人物 | 孙承志：打造天空“摄像头”，瞄准地球拍“3D大片”

以下文章来源于南京信息工程大学 ，作者融媒体中心

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2020年7月25日，我国资源三号03卫星发射升空，与在轨的资源三号01、02卫星等组网运行，为新型基础测绘等工作提供数据支撑，同时兼顾生态环境监测、防灾减灾救灾等多领域应用需求。作为我国资源三号卫星应用系统工程总指挥、“国家高分辨率对地观测系统”重大科研专项（民用部分）工程副总指挥，孙承志终于松了一口气：“资源三号卫星工程建设任务完成了，我国对地遥感观测能力将显著提升，我也有更多时间做其他工作了。”

资源三号03卫星发射升空

一年后，孙承志换了一个身份——南信大遥感与测绘学科领军人才，遥感与测绘工程学院研究员。“卫星测绘是一个长期任务，需要一代又一代人持续奋斗。”孙承志说，卫星事业的重要意义在于，让大家不仅看到今天，还要看到明天。“加入南信大，除了利用自己多年业界经验，促进推动学校科研资源与民用遥感领域融合发展，更重要的是培养更多相关人才，推动卫星测绘事业不断向前。”

孙承志

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助力“资源三号”发射，填补我国自主民用立体测绘卫星空白

2012年1月9日，资源三号01卫星成功发射，我国拥有了第一颗民用高分辨率光学立体测绘卫星，填补了自主民用立体测绘卫星的空白。该卫星实现了我国1:50000测图从依赖国外卫星到使用国产卫星的根本性变革，使中国一举成为国际上少数几个掌握成套卫星测绘技术的国家之一，具有开创性和里程碑意义。

2012年1月9日，资源三号01卫星成功升空

八年后的7月，资源三号03卫星成功发射。与目前在轨的资源三号01、02卫星共同组成了我国立体测绘卫星星座，更进一步增强中国独立获取空间地理信息的能力，提升了中国测绘服务保障水平。

卫星上天，重点在于应用。“为了使得卫星能够在新型基础测绘、地理国情监测、应急测绘、智慧城市等方面开发出多样化的产品，建立覆盖全国的卫星测绘业务流程，团队当年的科研攻关历经坎坷。”孙承志全程参与了资源三号卫星01号星到03号星的应用系统开发，说起背后的故事如数家珍。

资源三号卫星研制分三个阶段：方案设计阶段、初样研制阶段、卫星正样生产与发射准备阶段。“就在第一阶段，大家就已经‘吵’得不可开交了”，孙承志笑着说。比如，在拟定“卫星研制总要求”文件时，测绘团队和卫星团队就出现了一定的分歧。“在讨论‘平台稳定度’指标时，测绘团队依据测绘规范推算出的指标和卫星团队现有研制能力可实现的指标之间有差距，团队之间各持己见，很难轻易妥协。”这样“间歇性争执”长达一年，通过“争吵”，测绘团队对卫星研制以及卫星团队对测绘产品都有了更深的理解，“卫星研制总要求”文件也从最开始的四五页扩展到最终版的二十来页，“每个系统指标都被详细敲定，也彻底理清了对各系统的技术要求。研制总要求文本也成了后面卫星研制要求文件编写的‘范本’了。”

2012年2月，国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心在河北安平开展资源三号卫星首次在轨几何检校工作

“‘资源三号’系列卫星还有一个明显特点，就是它改变了我国测绘依赖航空摄影的方式。”孙承志说，这其中，团队开发的三线阵立体拍摄是独特之处。所谓立体拍摄，就是三台线阵相机按照前视、正视、后视方式排列（一台朝前、一台朝下、一台朝后），这样沿着一条轨道上卫星飞行的每个位置都有三台相机跟踪拍摄三个位置，模拟人的眼睛看，前、正、后视组合之后可形成多个立体的影像，由于把测绘相机从飞机平台提升到卫星平台，测绘带宽从原来的公里级提高到了50公里，因此测绘效率得到了极大的提高。

“过去采用航拍测绘，全国全年的总成像能力在70万至100万平方公里，而通过测绘卫星，在不考虑云层的情况下，59天就可以对全球测绘一遍，而且精度非常高。”孙承志说，再到如今资源三号的三颗卫星实现三星组网运行，重访周期可从原来双星的3天缩短到1天，2米分辨率光学立体影像和平面影像对全国或重点区域的年度、季度、月度覆盖能力大大提高。

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打造飞行在宇宙的“摄像头”，瞄准地球拍出“3D大片”

新冠肺炎疫情之下，如何利用遥感图像，监测武汉火神山医院和雷神山医院的施工进度；汛期来临之际，如何全天候无死角跟踪拍摄湖区，为抗洪救灾提供实时洪灾数据；精准扶贫方面，如何精准调查贫困地区资源实况，分析区域贫困特征及成因……高分辨率系列卫星的广泛应用，都让这些变得顺利。

