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1、方兴未艾的高分辨率商业遥感卫星 高分辨率遥感卫星 遥感卫星利用星载遥感器获取地球及其环境的多个波段的电磁波信息，并将这些信息发送给地面接收站。地面接收站对这些信息处理和判读后，就可得到各类目标的特征、分布和状态等资料。遥感卫星不但可用于军用监测、侦察、预警，而且可广泛用于勘测和研究地球环境和资源，其相关图像资料有宽广的市场。分辨率是卫星遥感的关键技术指标。通常卫星遥感器对地物的几何分辨能力 也可了解为遥感图像上能分辨地面两个点目标的最少距离。长久以来，高分辨率遥感卫星的图像控制在美国、前苏联 俄罗斯等国家的军事部门手中，严禁商业应用。冷战结束后，为了商业利益，俄罗斯和美国开始在市场上销售经过解
2、密的侦察卫星图像。年，美国国会经过了土地遥感政策法规，明确了商业遥感图像对国家安全的主要性，并授权美国商业部，对私人企业运行空间遥感系统核发执照。年，美国总统克林顿公布了法令，准许私营企业从太空中拍摄高清楚度图片，从而开始了商业遥感的新时代。现在已经有几颗米分辨率或更高分辨率的商业遥感卫星在轨运行并已成功地在市场销售清楚的图片。高分辨率商业遥感卫星是研制“数字地球”的一个主要的条件。年月日，美国副总统戈尔在题为“数字地球：二十一世纪认识地球的方法”的讲演中，宣告“数字地球”的目标就是“努力开发一个分辨率为米的世界数字地图。”第一颗高分辨率商业 遥感卫星伊克诺斯现在在轨运行的第一颗高分辨率商业遥
3、感卫星是空间成像企业的伊克诺斯。空间成像企业由美国洛马企业、雷神企业和欧洲、日、韩、新加坡等多家企业共同投资组成。伊克诺斯的名字来自“图像”的希腊文字。卫星由洛马企业制造。它于年月日，由洛马企业用“雅典娜”型运载火箭从范登堡空军基地发射。在此之前，“雅典娜”型火箭曾在同年月日发射了伊克诺斯卫星，但因火箭整流罩分离问题，造成卫星未能入轨。伊克诺斯卫星的外形见题图和图一 。卫星运行在高度为公里、倾角度的极轨道上。伊克诺斯卫星设计成天内绕地球飞行圈，即约天天绕地球飞行圈，第一圈的星下点和圈的星下点完全相同。每天就能够以米的分辨率对地面上的任何一个区域进行一次拍摄。若降低分辨率，它天天全部能够重访一次
4、同一区域。卫星在其轨道的下降部分实施成像。目标的坐标被输入到计算机的排序系统中，而该系统则经过地面站，将任务安排上行传送给卫星。卫星上的相机装置重为千克，功率为瓦，由长久向美国国家侦察办公室提供尖端光学设备的柯达企业制造。相机望远镜的分辨率相当于米的摄远镜头。卫星上的光学望远镜装置将沿地面上宽公里的条带获取图像，并将其反射到数字成像遥感器上。全色和多光谱成像遥感器阵列安装在一个焦平面装置中，可把光转换成像元。焦平面装置中还装有模拟信号处理器，可把射到每个像元上的光转换成数码。随即，一台数字处理装置将对数字化的图像进行压缩和格式化，然后传送回地面。伊克诺斯卫星入轨后拍摄的图像，因为其优良的清楚度
5、已得到了广泛的赞誉。它可拍摄到地面上直径不足米的物体的全色图像和直径仅米的物体的多光谱图像。这么的分辨率要优于法国早期的“太阳神”侦察卫星，后者的全色分辨率据信为米。伊克诺斯卫星现在在美国阿拉斯加州、俄克拉荷马州、科罗拉多州的索顿和瑞典、希腊全部设有地面站。空间成像企业的控制中心和总部也设在索顿。以后几年内该企业还将在世界各地再建设十几座地面站，其中有些站将由已购得伊克诺斯卫星图片在特定地域的使用和销售权的下属地域性企业建设和经营。因为卫星的图像是数字式的，因此处理和交付全部很方便。空间成像企业的数字图像数据既能够以原始数据的形式出售给用户，也能够和软件或其它数据搭配在一起出售，形成“增强型”
