2018年5月9日，北京時間2時28分，我國在山西太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“高分五號”高光譜衛(wèi)星。中國科學院上海技術(shù)物理研究所承擔研制衛(wèi)星紅外地平儀（已在入軌初期成功捕獲地球）和可見短波紅外高光譜相機。

作為“高分五號”衛(wèi)星六大主載荷之一，可見短波紅外高光譜相機是一種先進的遙感攝像技術(shù)設備，主要用于獲取地球表面的高分辨率、多波段的遙感圖像，具有高精度、高靈敏度、高分辨率等特點。該相機系統(tǒng)包括短波紅外成像光譜儀和高光譜漫反射偏振相機，可以覆蓋0.4-2.5微米范圍內(nèi)的12個波段，能夠獲取高質(zhì)量的遙感圖像和光譜信息。這種遙感技術(shù)廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、資源勘探、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域，也可以為氣候變化、自然災害等提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

可見短波紅外高光譜相機以高光譜的方式實現(xiàn)是因為它可以同時獲取地表的多個波段的光譜信息，這些波段是通過對地表反射的電磁波進行多角度、多波段的掃描獲取的。相機會捕獲不同波段的光譜信息，然后通過對這些數(shù)據(jù)進行分析和處理，提取出地表的不同特征和信息，包括地表的植被、土壤、巖石、水體等物質(zhì)的光譜特征，從而實現(xiàn)對地表的快速、準確地檢測和分析。 通過這種方式，可見短波紅外高光譜相機可以用于地球科學、環(huán)境科學、氣象學、農(nóng)業(yè)等領域的數(shù)據(jù)采集和分析。

可見短波紅外高光譜相機對地優(yōu)于30米空間分辨率的連續(xù)成像，它具有330個光譜通道，比一般成像相機多了近百倍；其光譜覆蓋可見光至短波紅外的2100納米范圍寬度，比一般相機寬了近9倍；特別是同時實現(xiàn)的60公里高光譜成像幅寬，將極大提高對全球陸地環(huán)境生態(tài)資源的探測能力。與國際上經(jīng)典的高光譜相機相比，該載荷幅寬提高8倍，光譜數(shù)增加近百個，信噪比提升近4倍；與美國、德國、日本、加拿大等國際上當前發(fā)展的高光譜相機比較，其綜合性能和主要技術(shù)指標可保持5年以上的國際領先水平。

上海技物所提出的基于視場倍增遠心成像和凸面光柵大平場度低畸變分光的高光譜成像方案，具有以下創(chuàng)新性特點：

1. 視場倍增遠心成像：該技術(shù)通過將傳感器與物鏡的距離縮短，有效地減小了光學像差，提高了成像質(zhì)量，同時利用遠心成像方式使得成像系統(tǒng)具有大視場和高分辨率的優(yōu)勢。視場倍增技術(shù)可以有效縮短像差糾正需要的光學路程和結(jié)構(gòu)，降低了光學系統(tǒng)的成本和復雜度。

2. 凸面光柵大平場度低畸變分光：該技術(shù)采用凸面光柵作為分光元件，在保持光譜分辨率的前提下，實現(xiàn)了大平場度和低畸變的特點。凸面光柵結(jié)構(gòu)相比平面光柵更加簡單，適用于高精度的光學系統(tǒng)，而且可以大幅度地提高分光元件的效率。

上海技物所的高光譜成像方案結(jié)合了視場倍增遠心成像和凸面光柵大平場度低畸變分光技術(shù)，具有高分辨率、大視場、低畸變、高光譜跨度等優(yōu)勢，能夠有效地提高遙感圖像的質(zhì)量和精度，為遙感技術(shù)的應用提供了更加可靠的技術(shù)支持。

短波紅外高光譜相機能夠捕捉地球表面反射出的短波紅外輻射，通過對輻射光譜和能量的分析，可以獲取地表物質(zhì)的化學、物理信息，包括土壤、植被、水體、礦物等等。這對于環(huán)境監(jiān)測、資源勘探、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域都具有重要意義。此外，“高分五號”衛(wèi)星還搭載了多普勒合成孔徑雷達、高光度相機等多種遙感技術(shù)，可以實現(xiàn)高精度圖像獲取、三維地圖繪制等功能。這將進一步提升我國在遙感領域的技術(shù)水平和應用能力。