二十年，细数资源系列相机

文/王军

1999年10月14日，“资源一号”01星由长征四号乙运载火箭从太原卫星发射中心发射升空，它是中国第一颗高速传输型对地遥感卫星，也是中国第一颗首次发射就投入使用的应用卫星。“资源一号”01星的顺利入轨和应用，标志着我国“资源”系列征程的正式开启，而中国航天科技集团有限公司508所研制的相机作为“资源之眼”，也踏上了守望地球的使命征程。

从1999年至今，资源一号卫星走过了20年历程，取得了辉煌的成就，在资源一号卫星的发展历程中，508所为资源一号卫星配备了10余台相机载荷。目前最新发射的资源一号02D卫星于2019年9月入轨，已进入在轨测试阶段。

资源一号01/02星载荷

资源一号01星于1999年10月14日发射， 02星于2003年10月21日发射， 卫星在国土资源调查管理、水利和林业资源监测、环境减灾、矿产探测、农情监测等领域发挥了重要作用，促进中巴两国遥感和空间技术的发展和应用。资源一号01/02星各配备了一台可见光相机和一台红外扫描仪，其中全色相机4个谱段，分辨率优于20米，幅宽120公里；红外扫描仪由1个全色谱段、2个短波谱段、1个长波谱段组成，短波谱段分辨率优于80米，长波谱段分辨率优于160米。资源一号相机是我国首台民用传输型遥感相机，填补了国内空白，设计瞄准了SPOT-3和Landsat-5载荷指标。

▲ 资源一号01/02星红外扫描仪

▲ 资源一号01/02星可见光CCD相机

▲ 红外扫描仪新疆火焰山影像图

▲ CCD相机太湖地区的2级影像图

▲ 资源一号03/04星红外相机

▲ 资源一号03/04星可见光相机

▲ 2015年3月24日CCD相机融合影像图-赤峰

资源一号02B星、02C星和03/04星载荷

03/04星的技术性能比01/02星有大幅改进，可见光谱段分辨率从多光谱20米一跃提升到全色5米/多光谱10米，相机幅宽为60公里，红外谱段分辨率从短波80米/长波160米提高到短波40米/长波80米，观测幅宽保持120公里不变。相对于01/02星，PAN相机分辨率提高了2倍，红外相机分辨率提高了1倍 ，与SPOT-5、Ladsat-7水平相当。

作为高科技领域“南南合作”的典范，相机图像数据向全球进行分发，仅国内用户就超过200家以上，在中国和巴西两国产生了显著的社会效益和经济效益。

为了确保资源一号卫星数据产品的连续，同时满足民用高分辨率数据需求，中国和巴西政府共同决定启动资源一号02B卫星的研制。在这颗卫星上，配备了2.36米的HR相机和20米分辨率的可见光相机（继承01/02星相机），具备满足主用户国土资源部业务应用需求的能力。

资源一号02B星发射后，由于星上使用了68台（套）存储时间将近10年的老设备，超期服役存在一定风险。同时资源一号03星巴方产品面临元器件禁运的困难，产品需要重新进行设计。为了确保资源一号卫星数据产品的连续，同时满足民用高分辨率数据需求，在资源一号02B星发射后即启动02C星的研制。这颗卫星上配备了2.36米分辨率的HR相机（继承资源一号02B星HR相机）和全色5米/多光谱10米的可见光相机（与资源一号03/04星相机相同）。

▲ 资源一号02B星HR相机

▲ HR与CCD相机融合彩色影像图-北京朝阳区

▲ PAN 相机影像图-台北港

▲HR与PAN相机融合影像图-敦煌市

资源一号02C星在轨已稳定运行近8年，02C卫星相机的图像质量达到了法国SPOT-5的水平，标准产品可满足1:5万～1:10万国土资源调查精度要求，使国产卫星数据在二类地区的观测任务中首次占据了主份额，对SPOT-5的数据形成了有效替代, 并在02B星的基础上，推动上述业务向微观调查与监管方向发展。

资源一号02D相机

2019年9月12日11时26分，长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心将资源一号02D卫星（5米光学卫星）送入预定轨道，这标志着在轨运行的资源一号系列卫星再添新丁，同时也标志着资源一号卫星从科研阶段转向应用阶段。

资源一号02D卫星主要载荷之一是可见近红外相机。相机幅宽大，在778公里轨道上成像幅宽达115公里，“一睁眼”便可看尽北京主城区；相机谱段数量多，对标WorldView-2，相机配置了9个谱段，融合后图像色彩更加鲜艳，对地面植被、矿物质、海洋等进行精确反演；相机图像几何精度高，采用低畸变光学系统、星敏与相机一体安装、GPS秒脉冲等手段，图像定位精度优于50米；相机图像辐射分辨率高，采用抗弥散、电荷连续转移长线阵新型TDICCD，拍摄的图像动态范围宽，图像信息更加丰富。相机全色图像可分辨地面2.5米的景物，街道、建筑、车辆、山地水系、地貌形态等均清晰可见。

资源一号04A、02E卫星相机即将登场、再立新功

资源一号04A星主要载荷是中方研制的宽幅全色多光谱相机。宽幅全色多光谱相机是中巴资源合作卫星中分辨率最高的相机，分辨率优于2米，图像具有大幅宽（95公里）、低畸变、高分辨率的特点，计划2019年年底发射，对于保持资源卫星持续发展作用重大，可为国土资源部门、农业部门、环保部门提供高精度、宽范围的空间观测服务。

资源一号02E星可满足1:10万～1:25万比例尺国土资源调查、监测、评价与应急调查等主体业务需求，同时兼顾其他行业需求，在资源一号02D星基础上增加了宽幅红外相机。宽幅红外相机采用了自由曲面、低温光学、超分辨率成像等新技术，是当前分辨率最高的民用红外相机。资源一号02E星预计2021年发射，届时将与资源一号02D星组网运行，重访周期将提高到小于3天。

▲ 资源一号02D相机

▲ 吉尔吉斯斯坦境内 2019年9月13日拍摄

▲ 韩国务安机场附近

资源一号卫星系列装载的各类相机立足于陆地资源领域，主要观测要素包括：土地、水体、矿产、林业以及应急灾害监测等，服务于国计民生。根据国内外对地观测卫星的发展趋势及应用需求，研发团队正在开展分辨率优于1米的宽幅相机研制，同时细化多光谱谱段，持续丰富观测手段，提高定量化应用水平。