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[摘 要]测绘卫星作为高分辨率对地观测系统的基本组成部分，其传感器技术的发展与应用日新月异。 文章分析和总结国际测绘卫星的技术特点及应用现状，并简要介绍中国的首颗民用立体测绘卫星———“资源 三号”设计及地面应用情况。最后根据现阶段中国国内的发展需求，提出了中国未来测绘卫星及技术的发展 方向。
[关键词]测绘卫星 “资源三号”卫星 高分辨率对地观测系统 发展思路
中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0120-01
1 引言
随着航天技术、计算机技术、通讯技术、信息处理技术的进步，现代空间遥感技术得到了前所未有的发展，高分辨率对地观测系统已成为地理空间信息获取的重要手段。基于全球对地观测空间信息的获取、空间信息控制权的分享、地理信息产业的巨大商机等全球战略思想考虑，世界各国纷纷发展本国的测绘卫星或者具有测绘能力的卫星，为本国的空间信息基础设施建设和全球化战略服务。从广义上讲，具备立体测图或者高程测量能力的卫星都可以称为测绘卫星。从狭义上说，目前一般把能从不同视角获取同一地区影像的光学遥感卫星称为测绘卫星。在近半个世纪的发展进程中，测绘卫星从最初的胶片返回式卫星，发展到目前的传输型卫星；从框幅式相机，发展到现在的单线阵、双线阵甚至三线阵航天返回与遥感相机；民用测绘卫星的空间分辨率从上百米提高到当前0.41m，时间分辨率和光谱分辨率也不断提高；测绘卫星的种类日趋完善，从光学卫星发展到干涉雷达卫星、激光测高卫星、重力卫星、导航卫星等；卫星测绘应用技术也不断进步，从过去有控制测图，发展到稀少控制点测图甚至无控制测图，从单机测图发展到协同无缝测图；测图精度也日益提高，从满足1∶250000地形图制图发展到满足1∶5000地形图制图；测绘应用也日益广泛，应用范围从军用向军民共用、从限于本国到全球共享，从单一的测绘产品生产扩展为全球各行业地理信息的获取与更新等。卫星传感器技术与测绘应用技术的巨大进步，为国民经济和社会的发展做出了重要贡献。
2 国外卫星测绘应用现状
近年来，地理空间信息产业迅猛发展，为测绘卫星的发展提供了广阔的空间。国外商业测绘遥感卫星如雨后春笋般涌现出来。从光学传感器类型上可以分为面阵传感器和线阵传感器，线阵传感器又分为单线阵、多线阵。但面阵传感器由于像元数受到较大的限制，地面覆盖宽度和像元分辨率的矛盾很难统一，尤其是基高比不好，因此这类卫星的发展受到一定限制。目前，高分辨率测绘卫星主要以线阵传感器为主，国外主要光学线阵测绘卫星的基本参数与测绘性能指标如表1所示。从表中可以看出，根据各国发展的重点、科技发展水平以及不同的地面应用需求，传感器设计也不一样。卫星立体定位精度特别是无地面控制条件下的几何定位精度是评价这些测绘卫星性能的重要指标之一。然而，卫星几何定位精度除与自身传感器参数（如分辨率）有关外，还与卫星基线误差、姿态误差、像点量测误差、相机主距、畸变等因素有关。
2.1 单线阵 CCD 传感器卫星及其测绘应用
为了获取立体影像，单线阵CCD传感器卫星一般采用轨道回归或左右侧摆成像，即同轨立体成像方式和异轨立体成像方式。
2.2 多线阵CCD传感器卫星及其应用
为了降低了卫星立体成像的成本，单个卫星平台可搭载多台相机。当前测绘卫星很多采用多线阵或多相机成像方式实现同轨立体成像能力，比较有代表性的有法国SPOT-5卫星、印度CartoSat-1卫星、德国MOMS-2P、日本ALOSPRISM等。目前，三线阵立体成像思想不仅获得了理论的证明，还成功地实践在测绘卫星上，并越来越显示出其独特的优势。
3 国内卫星测绘发展及其应用现状
