新華社北京11月3日電  題：高分七號(hào)衛(wèi)星上的孿生“攝影師”——解碼雙線陣相機(jī)

新華社記者胡喆

11月3日，我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)的高分七號(hào)衛(wèi)星順利發(fā)射入軌。在高分七號(hào)衛(wèi)星上，承擔(dān)高分辨率測(cè)繪成像主任務(wù)的是由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院508所研制的雙線陣相機(jī)，被專家們形象地稱為“衛(wèi)星上的孿生攝影師”。

雙線陣相機(jī)，顧名思義，就是兩臺(tái)線陣推掃成像相機(jī)，位置一前一后，分別是前視相機(jī)和后視相機(jī)，為地球拍攝出清晰立體的圖像。

508所相機(jī)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人楊居奎介紹，前后視相機(jī)的成像光機(jī)主體，相當(dāng)于單反相機(jī)的長(zhǎng)焦鏡頭，設(shè)計(jì)完全相同，看上去一模一樣，就像一對(duì)雙胞胎，可以滿足立體成像的需求。

“兩臺(tái)相機(jī)采用相同的光機(jī)主體設(shè)計(jì)，可以大大減少設(shè)計(jì)和后期相機(jī)鏡頭裝調(diào)的工作量，縮短研制周期和成本；兩臺(tái)相機(jī)在裝調(diào)階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，還可以互相比對(duì)印證，提高效率。”楊居奎說(shuō)。

那么，相機(jī)如何協(xié)助衛(wèi)星測(cè)繪得到立體影像效果？專家解釋，隨著高分七號(hào)衛(wèi)星的穩(wěn)定飛行，衛(wèi)星上攜帶的前、后視相機(jī)以推掃方式，分別從前后兩個(gè)方向?qū)Φ孛嫱痪拔镞M(jìn)行不同角度的觀測(cè)，先從后面拍，再?gòu)那懊媾模@兩張前后一定角度的成像，結(jié)合衛(wèi)星的精確定軌參數(shù)，經(jīng)過(guò)大量數(shù)據(jù)處理和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等，能推演出平面數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)。同時(shí)，衛(wèi)星攜帶的激光測(cè)高儀測(cè)出來(lái)的高程數(shù)據(jù)能夠?qū)η懊嫣峁┑母叱虜?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，高精度立體影像就出爐了。

雖是雙胞胎，但工作模式卻有不同。專家介紹，高分七號(hào)衛(wèi)星上的后視相機(jī)比前視相機(jī)另外多設(shè)計(jì)了4個(gè)多光譜譜段成像功能，用來(lái)制作彩色地圖。從506公里的軌道高度，前視相機(jī)對(duì)地角度取值26°，后視相機(jī)對(duì)地角度為5°。這樣的優(yōu)點(diǎn)是既能夠得到立體的成像效果，也可以得到近似于正視地球的效果。正視及接近于正視的遙感圖像，可以滿足除測(cè)繪外的國(guó)土普查、地物辨別、農(nóng)作物種植等方面的需求。

此外，高分七號(hào)雙線陣相機(jī)兩臺(tái)“雙胞胎”相機(jī)分辨率是亞米級(jí)的，前視相機(jī)分辨率為0.8米左右，后視相機(jī)出圖有兩種分辨率，全色譜段（黑白照片）分辨率為0.64米，多光譜譜段（彩色照片）分辨率為2.6米左右。

作為測(cè)繪衛(wèi)星，高分七號(hào)衛(wèi)星的主要任務(wù)是為地球做精細(xì)的表面詳查并繪制成立體地圖，即包含地物高度信息的地圖。為了這個(gè)“測(cè)繪功能”的特殊性，高分七號(hào)雙線陣相機(jī)的設(shè)計(jì)不同于其他高分辨率相機(jī)。

雙線陣相機(jī)的技術(shù)負(fù)責(zé)人王長(zhǎng)杰介紹，測(cè)繪遙感相機(jī)有其特殊要求，成像系統(tǒng)除了需要提供優(yōu)異的像質(zhì)外，還需要極高的系統(tǒng)穩(wěn)定性，對(duì)地?cái)z影效果的穩(wěn)定性要求特別苛刻。

“為建立地物點(diǎn)像方和物方坐標(biāo)之間的準(zhǔn)確幾何對(duì)應(yīng)關(guān)系，前后視兩臺(tái)相機(jī)主距、相機(jī)畸變及前后視相機(jī)光軸指向等指標(biāo)要求，均比普通遙感相機(jī)要高得多，需要提交的性能測(cè)試數(shù)據(jù)也更多。”王長(zhǎng)杰說(shuō)。

高分七號(hào)雙線陣相機(jī)不僅分辨率高，圖像層次細(xì)節(jié)更多，成像幅寬還達(dá)到了20公里，為制圖的高效性奠定基礎(chǔ)。王長(zhǎng)杰表示，從資源三號(hào)三線陣測(cè)繪相機(jī)到高分七號(hào)雙線陣測(cè)繪相機(jī)，我國(guó)測(cè)繪相機(jī)又上了一個(gè)臺(tái)階，未來(lái)更加值得期待。（完）