为什么高芬-5如此强大？卫星上搭载了哪些“神器”，能起到什么作用？
高芬5号是什么样的卫星？
高芬专项总设计师、国防科工局重大专项中心主任童旭东介绍，高芬五号是高芬专项(高分辨率对地观测系统重大项目)规划的唯一一颗陆地环境高光谱观测卫星。它是世界上第一颗实现大气和陆地综合观测的全光谱高光谱卫星，也是中国高芬专项中重要的技术试验星。
据专家介绍，高光谱遥感是遥感技术的前沿。地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征。因此，光谱被认为是识别物质的“指纹”，是识别和分析不同物体特征的重要“身份证”。高芬五号卫星不同于之前发射的高分一号、高芬二号和高芬四号卫星。光学成像只能看到形状、大小等。物质的。高芬五号卫星拥有的光谱成像技术可以将光谱和图像结合起来，探测物质的特定成分。
专项应用系统副总工程师、生态环境部卫星环境应用中心主任王翘表示，目前，遥感监测的支撑在我国大气污染防治、水污染防治、生态环境监管、中央环保督察、环境污染和生态破坏事件应急处置等日常工作中已越来越不可或缺。然而，对于大范围、定量、同步观测要求的生态环境遥感监测，现有卫星数据在数据覆盖和重访能力、分辨率在空之间、时间分辨率和光谱分辨率等方面存在较大差距，严重制约了卫星遥感技术在生态环境保护中的应用。
据了解，高芬五号卫星是以生态环境部为牵头用户，自然资源部和中国气象局为主要用户的环境专用卫星。它具有高光谱、宽范围、定量检测等特点。许多用于生态环境监测的大气探测有效载荷具有大带宽、高光谱和偏振探测能力，这使得高精度地远程探测二氧化氮和二氧化硫等污染物以及二氧化碳和甲烷等温室气体成为可能。
因此，高芬五号卫星将填补国内卫星无法有效探测区域大气污染气体的空空白，通过监测大气污染气体、温室气体、气溶胶等物理要素，动态反映我国大气污染状况。同时，高芬五号卫星还可探测内陆水体、陆地生态环境、蚀变矿物和岩石矿物类别，为我国环境监测、资源勘探、防灾减灾等行业提供高质量、高可靠性的高光谱数据。
搭载的陆地观测载荷和大气观测载荷让高芬五号卫星有了锐利的目光
高芬五号搭载了哪些“神器”？
从2012年12月立项到今年5月发射，高芬五号的研制历时65个月。卫星设计寿命8年，装载2颗新研制的对地观测有效载荷和4颗新研制的大气观测有效载荷。这六大载荷“神器”让高芬五号卫星拥有了“火眼金睛”。
王说，以大气痕量气体差分吸收光谱仪为例，它具有获取从紫外到可见波段高光谱数据的能力。光谱分辨率高达0.5nm，可用于6种以上大气痕量气体组分分布和变化的定量反演，支持空气体质量变化的监测和各种排放过程对大气成分和全球气候变化影响的分析。
“再比如新研制的两种水体陆地探测器——可见短波红外高光谱相机和全光谱光谱成像仪。这两个载荷为我们实现水体和陆地生态环境要素的高精度、定量监测提供了先进的技术手段。”王翘说，这两个载荷可用于水污染监测、饮用水源环境风险监测、城市黑臭水体监测、近岸水环境监测等。在土地生态环境监测方面，可用于监测土地表层精细分类、开发建设和生产活动造成的生态破坏和生态影响，监测生态系统现状和动态变化，为中央环保督察和专项环境执法检查等提供技术支持。
童旭东介绍，高芬五号卫星光谱范围广，可以实现从紫外到长波红外光谱的高光谱观测。它是世界上第一颗实现大气和陆地综合观测的全光谱高光谱卫星。此外，它也是我国光谱分辨率最高的卫星，实现了氮氧化物、二氧化硫等痕量气体的高光谱监测，光谱分辨率为0.3-0.5纳米。
高芬五号也是中国探测手段最多的光学遥感卫星。同时拥有多光谱、超光谱、偏振、多角度、掩星、耀斑等观测手段。工作模式多达26种，可实现多种观测数据的融合应用。
此外，高芬五号卫星定标精度高，星载载荷谱定标精度达到0.008波数，为国产卫星中最高。就像一把尺子是否准确需要定标一样，高精度定标是高光谱卫星定量应用的基础，也是卫星探测信息准确、不失真的重要保证。
高芬五中所属的“高分家族”可以说人人都有绝活
高分五号所属的“高分家族”是什么？还有哪些「高分兄弟」？
童旭东说，高分专项是16个国家科技重大专项之一，2010年批准实施。经过八年的努力，中国已成功发射高分一号至高芬五号卫星，高芬六号卫星将于今年发射。
如果用一句话来介绍这几个“高分兄弟”，可以说个个都有绝活。
高分一号实现了中高分辨率与大幅面相结合的观测能力。高分一号卫星视野开阔，一目了然覆盖800公里，4天可以完整观测地球一次。航天研究人员称之为“大幅面成像”。
高芬二号标志着中国民用遥感卫星进入亚米级分辨率时代。可谓“目光锐利”。如果说地球上的车在高分一号卫星眼里只是一个黑点，那么高分二号卫星已经可以分辨出这辆车是两厢还是三厢了。
高芬三号是中国第一颗一米分辨率C波段多极化合成孔径雷达成像卫星。它最大的特点是具有全天时、全天候的成像能力，无论白天黑夜，晴天空还是雷雨多云，都能随时对地球成像。特别适用于防灾减灾。
高芬4号是世界上第一颗静止轨道高分辨率成像遥感卫星。与高分一号卫星、高分二号卫星在600-700km的近地轨道绕地球“跑”不同，它站在离地36,000km的地球同步轨道上，相对静止地盯着它，可以连续观测某个目标区域。
将于今年发射的高芬六号卫星是中国第一颗具有红边光谱的多光谱遥感卫星。
高分的实施，大大提高了中国民用遥感卫星的技术水平。低轨卫星空分辨率由实施前的2.1m提高到0.8m，地球同步遥感卫星分辨率由km提高到50m，低轨遥感卫星设计寿命由3年大幅提高到8年。
“高芬家族”的卫星，从太阳同步轨道到地球同步轨道，从可见光到微波，从普查到详查，初步形成了中国独立的高分辨率对地观测系统，形成了系统能力。
在卫星数据应用方面，高分专项突破了数据遥感政策、共性关键技术、数据资源共享、服务创业平台等方面的管理技术瓶颈。目前，高分卫星数据已在20多个行业、30个省(自治区、直辖市)得到广泛应用，在很大程度上替代了国外同类型卫星数据。
这些卫星数据有力支撑了各级政府治理能力和治理体系的现代化，在军民融合发展战略、“一带一路”倡议和精准扶贫中发挥了重要作用。
