中国科学院院士、中国工程院院士李德仁

 

          2012年1月9日上午，国家测绘地理信息局徐德明局长、王春峰副局长、李朋德副局长、业界李德仁院士、张祖勋院士、龚健雅院士等人，来到太原卫星发射中心，当天的天气很好，前一夜的冷风吹散了空中的灰霾，能见度很好，可谓“天高云阔”，暖暖的阳光让还未转暖的冬天没那么寒冷。一行人紧盯着发射塔，静待奇迹的发生。

         11时17分，由测绘部门自主研发的首颗测绘卫星——“资源三号”“嗖”的一声，直插云霄，准确到达预定轨道。观看的人们欢呼雀跃，互传喜讯——我国自主研发的首颗民用高分辨率立体测绘卫星发射成功了！数分钟后，这一喜讯开始在互联网传播。

         不过，高兴的同时，这些现场的人依然感到有一丝的不踏实——卫星是升空了，但效果怎样？这个担忧在2天后的1月11日解除，当天，卫星从东北大连上空传回了第一批数据——“影像质量好得不得了，全体工作人员都非常高兴！”中国科学院院士、中国工程院院士李德仁说。

         而之所以有“超出预计”的效果，得益于测绘界以李德仁院士为代表的科学家们长期不懈的努力。

        参数设计很重要

         早在2005年1月，国家测绘局（现已更名为国家测绘地理信息局）时任局长陈邦柱安排陈俊勇院士、高俊院士和李德仁院士三人向时任国务院副总理曾培炎汇报我国测绘重大项目筹划工作。李德仁院士提出，国家测绘局作为我国重要部门，要为建设国家、保卫国家服务，要为人民服务，必须自力更生，拥有自己的好的数据源，不能依靠外国。这就需要发展我国的卫星事业，包括测绘卫星、测高卫星、重力卫星等六大卫星，建议国家先发一颗1：50000测绘卫星，分辨率在2.5米左右，后续再发射其他卫星——这才有了后来测绘卫星的立项。

         项目立项完成后，便开始了长达7年的研制工作。由于这是测绘部门“史无前例”的事情，项目立项后，国家局组织了由李德仁院士、龚健雅院士为核心的技术支持团队，与航天五院卫星研制专家一起，为“资源三号”卫星设计参数，确定相关技术指标。

        为设计出最好的卫星，李德仁院士们在参数方面设置了比国际同类卫星更高要求的“苛刻”性指标。包括相机在黑白三个镜头扫描的基础上，增加多光谱镜头，实现快速准确的彩色立体测图。为了保证地物判读的要求, 李德仁院士提出将下视CCD的分辨率提高一倍但宽度不变，“这和全世界其他国家都不一样。”李德仁院士说。此外，再将照片的灰阶从传统的8bit，提升到10bit，提高影像分辨能力。“这在中国光学卫星发展中还是第一次。”

          此外，还在卫星上采用双频GPS技术设计，提高定轨的精度。最终测试结果显示，“轨道精度是世界最好水平” 。

        根据我国其他已有卫星的数据接收经验及我国国情，李德仁院士坚持建议采用大卫星平台，以保证数据质量的稳定性，“虽然这涉及到成本的增加,但是,高质量的数据会带来更大的效益”。

        作为卫星的使用部门，国家测绘地理信息局的“苛刻要求”还包括：相机零畸变、全程参与卫星研制及质量控制工作等，这些要求常常让造卫星的航天部门头疼不堪，双方争执是免不了的事情，甚至出现“拍桌子”等情况。即便如此，测绘部门依然“不依不饶”，坚持一定要实现目标参数。航天部门一旦攻克了这些难关,上了新的水平,他们又会感谢用户部门。

 

       “设计是很重要的，设计不好，东西就做不出来。”李德仁院士说。

        卫星精度达到世界最好水平

        卫星上天前，制造工艺、技术参数很重要，但只有这些条件还无法保障最终结果的完美。卫星上天后，数据处理、几何检校同样是影响数据质量的重要因素。特别是在我国,很多核心元器件受制于人,硬件的不足必须用软件来弥补。

        “资源三号”卫星升空传回数据后，李德仁院士及团队马上又进入了另一场“攻坚战”——数据处理。为了做好这方面工作，中国科学院院士、武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任龚健雅组织工作人员，在河南专门建立了一个地面标定场，通过武汉大学提供的数据处理软件，对“资源三号”卫星数据进行了严格的标定、检校和验证，将卫星的GPS定位误差、卫星姿态误差和CCD内方位元素一一校正。这才有了最终结果的完美——“同水平卫星中数据质量全世界最好”。

        “这是所有工作人员经过七年努力取得的成果”，李德仁院士说。2012年，“资源三号”卫星在国际摄影测量与遥感大会上向全世界发布。“同比法国的SPOT、印度的P5、日本的ALOS等同类测绘卫星，在1：50000测图卫星中，‘资源三号’卫星影像效果最好，已达到1:25000比例尺测图的要求。”

        “中国发射了很多卫星，原来是从无到有，这次是从有到好。” 李德仁院士说，“测绘卫星是中国对地观测卫星实现从有到好的一个标志。我们用国外卖给我们的二流的元器件，通过精心设计、精心加工、严格质量控制，做出了一流顶尖的产品，这体现了航天人和测绘人的创造力，同时也给中国卫星遥感走向商业化树立了信心。”

       从遥感大国走向遥感强国

        2012年以前，我国95%的卫星数据从国外购买；2012年以后，随着“资源三号”卫星的升空，我国大大减少了国外影像数据的购买。“不但如此，美国和澳大利亚等国反而来买我国的数据了，因为我们的数据质量更好。”李德仁院士说，“这是我国测绘卫星超越外国的一个标志。”

        “以前我国没有测绘卫星，测绘人有技能也发挥不了。如今，‘资源三号’卫星的成功发射和数据的成功接收让我们所有航天人、测绘人高兴和自豪，我们没有辜负国家的培养。”李德仁院士说，“今后，我国的卫星事业更需要制造、用户、硬件、软件、发射等多部门、多行业的协同创新，需要一个环节紧扣一个环节地做好相关工作。”

        “我们下一步的想法是：发射资源三号后续卫星，更好为全球测图服务；早日发射优于1米的测绘商业化卫星；然后就是争取雷达测图卫星的早日立项。”李德仁院士说。

        据了解，目前，“资源三号”两颗后续卫星正在研制中，将在最近一两年择机发射。同时，国产1米级测绘商业化卫星亦已提上日程，李德仁等院士正在制作方案。

        “测绘卫星商业化、遥感卫星商业化道路是我积极推荐的。”李德仁院士说，“因为商业化后，我国的卫星数据才可能全球应用。”

        “目前，1米分辨率的高分辨率遥感卫星影像的市场空间达到300亿美元。如果中国不努力，这300亿美元就是别人的了。”李德仁院士说，“我们应当从中争取1/3-1/2份额，从遥感大国发展为遥感强国，这也是我国应当追求并实现的目标。”

        李德仁院士说：“德国、意大利等国的雷达卫星水平都很高，我们要以他们为榜样，我们也希望政府早点立项，在发射好‘资源三号’两颗后续卫星和1米级测绘商业化卫星的同时，再把雷达卫星做好，使之达到国际先进水平。”（采访/本刊总编 胡炜  撰稿/本刊记者 张庆英）