6、的产品。比如，该企业曾利用印度卫星的米分辨率全色数据和“陆地卫星号”的米分辨率数据，融合成米分辨率的赋色图像。采取一样的措施，也能够生成伊克诺斯卫星的米分辨率的赋色图像。图四是伊克诺斯卫星取得的北京天安门广场图像。除伊克诺斯卫星项目外，空间成像企业还经过建立伙伴关系，取得了销售其它卫星拍摄的图片的权利。这些卫星包含印度遥感卫星系列、美国的“陆地卫星”系列、加拿大的雷达卫星和欧空局的雷达卫星。从而，空间成像企业扩大了其图像产品的范围，使其产品中现有高分辨率、窄视场图像；也有低分辨率、宽视场图像。另外，该企业还销售分辨率为亚米级的航拍图片，并计划在年或年再发射一颗遥感卫星。这颗新卫星的全色分辨率将
7、达成米，多光谱分辨率为米。空间成像企业迄今为止已在伊克诺斯卫星项目和建立伙伴关系方面投入了大约亿美元。高分辨率商业遥感 卫星系统面临剧烈竞争如上所述，伊克诺斯卫星的发射只是高分辨率商业遥感卫星发展的开始。年月，美国海洋和大气局同意空间成像企业和地球观察企业能够运行米分辨率的成像卫星。地球观察企业曾在年 月发射了一颗称为“晨鸟”的高分辨率遥感卫星，但这颗全色分辨率为米的卫星入轨天后就宣告报废。年 月，用俄罗斯的“宇宙号”运载火箭从普列谢茨克航天发射场发射了“快鸟”卫星，亦告失败。年月，地球观察企业更名为数字全球地图企业，并已在年月日用波音企业的德尔它型火箭，成功地发射了“快鸟”卫星。这颗卫星在公
8、里、轨道倾角为度的太阳同时轨道上。因为卫星降低了原设计的轨道高度，它能够提供含有行业领先水平的米全色和米多光谱数据。“快鸟”卫星的关键卖点，是其卫星能以高分辨率进行大幅宽成像。在米分辨率下，这两颗卫星的幅宽为公里；而空间成像企业的卫星为公里，轨道成像企业的卫星为公里。图五为“快鸟”卫星取得的美国加州桑尼凡尔机场图像。由图可见，由桨叶能够分辨出是飞机还是直升机。参加该项目投资的有鲍尔宇航企业、日立企业、欧洲图像企业和国际电话电报企业。轨道成像企业是轨道科学企业的下属企业，它在年月日，用轨道科学企业的“金牛座”四级火箭发射“轨道观察”高分辨率卫星，可获取米分辨率的全色图像和米分辨率的多光谱图像，并
9、带有一台超光谱遥感器。但因为第二级火箭出现故障，发射失败。该企业将继续发射高分辨率成像卫星，方便和两颗年和年发射的分辨率较低的“轨道观察卫星”一起，为美国宇航局和其它用户，进行各类和天气相关的观察。轨道成像企业为了制造新卫星和取得加拿大雷达星图像的销售权，投资了亿美元。该企业已建立起了互联网图像分发系统，并同部分分销商签署了协议。除此之外，年月日，用印度的极轨卫星运载火箭发射了三颗卫星。其中一颗是重吨的“技术试验卫星”也可取得米分辨率的卫星图像。以色列国际卫星图像企业在轨运行的卫星，可取得米分辨率的卫星图像，将计划在年发射卫星，可取得米分辨率的卫星图像。还有部分卫星正在建造或计划之中。高分辨率
10、商业 遥感卫星图像的应用高分辨率商业遥感卫星图像的应用领域很宽广，应用前景十分远大。这些图像产品将用在农业、环境监测、地图测绘、城市和区域计划、油气开发、通信、防灾、汽车导航和房地产销售等众多领域，其年销售额有望达成数十亿美元。比如农民能够经过卫星照片来监测农作物的生长情况；电信企业和电力部门可借助图像为蜂窝电话发射塔选址或为输电线路选线；房地产代理商可利用这种图像让用户预先了解未来房产及其周围环境的情况等。类似的应用领域举不胜举。尤其是对于大百分比尺地图的绘制、灾难的监测评定和构筑数字城市，它含有巨大的应用潜力。中国已开始将伊克诺斯卫星图片应用到地图绘制、土地利用、城市地籍管理、海岸带环境监
