先找MH370，後探衛星發射場，還拍了“上帝”視頻…最近，“吉林一號”視頻星很是忙碌。這枚新晉網紅的背後是如何運作的？

校對/肖園 供圖/鍾興（除署名外）

採訪專家：

鍾興（長光衛星技術有限公司衛星型號總設計師、副總經理）

近日網絡上有一個新的“網紅”被眾多網友瘋狂“pick”，它不靠顏值也沒有緋聞，只喜歡“東瞧瞧西看看”，就連之前傳說“馬航MH370墜毀到了柬埔寨森林裡”，他都要去親眼瞅瞅。沒錯，這名新晉的網紅就是——長光衛星公司的“吉林一號”。

除了“霸氣”的大手筆出動十餘顆衛星拍攝疑似馬航MH370墜毀地點，長光衛星在9月7日發佈了一段視頻再次火爆網絡，在視頻中一枚火箭從地面上騰空而起飛向太空。

▲OS-X1火箭暨“重慶兩江之星”發射動圖（來源：長光衛星微博）

這是中國長光衛星“吉林一號”視頻星拍到的第二枚亞軌道火箭發射衛星的現場視頻（OS-X1火箭暨“重慶兩江之星”）。該衛星由民營商業航天企業在酒泉基地發射，由於這個角度是首次展現，很多人新奇地稱之為“上帝視角”。震撼的畫面讓眾多網友激動不已：原來火箭上天居然會拐彎！真是暴力美學！

用上帝視角拍高清視頻的遙感衛星

在一般大眾的認知中，遙感衛星主要功能為拍照，那麼拍攝視頻是怎麼做的呢？原來“吉林一號”系列衛星主要成像模式包括推掃光學、衛星凝視視頻和微光/夜光成像。其中推掃光學影像利用線陣推掃的方式獲取影像，與傳統光學衛星獲取的靜態影像的方式一致。

長光衛星技術有限公司衛星型號總設計師、副總經理鍾興介紹，“吉林一號”衛星拍攝視頻是利用一種叫“衛星凝視成像”的技術，相對於一般衛星靜態影像而言，其優點主要體現在一定的時間內獲取了同一區域多張影像數據，相比於瞬時曝光，在時間維度上的信息更為豐富，為衛星應用的拓展和延伸提供了基礎信息保障。

▲“衛星凝視成像“的技術展示

“吉林一號”衛星利用高冗餘性可提升圖像輻射質量，如圖像去噪、超分辨率重建等；利用前後幀間數據的耦合性，獲得目標地物的靜態、動態信息，諸如目標位置、靜態特徵、目標區域地物分佈情況、目標速度和加速度等；利用不同角度拍攝的圖像數據可進行精細三維重建等。

吉林一號有哪些突出強項？

2015年10月7日，由長光衛星公司研製與運營的“吉林一號”一箭四星成功發射，開創了中國商業衛星應用的先河，標誌著中國航天遙感應用領域商業化、產業化發展邁出重要一步。同時，作為中國第一個軍民融合衛星項目，也對中國軍民融合發展起到了重要的借鑑意義。

鍾興驕傲地對北京科技報社記者表示，“吉林一號”衛星最厲害的特點就是 “一星多能”：既可推掃拍靜態圖，又可拍視頻；既可拍地面，又可拍天上； 既可拍白天，又可拍夜景。具備用衛星拍攝高清動態視頻的能力，以及使用大量微小衛星組網進行全球高清敏捷成像的能力。

▲長光衛星公司的“吉林一號”在軌模擬圖

“在一些產品指標上，我們已經達到國際領先了，比如說我們是全世界僅有的1米分辨率的彩色視頻提供商，也是僅有的1米級別夜光影像的提供商，還有像素以及幅寬等，都達到了全世界比較高的水平。”鍾興說道。

此外，大部分遙感衛星的任務是“盯著地球”，但有時候“吉林一號”也會“調頭拍”！“‘吉林一號’的相機鏡頭，能像人一樣扭頭，不僅能直視，還能斜視。”鍾興說的很形象。以往衛星上的相機只能對下點成像，而“吉林一號”相機還能側擺成像，左擺、右擺幅度能達到45度。

