国防科工局顺利验收“高分重大专项共性关键技术研究项目”

高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)是《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的十六个重大科技专项之一，于2010年批准启动实施。“十二五”阶段，高分专项建设成绩斐然。高分一号、二号、四号卫星发射升空，实现了亚米级高空间分辨率与高时间分辨率的有机结合。高分专项在网络上被亲切的称为“中国人自己的全球观测系统”。

关键技术是在一个系统或者一个环节或一项技术领域中起到重要作用且不可或缺的环节或技术，可以是技术点，也可以是对某个领域起到至关重要作用的知识。

2020年7月上旬，国防科工局重大专项工程中心验收了由中科院合肥研究院安光所光学遥感研究中心担的高分重大专项共性关键技术研究项目“GF-5高精度多角度偏振数据高精度反演技术”，以及与中国气象局国家气象卫星中心共同承担的两个高分重大专项共性关键技术研究项目“GF-5基于多角度偏振的气溶胶反演技术”和“GF-5温室气体探测仪数据精处理技术研究”。

温室气体指的是大气中能吸收地面反射的长波辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、氧化亚氮(N₂O)、氟利昂、甲烷(CH₄)等是地球大气中主要的温室气体。

偏振探测技术是近几年来发展起来的新型探测技术，作为一种重要的探测手段，偏振探测具有其他传统探测手段所没有的特点。偏振是光的一个重要信息。偏振探测作为强度探测的一个有益补充买可以把信息量从三维(光强、光谱和空间)扩充到七维(光强、光谱、空间、偏振度、偏振方位角、偏振椭率和旋转的方向)有助于提高目标探测和地物识别的准确度。

反演技术能够模仿人类智能的计算机程序系统的人工智能系统，它具有学习和推理的功能。例如专家系统、人工神经网络系统等。在反问题求解过程中应用人工智能的方法技术，引导局部或全局最 优，这种反演方法称为人工智能反演，现阶段又分为线性反演、迭代反演、最 优化反演等。

大气气溶胶多角度偏振探测仪主要用于研究全球云和气溶胶参数,为满足多角度探测,对幅宽和分辨率均有一定要求,在仪器设计和研制阶段需要对系统在轨状态进行模拟,分析模拟数据可以为载荷指标设计、工作模式优化、数据补偿等提供数据支撑,为地面应用系统数据处理提供重要参考。通过偏振探测仪在轨飞行工作模拟,实现模拟数据参数实时交互,以飞行模拟数据为基础获得载荷模拟数据,为载荷设计和后续应用提供支撑参考。相对于传统的卫星光学载荷(MODIS、MISR等)，利用偏振信息可以有效的将大气和地表的贡献区分开，所以卫星偏振遥感技术在大气环境监测方面具有显著的优势，可在大气环境监测方面发挥重要作用。

气溶胶是影响气候,环境以及遥感定量水平的重要因素.多光谱和多角度的观测数据,一直被用于气溶胶的反演,而偏振遥感技术使反演使用的地,气辐射信息从标量变为矢量,可以更好地实现气溶胶的探测.多光谱多角度偏振成像卫星遥感,是实现获取大尺度,高频次全球大气气溶胶观测能力的最 优手段。

高分五号卫星是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星，也是中国高分专项中一颗重要的科研卫星;这里的高分专项是指高分辨率对地观测系统，是国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中确定的16个重大专项之一。卫星首次搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、主要温室气体探测仪、大气多角度偏振探测仪、大气环境红外甚高分辨率探测仪、可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪共6台载荷，可对大气气溶胶、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷、水华、水质、核电厂温排水、陆地植被、秸秆焚烧、城市热岛等多个环境要素进行监测。未来，高分五号卫星将有效支撑气象业务中温室气体、痕量气体及污染气体的监测预警工作。

高分五号搭载的大气主要温室气体监测仪，是国际上首台采用空间外差干涉体制进行温室气体探测的有效载荷，可用于区域大气环境监测，分析全球温室气体起源与经风向传播的“旅行图”，为气候变化研究及环境外交提供基础数据。

新闻来源：中国科学院合肥物质科学研究院

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