11月3日，高分七號衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心順利發(fā)射入軌，開啟了精準(zhǔn)測繪之旅。高分七號衛(wèi)星是我國首顆民用亞米級高分辨率傳輸型立體測繪衛(wèi)星，衛(wèi)星上承擔(dān)測繪成像主任務(wù)的是中國空間技術(shù)研究院下屬的北京空間機電研究所研制的雙線陣相機，任務(wù)是進行1:1萬精確比例尺立體測圖和數(shù)字影像制作，在未來的8年壽命期間，將為地球繪制彩色立體的精準(zhǔn)圖像，服務(wù)于測圖生產(chǎn)及更大比例尺基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品的更新。

雙線陣相機，是兩臺線陣推掃成像相機，位置一前一后，分別稱為前視相機和后視相機，為地球拍攝出清晰立體的圖像。該所相機項目負責(zé)人楊居奎介紹說，前后視相機的成像光機主體，相當(dāng)于單反相機的長焦鏡頭，設(shè)計完全相同，從外觀看上去一模一樣，就像一對雙胞胎兄弟。

“兄弟”攜手助力立體大片

為什么要在一顆衛(wèi)星上裝這樣一對“雙胞胎”呢？主要是立體成像需求。另外，兩兄弟采用相同的光機主體設(shè)計，可以大大減少設(shè)計和后期相機鏡頭裝調(diào)的工作量，縮短研制周期和成本；同時，兩兄弟在裝調(diào)階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，還可以互相比對印證，提高效率。所以說，這倆兄弟也是工作上的好搭檔。

那么，他們將如何攜手開拍衛(wèi)星測繪立體大片呢？直白地說，就是兩兄弟從不同的角度先后拍攝同一目標(biāo)區(qū)的景物，然后依靠極高精度的處理，達到立體觀測效果。隨著高分七號衛(wèi)星的穩(wěn)定飛行，兩兄弟以推掃方式，分別從前后兩個方向?qū)Φ孛嫱痪拔镞M行不同角度的觀測，先從后面拍攝，前行到它前方時再對其拍攝，這兩張前后一定角度的成像，結(jié)合衛(wèi)星的精確定軌參數(shù)，經(jīng)過大量數(shù)據(jù)處理和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等，能夠反演出平面數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)。同時，衛(wèi)星攜帶的激光測高儀測出來的高程數(shù)據(jù)能夠?qū)η懊嫣峁┑母叱虜?shù)據(jù)進行標(biāo)定，高精度立體影像就出爐了。

但“雙胞胎”的工作模式還有些不同，其中后視相機比前視相機另外多設(shè)計了4個多光譜譜段成像功能，用來制作彩色地圖。從506公里的軌道高度，前視相機對地角度取值26°，后視相機對地角度為5°。這樣取值的優(yōu)點是，既能夠得到立體的成像效果，而且后視相機對地拍照角度設(shè)計接近0°正視，可以得到近似于正視地球的效果。正視及接近于正視的遙感圖像，還可以滿足除測繪外的國土普查、地物辨別、農(nóng)作物種植等方面的需求。

精細準(zhǔn)備助力高清大片

比例尺1：1萬，字面上看，是一個比較大的比例數(shù)字，但是對于給地球進行表面成像并且編制詳細地圖來說，是一個相當(dāng)高精度的指標(biāo)了?！半p胞胎”將如何為地球拍攝高清大片呢？

其實，“雙胞胎”分辨率是亞米級的：前視相機分辨率為0.8米左右，后視相機出圖有兩種分辨率，全色譜段（黑白照片）分辨率為0.64米，多光譜譜段（彩色照片）分辨率為2.6米左右。作為測繪衛(wèi)星，高分七號衛(wèi)星的主要任務(wù)是為地球做精細的表面詳查并忠實繪制成立體地圖，即包含地物高度信息的地圖。為了這個“測繪功能”的特殊性，“雙胞胎”的設(shè)計不同于其他高分辨率相機。

據(jù)雙線陣相機的技術(shù)負責(zé)人王長杰介紹，測繪遙感相機成像系統(tǒng)除了需要提供優(yōu)異的像質(zhì)外，還需要極高的系統(tǒng)穩(wěn)定性，對地攝影效果的穩(wěn)定性要求特別苛刻。為建立地物點像方和物方坐標(biāo)之間的準(zhǔn)確幾何對應(yīng)關(guān)系，“雙胞胎”主距、畸變及光軸指向等指標(biāo)要求，均比普通遙感相機要高得多，需要提交的性能測試數(shù)據(jù)也更多。

楊居奎談到，高分七號雙線陣相機光學(xué)鏡頭組件面形及穩(wěn)定性的保證難度很大，沒有任何裝調(diào)經(jīng)驗可以借鑒。同時，各組件裝調(diào)公差均需保證在10秒以內(nèi)，裝調(diào)精度要求極為苛刻。研制團隊提早做工作，優(yōu)化裝調(diào)和測試流程，編制高效詳實的測試細則，大量采用自動化或者半自動化的測試手段，測試方法更科學(xué)合理高效。

高分七號雙線陣相機不僅分辨率高，圖像層次細節(jié)更多，成像幅寬還達到了20公里，為制圖的高效性奠定基礎(chǔ)。