【/h/]界面新闻记者|杨舒洪基

【/h/]2018年5月9日，中国成功发射了世界上第一颗高光谱观测卫星高芬五号，这标志着中国空光谱间遥感技术进入高清定量应用时代，开创了星载高光谱技术的新纪元。

【/h/]这颗搭载宽光谱宽高光谱相机（AHSI）的卫星在700公里高度以每秒7公里的速度获取地表330个光谱通道的数据，相当于一台相机对2000台传统光谱仪的数据采集能力，为中国生态环境监测、资源勘探和应对气候变化提供了有力支撑。

【/h/]2024年5月23日上午，由上海市* *网信办、上海市科技工作* *联合主办的“源计划的力量”媒体行走进中国科学院上海技术物理研究所。解密世界最先进的星载可见光短波红外高光谱相机在上海诞生的背景。

【/h/]2000年，美国发射了第一台EO-1/Hyperion星载高光谱相机，在国际上引起了轰动，并引起了国内该领域专家的注意。2003年，上海市科委启明星项目牵头支持了这项研究工作。

【/h/]当时，在技术落后10年的情况下，上海青年科研人员通过多年潜心研究，率先探索出凸光栅分束技术体系之路。

【/h/]“现在看来这个选择是正确的，技术体系已经成为国际主流。该项目负责人、中国科学院上海技术物理研究所刘印年表示，随着技术的发展，国际航天强国已达成共识:“两宽（宽光谱）五高（高光谱、高空、高辐射分辨率、高灵敏度和高精度测量）是发展目标。”

【/h/]但是，当时世界上没有成熟的“两宽五高”技术路径可以借鉴，需要另辟蹊径。

【/h/]2008年，国家863计划支持由行业用户、卫星和相机载荷组成的项目组对“两宽五高”高光谱成像技术开展系统研究，打破了过去模仿跟踪国外的模式，提出了中国自主的指标体系。

【/h/]“与欧美同时开发的技术相比，它更具挑战性，宽度增加了一倍，光谱段增加了近100个，信噪比也是最高的。”刘银年告诉记者，“它的技术难度相当于在几公里外的一秒钟内准确区分一个百万粒大小的物体上的数百种颜色。”

【/h/]一般来说，要实现这一目标，我们需要完成三大研究项目，包括光学系统、光电探测器组件和产品工程。

【/h/]在光学系统上，经过近十年的艰苦探索，团队提出了图像倍增远心控制与视场分离相结合的新方法，实现了望远镜全视场光锥垂直会聚的远心成像。与国际同类产品相比，信号采集能力提高了6倍；同时，团队还提出了物像双远心光谱仪的新结构，可有效克服大视场的光谱畸变，解决了传统光谱仪视场不长、外延不广的“顽疾”。

【/h/]在光电探测器方面，中国长期被欧美技术封锁，自主研发是唯一出路。团队通过深入理解高光谱成像特点和探测器光电转换理论，创新性地攻克了微米级探测器材料组分梯度分布、探测器耗尽区与表面纳米级精密隔离等关键技术，研制出中国自主的“高端、三代宽光谱高灵敏度高光谱红外探测器”，实现了弯道超车。

【/h/]如何将高光谱洞察构建到万无一失的航空航天产品中，是摆在团队面前的最后一道障碍。团队专注于产品工程，经过多年在技术和工艺上的反复打磨，通过了相机力学、热现实空、热平衡、校准现实空、EMC、磁和整星力学、热现实空等多项航天产品的严格测试和考核。整个研制过程形成了5000多份技术报告和4万多张图纸。

【/h/]经过近20年的艰苦探索，它终于突破了世界上的“两宽五高”。（宽光谱、宽幅面、高光谱、高空、高辐射分辨率），并成功研制了世界上第一台宽光谱高光谱相机，在轨取得了优异的性能，引起了国际同行的广泛关注。

【/h/]“这款顶级仪器采用了许多新技术，实现了出色的性能。"美国国家航空航天局& quot史努比& quot规划项目负责人评价道。同时，这一成果被列入“上海市2023年建设具有全球影响力的科技创新中心第十个五年规划”。科技创新行动计划》重点技术标准项目。

【/h/]从落后国外10年到同期大幅领先国外，团队用了20年的时间回报上海科技，“后起之秀”冉冉崛起，成为当之无愧的“中泰空之眼”。

【/h/]截至目前，已有4台同类型高光谱相机在Tai空工作。在矿产资源调查中，与以往依赖国外多光谱卫星数据相比，矿产类型和蚀变组合的识别结果从10多种增加到40多种，正确率超过90%，大大缩短了找矿勘查周期。在碳排放监测领域，这一成果被视为“下一代甲烷监测的代表性仪器”，有力支持了中国“二氧化碳排放达峰”重大战略的实施。

【/h/]在生态环境监测中，60公里宽的扫描范围可一次性完全覆盖太湖等大型水体，准确获取叶绿素、悬浮物、透明度等关键水质指标，为水污染早期治理提供有力支撑。在自然资源调查方面，实现了全国黑土地质量遥感调查，有机质、沙地等参数监测精度比国外卫星高一倍，为保护性耕作和耕地质量评价提供了科技支撑。

【/h/]在国际上，这一成就引起了联合国气候变化大会COP28同行的关注。在美国斯坦福大学组织的全球甲烷排放单盲实验中，与国外同类仪器同台竞技。监测结果远超国外一个数量级。欧洲航天局和其他国际同行向中国政府提出了数据共享请求，并与中国组织的专家共同应用了这些宝贵的数据，这表明中国航天技术在“一带一路”贡献中发挥了重要作用。

【/h/]2022年，该团队研发的产品在中东国家高光谱商业卫星国际招标中从6家国际公司中脱颖而出，首次实现星载高光谱相机出口，抢占国际商业卫星产业市场。

【/h/]“这项根植于上海、发展于上海、成就于上海的先进技术，未来将进一步服务于上海商业航天新业态建设，持续助力上海建设具有全球影响力的科技创新中心。”刘银年说。