作为高分专项工程副总指挥，孙承志一直致力于更进一步研制我国高分辨率对地观测系统。“不少工作我都有参与，尤其是高分七号卫星的研制，依旧历历在目。”孙承志说，高分七号的全称是“高分辨率国土测绘卫星”，于2020年11月3日成功发射，它标志着我国跨入1:10000比例尺航天测绘新时代，已达到国际先进水平。

那么，高分辨率具体是什么含义？孙承志解释说，高分七号能达到1:10000比例尺，对地物的平面定位精度优于7米，高程精度优于1.5米。“因此，高分七号能够更准确地定位地物的位置、识别更多细节。打个比方，以往我们只能够定位比较宽阔的高速公路，现在则能够精确定位乡间小路的位置。”

2014年2月，孙承志在澳大利亚辐射定标靶标铺设作业现场

又如何实现这个高分辨率？“这要归功于它上面配置的拍照和测绘‘神器’，准确来说它搭载了双线阵立体相机、激光测高仪等有效载荷，突破了亚米级立体测绘相机技术。”孙承志说，这也是团队的发明创造，国外这种卫星都是只拥有其中一项技术，团队经过一轮轮攻关，把这两项技术合并到一颗卫星上，这样卫星就能够获取高空间分辨率光学立体观测数据和高精度激光测高数据，“与一般光学遥感卫星只能拍摄平面图像不同，高分七号绘制的图像是立体的，用它测量的地图上，建筑物不再只是一个个方格，而是一个个立体模型。”

成功的背后，总有不为人知的挑战与困难。当时高分七号决心配置国内首台长焦距、大口径、无畸变测绘相机，“但仅是制造相机的材料就让我们犯了难。”孙承志说，相机在轨成像期间的图像质量和几何稳定性，有一部分是由相机材料确定的，“卫星材料要求轻的同时，也要热稳定性能好，膨胀小，而且刚度高，卫星团队按序按标依次进行检验，长达好几个月的试验后，才最终确定碳碳化硅材料。”

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在培养新时代航天遥感力量的同时，尽最大可能服务社会

“未来一段时期，我国航天测绘科技将迎来发展的黄金期，需要大量的人才资源。”孙承志说，回到校园站上讲台，一切是为了新一代成长。在前工作单位，当有年轻同事提出问题需要帮助时，我们只要有空都会放下手头工作耐心指导。“这些年，我内心对老师这个职业一直充满了一种向往，加入南信大就算是圆梦了。”

“目前，我国遥感卫星已经迈出了商业化的步伐。在商业航天领域，需要众多高校、科研单位和研究人员参与。”孙承志说，无论我们国家处在什么经济发展阶段，要发展都离不开人才。所以，下一步自己需要进一步在教育创新、加快培养卫星应用人才这方面下功夫。“如何将高校的教育优势转化为航天测绘的人才优势，需要全盘考虑。同时，如何实现企业与科研单位的无缝对接，将原创性技术直接转化为市场产品，这也是需要认真对待和考虑的。”

孙承志参加学校省级工程中心建设论证会议

“如沐春风——这是和孙老师交往互动中，我最直接的感受。”说这话的是2021级遥感与测绘工程学院资源与环境专业的研究生赵光辉，去年9月他成为孙承志进校后带的第一位研究生。“孙老师非常注重学习能力的培养，我跟着孙老师虽然时间不久，但是孙老师深厚的知识储备和卓越的科研学术能力，让我无论理论还是实践都取得了很大的进步。”赵光辉说，除了学习，孙承志在生活上对学生也分外关心。“之前在北京实习时孙老师亲自安排我的住处，同时也注重学习方面的交流与沟通，让我感到他像家人一样陪在我身边。”

研究生赵光辉在北京实习

“做导师基本上是跟学生朝夕相处，在我看到他们取得进步的时候我也很高兴。”今年孙承志又带了5名硕士生和1名博士生，谈到对学生的期待，他说，“我希望我的学生能懂得严谨、认真和精益求精对科研工作的重要性。同时大家要珍惜在校时间，因为进入社会后可能再没有像大学一样系统的时间去学习新知识和技能了。”

当前，测绘技术与以移动互联网、大数据、云计算为代表的新一代信息技术正加速融合，并催生各种地理信息新应用、新产品和新服务。“所以我希望以后在南信大能够和更多勤奋、上进、优秀的学生一起参与到更多的项目当中去，利用学校优质的科研资源去解决一些关键技术问题。”孙承志说，我们还可以积极探索大学与企业互动的新模式，抓住当前商业航天产业高速发展的战略机遇期，尽最大可能让学校的优质资源和能力服务于社会。

原标题：《人物 | 孙承志：打造天空“摄像头”，瞄准地球拍“3D大片”》

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