2020年12月6日11时58分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将高分十四号卫星送入预定轨道，发射获得圆满成功。这是历时七年的高分专项卫星发射收官之作。佰思科学在这里为大家总结一下高分专项卫星的情况，并阐述该项目的意义及未来发展。

1、 高分专项

 

国务院在2006年下发了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年），规划了十六个重大科技专项，高分辨率对地观测系统，简称高分专项，是其中之一。

高分专项自2013年4月26日首颗卫星高分一号发射始，到2020年12月6日高分十四的发射成功，总计开发了17个型号，发射了35颗卫星，其中两颗失败。目前在轨运行的高分卫星共有33颗，数量和质量都是世界最强。高分卫星的情况总结见下表。

大家很容易注意到，中国的侦察卫星大部分都是太阳同步轨道，只有高分四号和高分十三号是地球静止轨道。这是为什么呢？先解释一下什么叫太阳同步轨道。这种轨道经过地球的极点附近，与南北地轴只有几度的夹角，距离地面高度在600到800公里之间，绕地球一圈的时间大约100分钟。它的特点是，每天都在固定时间经过某一个地点。

举个例子，假定上图中的卫星，在早八点经过北京上空，那么下次经过北京上空的时间还是早八点。正是由于这一特点，太阳同步轨道是侦察卫星最常用的轨道形式。

至于地区静止轨道，大家应该都很了解了，这是通信卫星常用的轨道形态，特点是卫星位置相对于地面是固定的，可以"凝视"地面上固定的区域。

 

2、 功能特点

 

从探测手段来说，侦察卫星有光学、合成孔径雷达、红外、微波等多种成像模式。高分专项中大部分卫星都是光学成像卫星，包括高分一号、二号、四号、五号、六号、七号、八号、九号、十一号、十三号、十四号；只有高分三号是合成孔径雷达卫星；十号和十二号是微波遥感卫星。雷达、红外和微波的优点是穿透能力好，不受云层的影响。

从光学分辨率的角度来说，中国已经基本追平美国，能达到0.1米级的分辨率，和美国最先进的锁眼11齐平（Keyhole 11 Kennen）。佰思科学之前曾有一篇专文论述中国卫星的分辨能力。

 

3、 如何找航母

 

全部高分光学成像卫星中，有两枚地球静止轨道卫星，特别引人注目，分别是高分四号和高分十三号。实际上，世界上只有中国拥有地球静止轨道光学侦察卫星。这是因为中国有一般国家所没有的需求：在茫茫大海中找到航母。比如说，普通光学卫星对一个固定区域的监视只能持续十几分钟，然后就飞过去了，不能形成持续的覆盖，很容易将航母漏掉。于是能凝视固定区域的地球静止轨道卫星就显示出它的优势。

但问题在于，地球静止轨道的高度是35768公里，比一般的太阳同步轨道高了50到60倍。有些侦察卫星为了提升分辨能力，会在低至两百多公里的轨道上运行，这样一来分辨能力会相差一百多倍。因此，中国第一颗静止轨道光学侦察卫星高分四号的分辨率只有50米，对于长度330米，宽70米的美国航母来说，这个分辨能力有点尴尬。

然而，今年10月12日发射的高分十三号彻底改变了这一局面。高分十三得益于中国镜头技术的进步，实现了2米口径的大镜头，能将分辨率提升到15米，能接近上图中的拍摄效果。这样一来，航母在茫茫大海上就很难藏得住了。

一旦发现了航母的踪迹，就可以调动有变轨能力的低轨道卫星进行详查。以低轨卫星的分辨能力，航母上的飞机都能看得清清楚楚。而且，中国现在已经实现了4米口径的大镜头。未来升空之后，静止轨道的分辨能力能够达到米级，有些国家的低轨卫星分辨能力也不过如此。

可是，在茫茫大海又如何找到航母呢？中国一个领先技术是实现了星上图像处理识别，能在卫星上用AI算法识别航母等物体，发现之后通知地面并传输相关图像及数据，延时在一分钟以内。否则将数据送到地面再由地面分析处理，耗时多达数小时，就失去了实际意义。

 

4、 对比美国

 

美国目前在轨的光学卫星只有四颗锁眼11，雷达成像卫星有三颗长曲棍球（Lacrosse），五颗FIA（也叫黄玉，Topaz）雷达卫星。美国光学卫星的数量上远低于中国，但雷达成像卫星多于中国。不过在2020年之后，中国将基于高分三号卫星的技术，发射多颗海洋三号卫星，从而拉近与美国在雷达卫星方面的差距。

当然，中国光学侦察卫星数量多，也和中国的具体需求有关。中国要求一旦发现航母，低轨道卫星能够对航母实现持续的跟踪。通常一颗卫星对地面目标的监视时间只有十几钟，因此需要多颗卫星接力，才能保证对航母的持续跟踪，就必须有足够数量的卫星在轨。

中国目前能够实现从南海一直到华北海域，十五分钟间隔的卫星过顶时间。也就是说，在中国临近海域，尤其是南海，能实现连续的卫星跟踪。其他的渤海是内海，黄海和东海都很小，不适合航母活动。总而言之，美国航母已经无法保证在南海和中国近海活动而不被发现。

需要注意的是最近发射的高新03号星，它们都是小卫星，重量仅仅40kg，但也能达到1米级分辨率，不仅能拍照片，甚至能拍摄视频。这些小卫星成本低，抗毁性好，未来将有大量这样的卫星组成卫星网。

 

5、 未来展望

 

2020年是很多重大项目结束之年，也是成果丰硕的一年。仅仅2020这一年，高分卫星发射了十七颗之多，占在轨卫星数的一半。现在规划的新一批重大专项，将从2021年持续到2035年。未来中国将构建覆盖周边及一带一路地区，由总计100颗卫星组成的阵列，其中一半光学一半雷达，无论白天黑夜都能监视。

 

最终，中国计划实现全球无缝覆盖，由数量庞大的数百颗卫星组网而成，卫星的时间间隔仅有5分钟。届时不仅是美国航母，连车辆都将无所遁形，地面一举一动可以实时直播。这将是一个什么样的世界？！恐怕距离"天网"上线已经不远了吧！