▲吉林一號拍攝的木星、月球、國際空間站等影像

一般的航天設備設計，能動的部件越少越好。因為，它會增加不可控性。“但這種‘調頭設計’，充分利用了衛星姿態控制的靈活性，擴大了衛星成像的範圍，提升了效率。”鍾興說。

為什麼不直接用谷歌地圖？

21世紀是信息的時代，不斷增加的地球遙感衛星，讓地球表面信息的採集更加方便快捷，也讓人們可以在最短的時間裡獲取海量數據信息。然而如何讓這些數據成為服務社會的產品，長光衛星也正在開發佈局。在國際上也有谷歌地球等成熟產品，“有人會說，這個我們在谷歌地圖上都能看到啊，為什麼還要那麼大投入研發。但我們不知道人家那個數據是什麼時候的，可能會比較陳舊，而且有些敏感區域圖像是空白，想用也用不了。”鍾興說道。

▲中國長光衛星“吉林一號”在2018年1月拍攝的圖像

“吉林一號”衛星具備凝視視頻成像和多星組網，提高視頻衛星時間分辨率, 改變了傳統靜態遙感認知地物的方式；持續改進地面快速接收和處理能力，縮短視頻響應時間，快速接入視頻衛星動態變化信息有助於擴展視頻衛星的應用場景。

未來”吉林一號”發展前景有多厲害

“吉林一號”不僅在本次MH370客機殘骸探尋中挺身而出，它之前也為農林、水利各政府部門、高校、研究所、地理信息行業企業以及社會大眾提供了大量高質量遙感信息服務，同時在應急響應方面也發揮了重要作用。如老撾水災、九寨溝地震、墨西哥地震、巴厘島火山噴發、夏威夷火山噴發等重大災害發生之時，“吉林一號”在二十四小時之內獲取到受災地區的影像，為受災評估提供了重要支撐。

目前，長光衛星公司正在著力推進“吉林一號”星座組網計劃，計劃於2020年在軌60顆衛星，在亞太地區，可以實現20分鐘左右重訪能力；2030年完成138顆衛星組網，將具備全球任意地點10分鐘內重訪的能力。也許不久的將來，我們將會通過長光衛星看到每天城市早高峰的擁堵實時情況。

▲吉林一號拍攝的夜景遙感圖像

遙感衛星能給我們普通人提供哪些服務呢？

說起自拍，相信大家都不陌生。可如果地球也想來一張自拍照，怎麼辦？光學遙感衛星可以說是專為地球打造的“自拍神器”。如今，隨著光學遙感衛星圖像進入民商系統，從太空給地球拍的照片將在諸多領域發揮更大作用。

遙感衛星之所以神通廣大，是因為它“站得高，看得遠”，可以對資源進行宏觀、綜合、動態、快速的調查。“當下，大家熟知的航天信息產品大致有三種，首先是地圖，其次是定位，第三種是前兩個產品的又一次加工，即導航。”鍾興解釋說。

遙感衛星不僅可以應用在測繪領域，同時，它還可以對農業估產、地質災害等進行預報，對地球資源進行普查。農業方面，通過對遙感影像的判讀，能知道地區播種面積是多少，出苗率、產量如何，哪裡發生了自然災害等。對於地區農產品的規劃、估產和地質災害預報，會帶來參考作用。

▲利用吉林一號拍攝倒的多角度信息生成的地面三維模型

對於整個城市的整體規劃，通過衛星影像可以很容易發現，哪裡需要建新城，哪裡需要修路、修橋。城市地圖方面，一些新修的馬路很難在傳統地圖上找到。地圖的更新速度跟不上城市發展建設的速度。但衛星升空後，對於城市圖像的更新速度非常快，它能做到對城市地圖的最新、最權威的發佈，新修的道路將很快進入導航。

那麼，遙感衛星能給我們普通人提供哪些服務呢？鍾興用舉例的方式給出了答案：假設你要從A地前往B地，電子地圖可以給你最佳的路徑，也能提示最佳路徑是在堵車，卻不能提供堵車的原因。

“你只要登錄長光衛星的網站，通過圖片服務能清楚地瞭解到堵車究竟是因為修路、交通事故還是其他原因，方便自己選擇出行路徑。假如你突然心血來潮想出遊，但是既怕遊客扎堆又怕目的地的景色差強人意，在你比較糾結的時候，通過長光衛星的圖片服務就能解決你的這些困擾。”