11、测、地理信息提取和建立测绘信息数据库等方面。显然，各级政府机构也是高分辨率卫星图片的一大用户。比如美国路易斯安那州已同空间成像企业接触，想取得其全州的米分辨率图像。在丹佛西边的科罗拉多州杰斐逊县是一个发展很快的地域。该县已同空间成像企业签署协议，正在用数字式卫星图像数据库替换原有的航拍图片档案。新的数据库每十二个月全部可更新，卫星图片甚至可每几天就更新一次。卫星遥感的好处是过境次就可把全县尽收眼底，而使用飞机要飞次。在详细的应用中，高分辨率商业遥感卫星图像要和航拍照片、全球定位系统、地理信息系统、计算机处理和互联网结合起来。对高分辨率卫星图像市场的预计，现在还存在很多不确定原因。有些人预计比较
12、乐观，预计它在年的销售收入就会达成亿美元；但也有些人预计则比较消极，如弗罗斯特和沙利文企业的预计称，卫星遥感图像的销售收入，到年也将仅有亿美元，约为航空遥感收入的。美国国会年代中期曾试图把民用的陆地卫星系统转变成私营项目，但没有成功。法国斯波特图像企业在过去年中靠销售米全色图像，成功地建立起了自己的市场，但其年的收入仅有万美元，只相当于航空遥感市场的一小部分。实际上，伊克诺斯卫星图片的数据量大、成像宽度窄和价格较贵，可能会妨碍它的广泛应用。但伴随计算机处理能力的不停提升和互联网的快速推进，和剧烈的市场竞争，高分辨率商业遥感卫星的图像一定会取得更广泛和更深入的应用。高分辨率商业遥感 卫星图像的军
13、事价值上述美国高分辨率商业遥感卫星企业的很多高层管理人员，曾长久在美国航天界和情报界供职，比如，空间成像企业首席实施官科普尔曾长久在系统企业从事保密项目标管理，企业总裁哈里斯则曾任美国侦察办公室主任；原轨道成像企业董事长拉伊长久在空军供职，曾担任过里根总统国家安全委员会负责航天和情报项目标主任，现任董事长也是空军退伍少将。出现这种情况，首先说明，高分辨率卫星遥感技术长久掌握在美国军方手中；其次也说明，从高分辨率商业遥感卫星的图像中，也可获取有价值的军事情报，其商业应用要和政府的相关部门协调。实际上，从这些图像中能够发觉导弹和大炮，识别部队，确定机场和导弹基地，监测兵力的集结和动态改变，制作大百
14、分比尺的军用地图和选择军事行动的路线等。年年初，美国的一家网站曾公布了用伊克诺斯卫星取得的中国在离台湾公里内全部军用机场的照片，引发了我国外的广泛关注。显然，商业遥感卫星企业早期的很大一部分业务，未来自美国的情报部门。美国国家图像测绘局计划在以后五年中用亿美元来买商业遥感图像。美国正在大力研究怎样为军事指挥官，提供由侦察卫星图像和商业卫星图像融合的产品。她们支持发展高分辨率商业遥感卫星的原因之一，是她们这么做，能够用心致力于发展其价值达数十亿美元、用于侦察关键目标的卫星系统。当然，没有空间侦察能力的部分国家，也会购置高分辨率的图像，用以维护其国家安全。和美国的摄影侦察卫星相比，伊克诺斯卫星的能
15、力显然要差。美国侦察卫星的分辨率可达成米量级，但它们的图像处于严格的保密控制之下。而空间成像企业的图片，按该企业首席实施官科普尔的说法，该卫星能够对世界上任何地方进行拍照，只要用户要求，什么样的照片全部能够提供。不过事情并非那么简单。克林顿政府在法令中要求，政府“在国家安全或国际义务或外交政策会遭到损害期间”，能够要求商业遥感系统限制数据的采集和分发；并把“快门控制权”交给了商务部长；同时要求商务部长在做出决定前必需同国务卿和国防部长磋商，如三人意见不统一，则交由总统定夺。这项要求的用意是要保护在海外实施海湾战争一类的作战任务的美国军队。法令颁布后，美国商务部下属的国家海洋和大气管理局一直在制订正式的许可证发放要求，以使该项法令有详细的实施细则。但因为种种原因，要求的公布时间一再推迟。在年的科索沃冲突中，美国军方曾提出是否要对空间成像企业的第一颗伊克诺斯卫星进行限制，以后伊克诺斯发射失败了，这一问题才没有再提。美国新闻媒体现在也已开始利用高分辨率照片，报道战场或灾区的情况。她们也反对政府
