二维平面,三维立体,我国发射四维01、02号卫星,能看到什么?

我们知道,二维的世界就是一个平面,只有X轴和Y轴,三维多出来一个Z轴,是立体的。

根据新华社4月29日发布的消息,我国在甘肃酒泉用长征2号丙运载火箭发射了两颗成像卫星,四维01、02卫星。

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这两颗卫星是使用照相机进行拍摄的成像卫星,分辨率为0.5米级别。

▍为什么要在甘肃酒泉发射?

我国目前有4个已经建成的陆地固定发射卫星中心,分别是酒泉卫星发射中心,西昌卫星发射中心,太原卫星发射中心,海南文昌卫星发射中心。还有一个正在建设的宁波象山卫星发射中心,该卫星发射中心以后将主要用来发射返回式火箭。

另外,还有一个主打海上卫星发射业务,就是山东烟台航天港。

理论上说,发射卫星最好的地点是海南文昌卫星发射中心,因为这里纬度比较低,地球自转的线速度比较大,卫星相当于有一个加速度甩出去,这样发射卫星所需要的火箭燃料要少。

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我国的大载荷运载火箭基本上都是从海南发射的,就比如说空间站以及通信卫星等。

酒泉卫星发射中心是我国纬度最高的卫星发射中心,从这里发射的大部分都是遥感、侦察卫星。

这是因为地球上大部分的陆地都在高纬度的地区,要拍摄这些地区的照片,卫星运行的轨道和赤道有比较大的夹角,从海南发射没有什么特别的优势。

四维01号02号卫星有自主的动力,可变轨,主要拍摄对象需要沿地球南北推扫成像,故此在酒泉发射。

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四维01号和02号卫星,是我国2016年发射的高景01、02星的升级版本。

当年的高景02星并未入轨,这次发射成功,两颗卫星都正常入轨,弥补了以前的遗憾。

▍四维01、02星的4个维度在哪里?

我们知道,一般的情况三个维度就可以进行立体成像,但是有些地物跟景物随着时间推移有变化。

所以,同一个地方的三维图像可能在过了一段时间以后就会发生变化,这时候就必须把时间维度加上去。

也就是说,四维01、02星主要探测的是目标随时间的变化情况。

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一般普通的地形地貌,不会随着时间的推移而较大幅度改变,自然的变化往往是以千年甚至是万年为时间单位的。

但是有一些突发性的灾难,比如说火山爆发,山崩、地震,建筑物倒塌,水坝崩裂洪水溢出,在短时间内就会引起地形地貌的急剧改变。

还有一些移动的物体,比如说汽车、火车、轮船等等,虽然速度并不是特别快,但是相比较于固定地貌的变化,是非常迅速的。

普通的成像卫星往往无法连续观测这些在短时间内急剧变化的目标。

四维01号和02号卫星是一种敏捷成像卫星,具有高速成像能力,专门对付这种突发性的地貌变化以及在地球表面移动的大体积物体。

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一艘轮船,如果只进行二维成像的话,就只能看到一个平面的船,很难分辨它的具体型号,是满载还是空载,但是如果进行三维成像的话,就可以把它的所有信息都显示出来。

定位这种移动的目标,首先要在大范围内搜索,然后再精确观测。

四维01、02号卫星,可以实现卫星前方、正下方、后方的三维立体成像,根据立体成像可以对地面目标进行三维建模,可以同时监测20多个目标。

我们知道,卫星运行在一定高度的轨道,照相机的视张角是一个固定值,所以每次扫过的范围是一个定宽的条带状。这个宽度相当于两倍的轨道高度乘以tan(1/2视张角)。

四维01、02卫星可以绕地球5圈以后,把5条扫描带拼在一起,形成大范围的三维地图。

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像这样的卫星应该是在90~100分钟可以绕地球一圈。也就是说,只要半天时间就可以把地球南北主要大陆上的目标拍个遍,实现大范围内的宽场成像。

除此以外四维01、02星,把感光器件从原来的CCD感光元件换成了最先进的CMOS感光元件。

一般上讲CMOS感光元件,成像清晰度、通透性、色彩还原度等,都不如CCD,但是这次采用了先进技术,使得成像效果比原来的传统CCD感光元件要好。

而且,cmos感光元件最大的优势就是成像速度很快,这也符合这两颗卫星的定位。

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使用了先进的工艺以后,四维01、02卫星比原来的前辈高景01、02卫星减少了60公斤重量,相当于可以多带60公斤燃料。

燃料多了以后,可以延长卫星在轨寿命,增加卫星快速机动能力。

▍四维01、02号卫星的意义。

首先,四维01、02号卫星是商业成像卫星,所以观测的目标都是民用目标,然而民以食为天。

所以,四维01、02卫星可以对农作物进行重复照相,仔细观察农作物的长势,由于可以进行三维建模,同时可以进行时间上的评估,所以可以测量农作物生长的速度,预估产量。

其他国家的卫星还在三维里蹦哒,我们已经四维了。

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