“珞珈一号”卫星工程总师张过教授：今后可手机操控卫星
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据了解，“珞珈一号”01星于今年6月2日成功发射升空，它是我国首颗夜光遥感卫星，同时具有天基导航增强功能。该工程02星为雷达视频卫星，在天气条件不佳时也能发挥作用，计划在2020年2月左右发射。03星也计划在2020年发射，将重点探索手机直接操控卫星的应用。
就在几天前，武汉大学“珞珈一号”卫星工程总师张过教授在万林艺术博物馆进行了一场科普报告，报告结束后，带着对“珞珈一号”卫星的种种好奇，记者对其进行了独家专访。
对话人物：张过，42岁，河南南阳人，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室教授，珞珈特聘教授，“资源三号”应用系统总师助理兼影像处理与应用分系统主任设计师，“珞珈一号”卫星工程总师。曾获得国家科技进步一、二等奖，“武汉大学对地观测与导航技术创新团队”国家科技进步奖创新团队奖。
对话背景：今年6月，武汉大学研制的科学试验卫星“珞珈一号”01星成功发射，它搭载夜光遥感相机与导航增强载荷，可以通过夜光遥感成像，分析全球社会经济参数。9月22日，张过教授在武汉大学万林艺术博物馆，进行了一场科普报告，介绍“珞珈一号”科研成果。报告结束后，楚天都市报记者对其进行了独家专访。
谈珞珈一号
每个城市夜景图都能上网下载
记者（以下简称“记”）：武大发射卫星的消息，武汉市民都非常关注，大家都觉得很牛，但很多人只知道它能给地球拍“夜景照”，并不清楚这个卫星具体有什么功能。您能通俗地介绍一下吗？
张过（以下简称“张”）：它的第一项功能的确是通过夜光遥感相机拍摄“夜景照”，我们目的是通过高分辨率的夜晚灯光图像，来对社会经济参数进行反演和诊断。夜晚的灯光和第二产业、第三产业密切相关，可以直观反映工业，特别是服务业的发展情况。比如一个城市的GDP、土地利用情况，城市结构、人口布局是否合理，能给发改委等决策部门，提供客观的依据。它的客观性大概在90%左右，还不能完全取代现有统计数据。
另一方面，它具有的导航增强功能，与普通人的生活更密切相关。比如我们使用滴滴打车，经常和司机电话沟通半天才能找到准确的上车地点。这就是因为现有的导航，存在5-10米的误差。我们这次试验就是通过导航增强载荷，用低轨卫星给中高轨运行的GPS或北斗卫星加一层覆盖，增强导航精度和收敛速度，使地面接收精度达到甚至优于0.5米误差范围。达到这个精度，可以让目前正在研究的无人驾驶汽车，省掉一些昂贵的传感器，降低成本有利于更早的进入普通家庭。
记：这颗卫星个头很小，净重只有20公斤，它却是您和团队的心血之作。研制工作历时多久？最难攻克的难关又是什么呢？
张：这个项目起源于2015年。年初我看了李德仁院士的一篇论文，他提出地理信息产业应与IT产业融合发展，产业链融合、多技术集成是必由之路。后来一个航天五院的朋友告诉我，“300万可以搞一个小卫星”，我就兴奋地张罗起来。以李德仁院士为首席科学家，组建了“珞珈一号”研发团队。首先面临的是经费问题，“300万”一说不太靠谱，最后花了一年多时间，在学校大力支持下才凑够1000万。后面的研发时间不算太长，但可以说一路上都是“坑”。比如说夜光相机的设计，怎样合理遮光、怎样成像；再比如导航增强模块，要尽量控制重量降低成本，同时能承受发射过程中的大冲击力，我们请教了国内顶尖专家，多次改进，最终在发射前3个月才达到要求。
记：“珞珈一号”01星已经在轨运行近4个月，是否达到了实验预期？能与读者分享一下目前取得的成果吗？
张：总的来说是达到了预期。刚才作报告时我分享了“珞珈一号”拍摄的，武汉、郑州、上海巴黎等城市的夜光图像，对比美国卫星拍摄的图片，可以看到我们的精度更高。在数据分析上，我们也已经上路，计划在明年初拍摄完国内甚至“一带一路”沿线国家的主要城市，并进行评估。我们的数据完全对外公开，所有人都可以登录http:datasearch.hbeos.org.cn:3000#查看和下载。在导航增强方面，我们进行了三次试验，都很成功。但目前用的是专业地面接收设备，未来应用到每个人的手机上，还需要进一步努力。
记：以往的遥感技术多用于地理领域，这颗卫星更侧重于经济领域，这也算是对遥控科学运用的一次拓展吧？
张：的确可以这么理解。我们把利用遥感测量地表拓展到测量社会经济参数，初步计划了40多项任务，覆盖经济生活的方方面面。武大带了个头，我们希望更多的学校、机构加入进来，促进整个遥感学科新的发展。这也是李德仁院士要求我们完全公开数据的初衷。
