域卫星研制团队承担。五院总体部测绘领域卫星研制团队一直从事专用测绘卫星和高分辨率遥感卫星的研制工作,承研的资源三号测绘卫星获得了国家测绘局等用户和国内外研究机构的一致好评。高分七号卫星在充分继承资源三号卫星成功研制经验和成熟技术的基础上,采用了光学激光复合测绘等先进技术,卫星技术指标有大幅提升。


高分七号搭载一台双线阵相机和一台激光测高仪。这台双阵线相继前视相机倾角+26°,后视相机倾角-5°,多光谱地面分辨率优于3.2m。而正是这台双阵线相机,铸就了高分七号的3D慧眼。


高分七号卫星将我国低轨遥感卫星分辨率由高分专项实施前最高2.1米提高到0.65米,静止轨道遥感卫星分辨率由千米级提高到50米,低轨遥感卫星设计寿命由3年大幅提高到8年。


双线阵相机是国内首台长焦距、大口径、无畸变测绘相机。曹海翊对南方日报记者表示,这台测绘相机,集成了高几何稳定性光学系统、精密控温措施、柔性支撑、可展开遮光罩等空间相机设计技术,保证了相机在轨成像期间的图像质量和几何稳定性。


高分七号搭载的双线阵相机能够获取5谱段高空间分辨率立体测绘遥感数据,地面像元分辨率优于0.8m,幅宽优于20km。双线阵相机可连续观测获取地面重叠影像,用于获得立体影像。


对于双线阵相机获取立体影像的工作原理,曹海翊解释说,卫星在轨飞行时,双线阵相机的前视相机首先以26°的角度拍摄到某一地物,同时,卫星会记录下自己的位置A;然后卫星继续飞行一段时间后,后视相机会以-5°的角度拍摄到同一地物,卫星记录下此时自己的位置B;这样我们就获得了由卫星位置A、卫星位置B以及地物构建的三角形,从而确定地物的空间位置。


全波形对地激光测高仪:高程精度优于1.5m


在立体测绘能力的构建中,除了双阵线相机的卓越功勋,也离不开高分七号搭载的激光测高仪——国内首台对地全波形激光测高仪。激光测高仪配置有2波束的1064nm激光,用于对地理条件恶劣的地区,在少控制点情况下,进一步提高卫星的高程定位精度。



曹海翊表示,为提高以我国西部地区为代表的少控制点区域以及境外地区无控制点区域的测高精度,对地激光测高仪可以向目标地物发射激光脉冲波束,并接收由地物返回的激光回波,获取地物高程信息。激光测高仪突破了高速采样技术和基于足印相机的激光指向定位技术,并采用环路热管技术实现精密控温,用于解决全球范围高程控制点数据获取难题。


激光测高仪的足印相机在激光发射时刻对地成像,在足印相机地物图像中可确定激光光斑中心的坐标位置;之后将足印相机地物图像与双线阵相机拍摄的同一区域地物图像进行匹配,定位激光光斑在双线阵相机影像中的位置,获得对应地物的高程信息作为广义高程控制点来修正双线阵相机的立体测绘产品,满足高程精度优于1.5m的需求。


补足我国1:1万比例尺卫星测绘能力短板


目前,我国尚不具备1:1万比例尺卫星测绘能力,而随着我国经济发展加快,测绘地理信息系统建设、地理国情监测、住房和城乡建设、国家统计应用等业务对1:1万比例尺测绘数据产品的需求愈发迫切。

关键词:激光测高仪 测绘神器 高分七号    浏览量:522

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