高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(簡稱高分專項)是《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》確定的十六個重大科技專項之一，于2010年批準啟動實施?！笆濉彪A段，高分專項建設成績斐然。高分一號、二號、四號衛(wèi)星發(fā)射升空，實現了亞米級高空間分辨率與高時間分辨率的有機結合。高分專項在網絡上被親切的稱為“中國人自己的全球觀測系統(tǒng)”。
關鍵技術是在一個系統(tǒng)或者一個環(huán)節(jié)或一項技術領域中起到重要作用且不可或缺的環(huán)節(jié)或技術，可以是技術點，也可以是對某個領域起到至關重要作用的知識。
2020年7月上旬，國防科工局重大專項工程中心驗收了由中科院合肥研究院安光所光學遙感研究中心擔的高分重大專項共性關鍵技術研究項目“GF-5高精度多角度偏振數據高精度反演技術”，以及與中國氣象局國家氣象衛(wèi)星中心共同承擔的兩個高分重大專項共性關鍵技術研究項目“GF-5基于多角度偏振的氣溶膠反演技術”和“GF-5溫室氣體探測儀數據精處理技術研究”。
溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的長波輻射，并重新發(fā)射輻射的一些氣體，如水蒸氣、二氧化碳、大部分制冷劑等。它們的作用是使地球表面變得更暖，類似于溫室截留太陽輻射，并加熱溫室內空氣的作用。這種溫室氣體使地球變得更溫暖的影響稱為“溫室效應”。水汽(H?O)、二氧化碳(CO?)、氧化亞氮(N?O)、氟利昂、甲烷(CH?)等是地球大氣中主要的溫室氣體。
偏振探測技術是近幾年來發(fā)展起來的新型探測技術，作為一種重要的探測手段，偏振探測具有其他傳統(tǒng)探測手段所沒有的特點。偏振是光的一個重要信息。偏振探測作為強度探測的一個有益補充買可以把信息量從三維(光強、光譜和空間)擴充到七維(光強、光譜、空間、偏振度、偏振方位角、偏振橢率和旋轉的方向)有助于提高目標探測和地物識別的準確度。
反演技術能夠模仿人類智能的計算機程序系統(tǒng)的人工智能系統(tǒng)，它具有學習和推理的功能。例如專家系統(tǒng)、人工神經網絡系統(tǒng)等。在反問題求解過程中應用人工智能的方法技術，引導局部或全局最 優(yōu)，這種反演方法稱為人工智能反演，現階段又分為線性反演、迭代反演、最 優(yōu)化反演等。
大氣氣溶膠多角度偏振探測儀主要用于研究全球云和氣溶膠參數,為滿足多角度探測,對幅寬和分辨率均有一定要求,在儀器設計和研制階段需要對系統(tǒng)在軌狀態(tài)進行模擬,分析模擬數據可以為載荷指標設計、工作模式優(yōu)化、數據補償等提供數據支撐,為地面應用系統(tǒng)數據處理提供重要參考。通過偏振探測儀在軌飛行工作模擬,實現模擬數據參數實時交互,以飛行模擬數據為基礎獲得載荷模擬數據,為載荷設計和后續(xù)應用提供支撐參考。相對于傳統(tǒng)的衛(wèi)星光學載荷(MODIS、MISR等)，利用偏振信息可以有效的將大氣和地表的貢獻區(qū)分開，所以衛(wèi)星偏振遙感技術在大氣環(huán)境監(jiān)測方面具有顯著的優(yōu)勢，可在大氣環(huán)境監(jiān)測方面發(fā)揮重要作用。
氣溶膠是影響氣候,環(huán)境以及遙感定量水平的重要因素.多光譜和多角度的觀測數據,一直被用于氣溶膠的反演,而偏振遙感技術使反演使用的地,氣輻射信息從標量變?yōu)槭噶?可以更好地實現氣溶膠的探測.多光譜多角度偏振成像衛(wèi)星遙感,是實現獲取大尺度,高頻次全球大氣氣溶膠觀測能力的最 優(yōu)手段。
高分五號衛(wèi)星是世界首顆實現對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛(wèi)星，也是中國高分專項中一顆重要的科研衛(wèi)星;這里的高分專項是指高分辨率對地觀測系統(tǒng)，是國務院發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》中確定的16個重大專項之一。衛(wèi)星首次搭載了大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、主要溫室氣體探測儀、大氣多角度偏振探測儀、大氣環(huán)境紅外甚高分辨率探測儀、可見短波紅外高光譜相機、全譜段光譜成像儀共6臺載荷，可對大氣氣溶膠、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷、水華、水質、核電廠溫排水、陸地植被、秸稈焚燒、城市熱島等多個環(huán)境要素進行監(jiān)測。未來，高分五號衛(wèi)星將有效支撐氣象業(yè)務中溫室氣體、痕量氣體及污染氣體的監(jiān)測預警工作。
高分五號搭載的大氣主要溫室氣體監(jiān)測儀，是國際上首臺采用空間外差干涉體制進行溫室氣體探測的有效載荷，可用于區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測，分析全球溫室氣體起源與經風向傳播的“旅行圖”，為氣候變化研究及環(huán)境外交提供基礎數據。
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