3.1 国内遥感卫星现状“资源一号”卫星（CBERS）是我国第一代传输型地球资源卫星，星上3台遥感相机可昼夜观测地球，利用高码速率数传系统将获取的数据传输回地球地面接收站，经加工、处理成各种所需的图片，供各类用户使用。CBERS-02星是CBERS-01星的备份星，卫星的功能、组成、平台、有效载荷和性能指标的标称参数相同。CBERS-02B星也已发射成功。其中分辨率为2.36m高分辨率相机，获取了大量高分辨率卫星影像。
4 我国测绘卫星技术未来发展思路
“资源三号”测绘卫星的成功应用，为解决我国基础地理信息资源战略性短缺起到了非常重要的作用而现阶段我国测绘卫星数量少，类型单一，与国家发展的迫切需求仍不相适应。根据国家测绘地理信息局关于《测绘部门航天发展十二五规划》要求，在今后的10至15年内，除了发射“资源三号”后续星外，我国还将考虑陆续发射一系列测绘用途的卫星包括光学立体测图卫星、干涉雷达卫星、激光测高卫星、重力卫星、导航定位卫星等。针对我国测绘卫星未来的宏伟规划，需要考虑如下发展思路：1）加强高分辨率测绘遥感卫星关键技术的攻关。加紧开展卫星轨道和姿态的精密测定技术，研究星敏和陀螺高精度组合定姿技术，研究高精度测绘相机的制造和测试技术，研究实时和事后的高精度几何标定技术，形成卫星高精度几何处理技术体系。2）加强测绘卫星数据的应用研究。测绘是地理信息行业的基础，研究卫星影像数据的区域网平差、平面和立体测图、影像数据并行化处理、以及影像数据的网格化分发服务和应用。并结合各行业的典型示范，加强高分辨率测绘遥感卫星数据在各个行业的应用，从而保证在轨卫星资源的充分发挥。3）坚持政府主导，与产业化相结合的道路。我国高分辨率遥感对地观测系统应坚持走政府主导，并与产业化相结合的道路。在现阶段，卫星的研制与发射需要主要由政府投入，而卫星数据的接收、处理和应用，应鼓励走市场化道路，争取尽快形成面向国内外市场的我国卫星遥感运行系统。
参考文献
[1] 胡莘，曹喜滨.三线阵立体测绘卫星的测绘精度分析[J].哈尔滨工业大学学报，2008，40.
[2] 袁修孝，张过.缺少控制点的卫星遥感对地目标定位[J].武汉大学学报（信息科学版），2003，28（5）：505-509.
[3] 赵利平，刘凤德，李健，等.印度测图卫星IRS-P5定位精度初步研究[J].遥感应用，2007，（2）：27-32.
[关键词]测绘卫星 “资源三号”卫星 高分辨率对地观测系统 发展思路
中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0120-01
1 引言
随着航天技术、计算机技术、通讯技术、信息处理技术的进步，现代空间遥感技术得到了前所未有的发展，高分辨率对地观测系统已成为地理空间信息获取的重要手段。基于全球对地观测空间信息的获取、空间信息控制权的分享、地理信息产业的巨大商机等全球战略思想考虑，世界各国纷纷发展本国的测绘卫星或者具有测绘能力的卫星，为本国的空间信息基础设施建设和全球化战略服务。从广义上讲，具备立体测图或者高程测量能力的卫星都可以称为测绘卫星。从狭义上说，目前一般把能从不同视角获取同一地区影像的光学遥感卫星称为测绘卫星。在近半个世纪的发展进程中，测绘卫星从最初的胶片返回式卫星，发展到目前的传输型卫星；从框幅式相机，发展到现在的单线阵、双线阵甚至三线阵航天返回与遥感相机；民用测绘卫星的空间分辨率从上百米提高到当前0.41m，时间分辨率和光谱分辨率也不断提高；测绘卫星的种类日趋完善，从光学卫星发展到干涉雷达卫星、激光测高卫星、重力卫星、导航卫星等；卫星测绘应用技术也不断进步，从过去有控制测图，发展到稀少控制点测图甚至无控制测图，从单机测图发展到协同无缝测图；测图精度也日益提高，从满足1∶250000地形图制图发展到满足1∶5000地形图制图；测绘应用也日益广泛，应用范围从军用向军民共用、从限于本国到全球共享，从单一的测绘产品生产扩展为全球各行业地理信息的获取与更新等。卫星传感器技术与测绘应用技术的巨大进步，为国民经济和社会的发展做出了重要贡献。
2 国外卫星测绘应用现状
