看穿地球的 “火眼金睛”如何炼成？走近“空中变形金刚”一探究竟

　　今天一起认识国家重大科技基础设施——航空遥感系统。遥感，顾名思义就是遥远的感知，是指不直接接触目标物体，而使用传感器接收物体反射或发射的电磁波信号，来揭示物体的各种特征。遥感技术不仅能获取地球表面信息，还能一定程度地穿透植被、水体等，揭示地表覆盖之下不为人知的秘密。

　　航空遥感，其实离我们大家并不遥远。比如在甘肃积石山6.2级地震救援中，翼龙无人机就在第一时间赶赴现场，通过远红外线遥感等执行任务，为救灾工作提供了重要支撑。

　　新一代大型航空遥感系统，不仅体积更大，本领也更强，被称为是“空中变形金刚”。航空遥感系统外表看上去就是一架新舟60飞机，但是它已经被精心改造、全副武装，集光学、微波、激光、红外等各种不同载荷于一身，形成了18个不同类型的观测窗口，不仅可以清晰地看到地表，还能够精准透视地下，可以说是“十八般武艺样样精通”。

　　更为关键的是，它还可以根据任务需要，装载不同载荷进行同步工作，能够实现7种不同的组合方式，在国土测绘、应急减灾和生态保护等领域具有重要的作用。

　　总台央视记者 郑玮玮：我现在是在辽宁营口兰旗机场，这里是中国科学院建设运行的国家重大科技基础设施“航空遥感系统”的外场运行基地。在我身边就是新舟60遥感飞机，以这架飞机为飞行平台的航空遥感系统是我国目前综合能力最强的科学实验平台。

　　中国科学院空天信息创新研究院航空遥感中心副主任 朱金彪：新舟60遥感飞机是整个系统的空中平台，它的最大特点是装载能力特别强，从载荷的角度来讲，它可以对地观测有7种18个对地观测窗口供载荷使用。在这块区域看到的是微波载荷的观测窗口区域。这是左侧壁雷达天线罩，可以安装合成孔径雷达天线。再往后来，这块区域是通过一个4米多长的刚性基线，连接安装两个大的吊舱。吊舱下面也是雷达天线罩，吊舱内部可以安装雷达的天线，整个这块区域构成的微波载荷的观测窗口区域，可以同时安装6个波段的合成孔径雷达天线，来实现对地微波观测。

　　新舟60全副武装，就成了具备强大观测能力的航空遥感系统。根据即将执行的海陆统筹实验任务，科研团队选择了多光谱、高光谱、激光、合成孔径雷达等多种载荷的协同观测方式。将通过多次飞行获取当地陆海交界、海岸带区域的高质量遥感数据。

　　中国科学院空天信息创新研究院航空遥感中心高级工程师 刘玉泉：我们这次实验主要是面向生态、国土、海洋、交通等行业用户。针对陆海交界、海岸带区域的高空间分辨率、多模态数据应用需求，获取多光谱、高光谱、激光、合成孔径雷达等高分辨率遥感数据，服务于城市、湿地等环境监测，以及海上交通管理等典型场景。

　　新一代航空遥感系统突破了舱外多挂点和机体连续大开口飞机结构设计等一系列关键核心技术，可以满足光学、微波、激光、红外等多种载荷同时安装、数据协同获取，填补了国内具有长航程、多功能、多观测窗口的中大型航空遥感飞机研制空白。

　　新舟60遥感飞机，也因“一机七构型”的改造，被称为“空中变形金刚”。“变形金刚”的本领之强，就体现在能够在机舱内外同时装载多达十余套光电微波载荷，可以根据用户需求进行选装选配，就像搭积木一样来选择观测载荷和观测窗口，实现不同的功能构型和飞行能力，充分体现了其灵活与机动优势。尤其是在机舱外挂载设备会改变飞机的气动外形，对飞机飞行安全产生直接影响，而“变形金刚”的外挂功能也充分体现了航空遥感系统建设的关键技术水平。

　　中国科学院空天信息创新研究院航空遥感中心副主任 朱金彪：目前我们看的这块区域可以装载三个光学相机，这是两台光学的相机，目前看到这一台是多光谱相机，它下面是一个光学玻璃。这块区域是电子设备机柜，这是它的显示屏，可以显示设备的技术状态和快视图像。这一台是三维激光雷达，它的下面一块是光学玻璃，通过光学玻璃对地观测。

　　航空遥感系统上的多个载荷同步对地观测，然后通过实验室后期处理，最终就可以生成各类数据产品满足不同领域的重大需求。2023年，依托航空遥感系统，中国科学院组织开展了“黑土粮仓”科技会战三江示范区航空飞行综合观测试验。航空遥感系统搭载8套大型遥感设备，与卫星、无人机、地面采样等相结合的方式，共同实施黑土地空地立体监测，多频次全面“体检”提高了黑土地耕地产能与质量监测能力，构建出黑土地耕地档案，为保护利用好黑土地、保障我国粮食安全提供了重要的科技支撑。

　　在今年的青藏高原综合科学考察中，航空遥感系统在祁连山八一冰川地区实施冰川透视航空与地面联合科学实验，这是国际上首次开展基于航空平台的三波段雷达联合冰川探测实验。测区海拔4400米以上，飞行高度首次要求6500米以上，在连续飞行两个月20多架次之后，团队获取了清晰的冰川剖面图，能够清晰反映出冰面与大气、冰川与基岩的界面线，以及位于冰芯钻孔深度80米处的状况，对解决冰川厚度遥感监测难题、突破冰储量估算瓶颈等具有重大意义。

　　与卫星遥感相比，航空遥感可以灵活选择观测时间、观测位置以及观测手段，具有机动性强、分辨率高、观测内容丰富、载荷配置灵活、响应时间短等独特优势，是区域高分辨率多源遥感数据的最重要来源，在科学研究、载荷校飞、应急减灾等国家重大需求中发挥着越来越重要的作用。

　　中国科学院空天信息创新研究院航空遥感中心副主任 朱金彪：它是新型载荷的实验平台，比如说咱们国家第一颗激光碳监测卫星，它的激光雷达载荷就是在新舟60遥感飞机上完成的技术验证。从这个角度来讲，我们把它称作“载荷的空中实验室”。

　　2023年，航空遥感系统全年共支撑了15项国家任务，内容涉及黄河三角洲陆海一体生态监测试验、“一带一路”世界遗产监测保护典型应用示范、基于北斗时空基准的高精度数字影像获取等方面。飞行207架次、849小时，共享给30多个用户部门，在生态环境、自然资源、国土测绘等行业和领域得到了深入广泛的应用。

　　未来，科研团队将围绕国家“十四五”重点研发计划“航空协同透视探测技术系统”项目继续展开攻关研究，构建分布式多航空载荷、平台及应用全链条航空透视探测技术体系，服务国家重大需求。