塞外闊野定準星

　　本報記者 王晨緋

　　俄羅斯曾自夸它的衛星可以清晰地拍下懸崖峭壁上灌木叢的葉子，美國也號稱它的衛星分辨得出莫斯科紅場上的汽車牌號。但在這之前，衛星必須進行定標，它是保證衛星數據定量應用準確性的最關鍵環節，相當于給衛星觀測這桿“秤”加上準星。

　　而在軌運行的衛星要定標，就需要有地面參考靶標，要有遙感野外綜合試驗場。

　　得天獨厚的包頭場

　 　“2008年，我們在想能不能做一個綜合性的驗證場，既可以進行載荷航空飛行測試又能做衛星定標和產品真實性驗證。”經過艱苦的調研，國家“863”計 劃地球觀測與導航領域先進遙感主題專家組組長、中科院光電研究院（以下簡稱光電院）研究員李傳榮終于找到了這樣一處得天獨厚的場所。

　　包 頭遙感綜合驗證場，距離包頭市區約60公里，坐落在大青山和陰山之間的大草原上，地勢平坦開闊、氣候干燥少雨，具有良好的通視性。東西距離32公里，南北 距離16公里，中間有沙地、有草地，還有一大片油葵以及藏匿在沙漠之中的烏梁素海，更值得一提的是，這里以北方重工集團試驗基地為依托，安全且交通便利， 占盡遙感綜合試驗場的天時地利人和。

　　2008~2011年，在國家“863”計劃重點項目“無人機遙感載荷綜合驗證系統”支持下，光電 院對地觀測部組織21家國內優勢單位，基于選定的驗證場，在國內首次打通無人機遙感數據獲取、處理、應用技術鏈路，項目成果以“我國無人機遙感領域取得標 志性進展”為題入選“2011年度中國遙感領域十大事件”。

　　但此時的靶標場還不能進行常態化運行。2013年，光電院地觀測部在之前工作的基礎上，決定面向常態化運行的目標進行設計布置。“我們調研了芬蘭、美國、歐空局、法國、德國等國際知名載荷性能測試場的固定式人工靶標研制、布設與維護技術。”李傳榮告訴記者。

　　2014年7月5日，這是靶標場進行驗收的日子。李傳榮與光電院對地觀測部主任唐伶俐研究員及相關技術人員再一次來到這里，再一次開展了微波條形靶標、真實性檢驗場景及配套設施的現場考察。

　　浩大的靶標工程

　　他們已經記不清是第幾次來這里。

　　靶標，雖然從天空俯瞰到的只是一個微小的圖形，但對于地面來說卻是個龐然大物。

　 　一個18000平方米的大家伙橫空出世。它包含刃邊/灰階復用靶標和扇形靶標，其中刃邊/灰階復用靶標規格為48米×48米，能夠用于高分辨率衛星、航 空光學遙感載荷輻射性能評價；而與其為鄰的扇形靶標半徑為50米，由黑白條相間組成，能夠用于高分辨率衛星、航空光學遙感載荷空間分辨率評價。

　　簡單地說，刃邊/灰階復用靶標就是由四個正方形組成的大正方形，其中兩塊為白色，一塊是黑色，一塊是灰色。而扇形靶標則是黑白相間扇形條。

　　“國內外衛星過境時的指北位置、光譜區分度，還有材料穩定性、朗伯性，墊層的透水性、抗壓能力等都是需要考慮的問題。”研究員馬靈玲負責光學固定人工靶標的設計布設，“自然材料最穩定，我們從最初即確定使用受雨水、雪和霜凍影響較小，光譜退化較慢的天然礫石來構建。”

　 　工程上的難題首先擺在眼前。雖然這里遍地都是石頭，可是搜尋不同灰度等級、光譜平穩性好，且顆粒大小符合要求的礫石卻實實在在難為了這些科研人員，反射 率低于8%的黑色石頭更如玉石般罕見。馬靈玲他們不斷擴大搜尋范圍，直至驅車400公里以外，在集寧的小村莊里看到黑色玄武巖碎石廠，那一刻，他們喜極而 泣。

　　固定靶場區基底選用了天然級配沙礫及透水土工布構成的墊層，保證了足夠的透水性、平整度及抗壓能力，并且可防止野草再生。

　　目前為止，只有芬蘭的航空靶標場用這種方式來布設靶標。但常態化運行的固定靶標區面積不足包頭場的六分之一，只能用于航空光學遙感定標。

　　竇帥至今臉上還留著包頭帶回來的皮膚日光過敏疤痕，他在包頭場光學人工固定靶標施工期間，從炎炎夏季一直待到秋風瑟瑟。“我們的嚴謹此時變成了苛刻，施工方非常不理解。”年輕的“監理”們其實也都是現學現用。

　　衛星、飛機、地面一線連

　 　一分耕耘，一分收獲。2014年1月，在荷蘭小鎮諾德維克召開的全球自主定標場網啟動會上，包頭遙感綜合驗證場正式成為與美國railroad valley playa、法國la crau和歐空局定標場并列的國際對地觀測衛星委員會（CEOS）全球自主定標場網首批四個示范場之一。光電院作為成員單位，與歐空局（ESA）、美國國 家航天局（NASA）、法國空間研究中心（CNES）、英國國家物理實驗室（NPL）幾家國際頂尖空間機構開展合作。標志著我國在對地觀測遙感定標與真實性檢驗技術領域的研究工作獲得了認可，已實質性加入到全球最具影響力的定標工作中。

　 　“還記得李傳榮2012年提出要加入國際定標場網與其他國際先進定標場開展聯網檢測時，大家的疑慮和不自信。”馬靈玲回憶說。2013年2月份，在 CEOS定標與真實性檢驗工作組（WGCV）可見光與紅外定標技術分組（IVOS）會議上，代表團隊參會的馬靈玲首次系統介紹包頭場情況，即刻得到 IVOS主席Nigel Fox的熱烈回應。“他出人意料地直接邀請我們加入全球自主定標場網。”馬靈玲愣住了，“我回答他要匯報一下李博士（李傳榮）才能決定，但心中已經被巨大 的喜悅擊中，不能自抑。”

　　記者了解到，包頭場的成功構建，是我國伴隨遙感技術逐漸向滿足定量化發展，攻克高頻次、高精度外場定標、產品 質量追溯與控制國際難題的一項重要成果。它在國際上首次實現了一個試驗場內多類典型自然場景和標準人工目標合理匹配的完整定標系統，以及航空飛行測試為核 心的天空一體化分級真實性檢驗技術系統，能夠有效支持可見光、近紅外、紅外、激光雷達、合成孔徑雷達等多種載荷的嚴格航空校飛、衛星在軌高頻次輻射/光譜 /幾何定標、載荷性能評測、產品真實性檢驗。

　　2013年5月，在光電院承辦的第35屆WGCV會議上，WGCV主席、加拿大航 天局（CSA）的S. Srivastava博士表示：“這種（星、空、地）分級真實性檢驗平臺應全球推廣，它極大改善了對地觀測載荷定標與真實性檢驗能力。”GCV前任主席、 美國國家海洋大氣管理局（NOAA），國家定標中心主任Changyong Cao博士評價稱：“將無人機系統與包頭遙感綜合驗證場結合，是前所未有的創舉。”WGCV的陸面產品真實性檢驗技術分組（LPV）副主席、美國國家航空 航天局（NASA）M. Román博士評價稱：“對學科有深刻影響，對于從定標到全球生物物理參數反演的全過程而言是非常有特色的。”

　　“衛星、飛機、地面連成一條線，就連NASA也很羨慕。”作為總設計師，李傳榮研究員十分自豪。