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美国航天测绘发展

第一篇：美国航天测绘发展美国航天测绘发展作者：汪林贾建坤来源：本站原创航天地形测绘是指以人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器为工作平台，对地球表面所进行的遥感测量。以往的航天测绘由于其精度有限，一般只能制作中、小比例尺地图。2000年2月11日上午11时44分，美国“奋进”号航天飞机在佛罗里达州卡那维拉尔角的航天发射中心发射升空，执行耗资3.64亿美元，称之为“航天飞机雷达地形测绘使命（ShuttleRadarTopographyMission，简答称SRTM）”的空间飞行任务。此次航天测绘覆盖面积之广、采集数据量之大、精度之高在测绘史上是前所未有的。10天采集的全部原始数据仅处理就约需两年的时间。数据经处理后最终所获取的全球数字高程模型（DEM），可以将美军现有的全球DEM精度提高约30倍。在美国对阿富汗战争中，SRTM数据大显神威，在军事指挥、战场管理及各种武器制导等方面得到广泛应用，发挥了极大的作用。专家认为，美国此次航天测绘是测绘科技发展史上的一个里程碑，将有可能从根本上改变传统的获取地形信息的手段和方式。它将确保美军在地理空间领域的信息优势。由于它在科学研究、民用以及军事领域具有及其重要的应用价值，因此引起了各国军界和传媒的广泛关注。SRTM的发展背景航天飞机雷达地形测绘任务是一项耗资十分巨大，技术十分复杂的计划。美国之所以不惜斥巨资实施该项目，从根本上讲是其谋求全球霸权战略的需要。同时技术上的突破以及组织结构的适时调整，也为顺利完成全球地形测绘使命提供了必要的条件。确保信息优势和实施全球战略的需要随着冷战的结束，美国的霸权地位日益巩固，已成为全世界唯一的超级大国。军事上，美国要继续凡固美军在全球的军事优势与军事存在，实现“全球到达，全球作战”的战略目标，而高精度的全球数字高程模型正是保障实现这一目标的基础。2000年6月，美军在《2010联合构想》基础上制定的（2020联合构想》中提到，到2020年，美国将面临着更广泛的利益、机会和挑战。因此需要一种以战争作为最后的手段，能有效提升美国利益的外交；需要一种既能赢得战争也能争取和平的军事手段；需要一种既能保障外交也能保障军事手段的情报手段。首次阐述了要维护美军的信息优势，并以此实现战斗力倍增的发展思路。SRTM生成的高程数据是构成地理空间信息基础框架的基础，而地理空间信息正是为军事规划、决策、指挥和军事作战提供共同参考框架的基础信息。可以说，SRTM数据是维持美军信息优势基础的基础，是确保其信息优势不可或缺的重要组成部分。正因为如此，美国学者将负责组织完成这次航天测绘任务的国防部国家测绘局（NIMA）称为“国家的眼睛”。此外，目前美军越来越多的高技术武器对地理空间信息的依赖程度日益加深，因为要实现精确打击，提高单位弹药的杀伤能力，必须依靠精度更高的地形信息。美军的目标是“努力以一个目标投放上百枚炸弹过渡到一枚炸弹击中一个目标”。而目前美军的全球数字高程模型的分辨率是1000米，远远不能满足其作战需要。航天雷达干涉测量技术的日益成熟美国此次航天测绘采用的是最新合成孔径雷达干涉测量技术。合成孔径雷达属于一种主动式对地成像系筑，具有全天候、全天时工作能力，拥有传统光学成像系筑所无法比拟的优点。20世纪60年代，科学家发现利用同一地区相邻雷达影像数据的相位差，经雷达干涉测量处理，可以直接、快速地提取地形高程数据。但在上世纪90年代以前，由于不能精确测定平台的姿态与位置，所以这种测图技术未能普及。随著GPS导航定位技术的飞速发展，雷达干涉测量技术才逐步发展成熟。鉴于该项技术在军事上具有广泛的应用潜力，美国分别在1994年的4月和10月，利用航天飞机进行了两次称为“航天飞机成像雷达”的雷达干涉测量试验，成功地获取了部分地区的地形高程数据。但由于采用的是重复轨道雷达影像数捐来进行干涉测量处理，致使获取的地形数据非常有限，不过这为SRTM计划的顺利实施奠定了基础。编制体制的调整为SRTM的实施提供了组织保证早在1995年春，美国国家航空航天局（NASA）就开始与原国防制图局（DMA）协商合作实施SRTM计划，但当时由于国防制图局只负责制图业务，而影像分析工作则由国家侦察局、中央情报局国家摄影情报中心、国防情报局的图像处等多个部门负责，致使协调困难，一直无法明确SRTM计划的牵头部门。美国政府已经意识到，国防部与不属于国防部的情报用户对情报资源的偶然性竞争，距离危害只有一步之遥。因此国防部、参联会和中央情报局之间必须消除彼此间或多个单位之间的分歧，诚心诚意、携手合作，致力于解决这个问题。于是，1996年10月1日，在原国防部制图局建制基础上合并了其他5个从事地图绘制、图像处理和数据分发的单位，成立了新的国防部国家测绘局，理顺了图像处理、分析、管理、分发等6个环节