谈个人经历
学遥感是偶然，搞卫星是必然
记：听说您学遥感源自于一次“美丽的误会”？
张：我1996年上大学时，是被调剂到的武汉测绘科技大学（现武汉大学），当时看到“摄影测量与遥感”专业，眼里只有“摄影”两个字，就报了。那时还是个农村娃，哪知道什么是遥感，后来学起来的确很艰难。父亲也劝我，坚持一段时间，不行再回家。
记：但是您却坚持下来了，在这个圈子一干就是20年，还拿到了国家科技进步一、二等奖。是什么人或事改变了您最初的想法？
张：就在我最迷茫的时候，李德仁院士给我们新生上了一堂班会课。我至今还记得，他说测绘专业与整个社会经济的发展、各学科的发展密切相关，投身这个专业今后大有用武之地。那是我第一次近距离接触一个领域的“大佬”，感觉他很亲切。就想着，一个院士总不会骗我们吧，就决定安心学下去。之后从读硕士、博士到工作，李德仁院士在关键时候，总能给我指出一条明路。2002年读博士时，一个卫星项目找到李德仁院士，他就把我派了过去，带领我走进了航天遥感领域。后来，李德仁、龚健雅院士又给了我参与“资源三号”卫星项目的机会。我们干了八年，卫星上天了，我也一同获得国家科技进步一等奖。
记：在这20年里，您一直在跟卫星打交道，从“资源三号”到“高分三号”再到“珞珈一号”，您的工作经历应该也是我国卫星事业高速发展期的写照吧？
张：“资源三号”是我国首颗自主测绘卫星，它实现了1：50000的获取能力，让我国第一次拥有了全球三维获取能力。“资源三号”是一颗光学卫星，利用太阳光成像；“高分三号”是我国SAR卫星的标志性代表，它采用主动探测手段，发射电磁波再探测回波成像；而“珞珈一号”它是我们探索的一种新体制卫星。这三个阶段，的确能反映我国卫星事业高速发展的历程。我有幸赶上了这个好时代，有幸遇到了高人指点，所以我就冲了上去，在这个历程中踏踏实实做点事情。
谈未来方向
装个APP就能调卫星来拍张图
记：您的个人经历似乎可以说得很简单：一直在武大、一直在搞卫星。我们知道，“珞珈一号”工程后续还有卫星要发射，您与卫星较劲的过程还会持续吧？
张：其实这期间也有人来“挖”我，李德仁院士只说了一句：“张过是非卖品”，我就留了下来。未来，“珞珈一号”要发展成一个公益性的“业务星座”。02星要做成雷达视频卫星，弥补光学卫星的缺陷，在天气条件不佳时也能发挥作用，同时继续试验天基导航增强。这颗卫星计可能重达300公斤，计划在2020年2月左右发射。03星也是光学视频卫星，要重点探索、解决手机直接操控卫星的问题，也计划在2020年发射。
记：用手机控制卫星听起来有些不可思议。这是否是未来卫星系统“傻瓜”化的趋势？我们普通人也能更多利用卫星吗？
张：其实01星我们就将测试手机上传指令的可能性，03星会更有针对性的开发。一个产业只有覆盖到个人，才能有更大发展。未来可能会有手机操控卫星的APP，你躺在床上，突然想看看以前和同学聚会的烧烤摊子还在不在，花上10块钱，就调个卫星拍一拍，这是完全有可能实现的。当然，它不光是为了好玩。比如战场上要看看敌人的动向，抢险救灾时要看看前面道路情况，前线指挥官都可以用手机完成。
记：在武大之前，国内已有几所大学研发卫星。卫星对于一所大学，意味着什么？
张：放卫星不能只是为了展示学校有这个能力，我们要做真正的应用型卫星，以此带动整个学科再上一个台阶，成为学科建设的基础设施。大学就是要走在科学探索的前线，我们希望引领新体制卫星的发展，武大遥感学院正在引进卫星研制产业链，今后有望自己完整研制卫星。
记：除了大学，现在国内也在发展民营卫星公司、民营火箭公司。我们头顶上已有上万颗人造卫星，未来还会爆发式增长，人类需要这么多卫星吗？它们“各自为战”的状态能否改变？
张：当然需要。现在卫星不是太多了，而是太少了。现在的卫星应用还只能满足国家层面，商业层面发展不足，更别提个人层面。很多的遥感工作还需要消耗大量人力去做，很多贴近生活的应用还没有卫星来提供服务。你说的“各自为战”我认为必须这样，只有充分的竞争，才能提供好的产品和服务，促进产业进步。当然，从另一个方面说，未来的发展趋势是：一星多用、多星组网、多网融合，把天上的网络和地上的网络充分融合，更好地服务生活。
来源：楚天都市报（版权归作者及刊载媒体所有）
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编辑 / 游志龙 审核 /徐鑫 游志龙
指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)