近年来，地理空间信息产业迅猛发展，为测绘卫星的发展提供了广阔的空间。国外商业测绘遥感卫星如雨后春笋般涌现出来。从光学传感器类型上可以分为面阵传感器和线阵传感器，线阵传感器又分为单线阵、多线阵。但面阵传感器由于像元数受到较大的限制，地面覆盖宽度和像元分辨率的矛盾很难统一，尤其是基高比不好，因此这类卫星的发展受到一定限制。目前，高分辨率测绘卫星主要以线阵传感器为主，国外主要光学线阵测绘卫星的基本参数与测绘性能指标如表1所示。从表中可以看出，根据各国发展的重点、科技发展水平以及不同的地面应用需求，传感器设计也不一样。卫星立体定位精度特别是无地面控制条件下的几何定位精度是评价这些测绘卫星性能的重要指标之一。然而，卫星几何定位精度除与自身传感器参数（如分辨率）有关外，还与卫星基线误差、姿态误差、像点量测误差、相机主距、畸变等因素有关。
2.1 单线阵 CCD 传感器卫星及其测绘应用
为了获取立体影像，单线阵CCD传感器卫星一般采用轨道回归或左右侧摆成像，即同轨立体成像方式和异轨立体成像方式。
2.2 多线阵CCD传感器卫星及其应用
为了降低了卫星立体成像的成本，单个卫星平台可搭载多台相机。当前测绘卫星很多采用多线阵或多相机成像方式实现同轨立体成像能力，比较有代表性的有法国SPOT-5卫星、印度CartoSat-1卫星、德国MOMS-2P、日本ALOSPRISM等。目前，三线阵立体成像思想不仅获得了理论的证明，还成功地实践在测绘卫星上，并越来越显示出其独特的优势。
3 国内卫星测绘发展及其应用现状
3.1 国内遥感卫星现状“资源一号”卫星（CBERS）是我国第一代传输型地球资源卫星，星上3台遥感相机可昼夜观测地球，利用高码速率数传系统将获取的数据传输回地球地面接收站，经加工、处理成各种所需的图片，供各类用户使用。CBERS-02星是CBERS-01星的备份星，卫星的功能、组成、平台、有效载荷和性能指标的标称参数相同。CBERS-02B星也已发射成功。其中分辨率为2.36m高分辨率相机，获取了大量高分辨率卫星影像。
4 我国测绘卫星技术未来发展思路
“资源三号”测绘卫星的成功应用，为解决我国基础地理信息资源战略性短缺起到了非常重要的作用而现阶段我国测绘卫星数量少，类型单一，与国家发展的迫切需求仍不相适应。根据国家测绘地理信息局关于《测绘部门航天发展十二五规划》要求，在今后的10至15年内，除了发射“资源三号”后续星外，我国还将考虑陆续发射一系列测绘用途的卫星包括光学立体测图卫星、干涉雷达卫星、激光测高卫星、重力卫星、导航定位卫星等。针对我国测绘卫星未来的宏伟规划，需要考虑如下发展思路：1）加强高分辨率测绘遥感卫星关键技术的攻关。加紧开展卫星轨道和姿态的精密测定技术，研究星敏和陀螺高精度组合定姿技术，研究高精度测绘相机的制造和测试技术，研究实时和事后的高精度几何标定技术，形成卫星高精度几何处理技术体系。2）加强测绘卫星数据的应用研究。测绘是地理信息行业的基础，研究卫星影像数据的区域网平差、平面和立体测图、影像数据并行化处理、以及影像数据的网格化分发服务和应用。并结合各行业的典型示范，加强高分辨率测绘遥感卫星数据在各个行业的应用，从而保证在轨卫星资源的充分发挥。3）坚持政府主导，与产业化相结合的道路。我国高分辨率遥感对地观测系统应坚持走政府主导，并与产业化相结合的道路。在现阶段，卫星的研制与发射需要主要由政府投入，而卫星数据的接收、处理和应用，应鼓励走市场化道路，争取尽快形成面向国内外市场的我国卫星遥感运行系统。
参考文献
[1] 胡莘，曹喜滨.三线阵立体测绘卫星的测绘精度分析[J].哈尔滨工业大学学报，2008，40.
[2] 袁修孝，张过.缺少控制点的卫星遥感对地目标定位[J].武汉大学学报（信息科学版），2003，28（5）：505-509.
[3] 赵利平，刘凤德，李健，等.印度测图卫星IRS-P5定位精度初步研究[J].遥感应用，2007，（2）：27-32.