遙感衛星的技術指標有哪些？

人造衛星運行在離地面至少200千米以上的宇宙空間中，具有開闊的視野，是全球遙感的最佳手段。和許多新興技術一樣，航天成像有突出的優點，也有明顯的缺點，其最大的優點是其他手段無可比擬的全球視野；而最大缺點是距離太遠，細節很難分辨清楚。近年來遙感技術的逐漸發展，彌補不足，發揚其優點。

在遙感衛星業界，一般用時間分辨率、空間分辨率、光譜分辨率三個指標來衡量遙感衛星性能。時間分辨率是指對同一目標兩次成像的最小間隔，表徵對動態事件的表現能力。衛星有固定的軌道，無法像無人機一樣隨意變更軌道，所以為了提高時間分辨率，通常採用增加相機幅寬、增強衛星成像機動能力、多星組網等方式實現。

鍾興說，只有遙感衛星圖像好，分辨率高，層次豐富，讓人看得清楚明白，才能更好地應用。在鍾興看來，這需要科研人員不斷研發，讓衛星的機動性更高、成本更低、可靠性好、壽命更長。“未來我們還要衛星組網，形成完整的光學遙感產業鏈條。”

此外，空間分辨率決定對目標形狀表現的精細程度，為了提高空間分辨率，必須採用焦距更長的光學鏡頭以提高角分辨率。目前，航天相機的焦距都長達幾米甚至十幾米，長焦鏡頭提高角分辨率的同時，也對衛星穩定度要求更高，這就要求具備長焦距鏡頭加工裝調、低噪聲成像系統、高精度像移匹配、高精度衛星姿態控制等技術基礎。

中國遙感商業產業化發展邁出重要一步

遙感衛星是指利用運行在太陽同步軌道上的遙感平臺技術，對地面指定區域進行遙感觀測的航天器。從分類上看，遙感衛星可分為氣象遙感衛星、海洋遙感衛星、陸地遙感衛星、資源遙感衛星等。這些衛星可以對天氣、陸地、海洋進行不間斷觀測。在遙感衛星應用領域中，對地監視與觀測是遙感衛星的主要任務。1972年，美國發射了世界上第一顆對地觀測衛星，開啟了遙感衛星發展的序幕。

上世紀80年代，遙感衛星商業化開始起步。美國是遙感衛星及產品發展較為齊全的國家，軍民共同的天基信息收集系統覆蓋了包括軍用偵察、彈道導彈預警等在內的領域，地面數據接收站也分佈在世界各地，通過數據中繼系統傳回美國本土。另外，美國也資助民間商業遙感衛星發展，並且支持私人公司發展自己的遙感衛星。例如，美國數字地球公司從1993年就開始發展商業高分辨率衛星照片。

▲國內外具有視頻拍攝功能的遙感衛星

近年來，隨著衛星技術積累、應用面擴大，以及政府部門對高分辨率遙感衛星圖像的需求日益增多，目前，以美國、俄羅斯、法國為代表的西方航天大國通過積極的政策導向和資金扶持，迅速開展了高性能遙感衛星的研製和商業化運營，形成了政府監督管理引導、企業自主運營的良性循環商業模式。

隨著商業遙感公司的進一步成熟，衛星成像技術必然向更高分辨率發展，今後可達到或超過0.1米級，以便為客戶提供更高分辨率的數據。隨著中國航天技術的發展，2015年10月29日，國務院發佈的《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015~2025）》中明確提到，要支持商業遙感衛星的市場化發展。同年10月，中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將“吉林一號”商業遙感衛星發射升空，標誌著中國航天遙感應用領域商業化、產業化發展邁出了重要一步。

鍾興介紹道：我們是走了一條商業化的道路，這條道路在我們國家整個航天發展上面，應該是一種新的模式，對於實現我們航天大國強國的目標有著積極的探索和推動作用。

太空，向來是最能激發人類好奇探索的地方，現在，人類也正將這種好奇轉化為強大的科技力量，創造出全新的商業機會和市場價值。中國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，今後要把提高供給體系質量作為主攻方向，顯著增強中國經濟質量優勢，加快建設製造強國、航天強國。

出品：科普中央廚房

監製：北京科技報 | 科學加客戶端

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