哈喽大家好,我是天仪小姐姐!
之前,我们介绍过天仪小卫星拍摄的彩色遥感照片,说明天仪在遥感试水的第一步已经取得了成功。今天给大家科普(扒一扒)遥感那些事儿~
遥感,字面理解是遥远的感知,一般是通过传感器,收集地面物体的电磁辐射信息,分析处理后形成影像,达到对地面目标进行探测和识别的目的。根据搭载飞行器的不同,遥感分为航空遥感和航天遥感。
航空遥感
航空遥感就是我们通常说的航拍,是把传感器放到热气球和飞机上,现在还可以搭载在无人机上,这些大气层内的遥感被称为航空遥感,中国最早的航空遥感图片记载于1902年、法国出版的《气球下的中国》一书,这是1900年,八国联军侵华,法国的侦察部队,在热气球上拍摄下了北京、天津等地的照片。
《气球下的中国》截图,可以看出是北海
航天遥感
随着技术的发展,人们不再满足于大气层内的探索,而是想要站得更高,看得更远,更多。1957年世界上第一颗卫星Sputnik成功发射,也意味着遥感从此步入了航天时代。遥感的载体变成了太空中的卫星、太空站。而遥感卫星正是现阶段发射数量最多的卫星种类,接下来,我们主要谈谈遥感卫星。
遥感卫星镜头下的金字塔
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早期的卫星遥感,胶片拍摄
早期的卫星拍照片真的太不容易了。那时候,技术十分落后,没有数码相机,拍摄的照片储存在胶片里;要想传回地面,只能从太空往地球上“扔”,也就是用胶片返回舱带回地面;但是,胶片返回舱具体落在哪啊?没有GPS,轨道纯靠观测和推算,失之毫厘,谬以千里,一点点的差错就着意味着无法回收返回舱。
早期卫星遥感胶片扫描图
以美国为例,美国最初发射了12颗卫星,但是一个胶片回收舱都没有收到。这里一定要提一下美国独特的胶片回收方式——空中抓取。他们专门改装了C-119运输机,从机身下方伸出一个悬钩,当遇到返回舱时,就勾住它的降落伞。
为了能够争取到这个艰巨的任务,美国海军和空军还吵了一架,但后来发现,单靠一方根本完不成任务。后来,美国除了空中拦截,海面上还布置了大量舰艇,也派出了潜水员进行搜索。所以,第13次胶片回收终于成功了。
早期美国遥感卫星胶片回收示意图
可见,早期卫星遥感发展得有多艰难,要是当时的科研工作者被百分之百的失败率吓得止步不前,那就可能没有我们今天的遥感技术了。
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大国竞争时代的遥感,巨无霸
上世纪70年代,数码相机的关键CCD的芯片元器件诞生了,它能够把相机拍摄到的图像转换成电子信号,用无线传输技术传回地面。这是卫星领域的一个伟大升级。从此以后,人们能更方便地获取卫星图片了。
卫星遥感在努力追求更高空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率的同时,数据获取能力越来越强、数据量越来越大,遥感应用向深度化、综合化方向发展。
当前,世界各国遥感卫星应用十分广泛,应用领域主要包括国防安全、环境监测、能源、自然资源管理、海事、灾害应急管理、工程与基础设施建设,以及基于位置的服务(LBS)等。
随着遥感卫星的功能越来越强大,体型也似乎不受控制了。现在,太空中的侦查卫星都变成了庞然大物,咱们继续以美国著名的“锁眼“系列为例,一颗卫星的高度有5层楼那么高,重量13吨。当然价格方面也非常美丽,一颗”锁眼“卫星价格在50亿美元左右,加上它的发射费用,甚至会超过美国最先进的福特级航空母舰的造价。
这些巨型卫星正是大国彰显实力的名片。
锁眼系列的KH-9卫星
但如此高昂的价格让人望而却步,那么遥感卫星的商业应用是不是遥遥无期了呢?事实上并不是这样!因为近几年来,商业小卫星正在爆炸性地增长!
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商业遥感小卫星,清晰度不够数量致胜
同高门槛的大卫星相比,商业遥感小卫星的突出优点就是体积小,重量在几公斤到几十公斤,成本低,批量化生产。清晰度不够,数量来凑啊,当几百颗小卫星组成了星座,那就能覆盖到地球上的每一个角落。
就好比大遥感卫星是“狙击枪”,而商业遥感小卫星好比是“狙击手旁观察员手里的望远镜”,即便它们不如大卫星观测得那么清晰,但可以利用它们先去找、去分辨,找到后再用相应轨道上的大卫星进行观测。
著名商业遥感公司planetCEO马歇尔和他的遥感卫星 注意,这不是模型,而是真实的卫星
仅2017年,微小卫星的发射总量已经超过了400颗,赶上了全世界前60年发射的卫星的1/10。这一年,印度一枚运载火箭成功实现“一箭104星”的发射,打破了此前的世界纪录,而这104颗卫星中(有一颗属于我们天仪研究院),有88颗小卫星属于同一家公司——Planet Labs。这家公司拥有200多颗商业卫星,以遥感成像信息处理而闻名。去年海军节前夕,我国进行南海大阅兵彩排时,就是这家公司的卫星图片泄露消息的。以后有时间,咱们再好好说一下这家公司。
2018年海军节前夕,Planet公司的剧透照片
但是很显然,这些个头微小的卫星在大规模商业化应用上起到了推动作用,不知不觉中,它正在带来一场可以改变整个航空航天工业的革命。
这也让我们更加兴奋,所以天仪在攻坚空间科学实验小卫星的同时,也在逐渐试水批量化生产遥感小卫星。
下图就是我们在轨小卫星实际拍摄的照片:
雅典附近 · 天仪遥感卫星拍摄整体图片
雅典附近 · 天仪遥感卫星拍摄 整体图片放大后局部截图
雅典附近 · Google Earth 图片
值得骄傲的是,经过不断地试错,不断地改进我们的任务规划、影像获取、存储、传输、处理等流程。目前,我们的在轨小卫星不但做到了低成本、较高平台指标,我们的商业遥感小卫星还获得了空间分辨率中等的遥感图片,并且正式开始为客户服务;同时,它们也为未来研制低成本高分辨率的遥感卫星奠定了基础,更为同高分辨率的遥感星座进行高低搭配做准备。
我们相信,在不久的将来,大家就可以像在超市中选购商品一样徜徉在卫星数据的海洋里,甚至可以拼团购买,想想是不是很期待呢!
今天的分享就到这里啦
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