2022年元旦假期，季华实验室先进遥感研究室研究员徐冲依然沉浸在喜悦之中——他与团队研发的有人机载高集成度遥感时空谱信息同步获取设备（下称“航空遥感载荷设备”），于2021年12月27日至30日在广东阳江市合山机场成功进行了首次飞行试验。
“这次试验非常成功，首飞就能获取这么多数据在行业内是极为罕见的。”徐冲说，该设备是团队研制的第一台航空遥感载荷设备，可以最高每小时300公里、最宽幅宽2公里、最高飞行3000米的参数，在同等的空间与时间系统里，采集形态、状态、光谱等不同方面的地物信息。
季华实验室航空遥感时空谱信息同步获取设备首飞成功。
一天可拍3600平方公里 一次飞行采集所有信息
此次在阳江的飞行试验为期4天，总共飞行了三个架次，飞行高度包含500米、600米、1500米和3000米，累计飞行时间超过8小时，视场覆盖超过500平方公里，飞行区域覆盖城市、海洋、植被、山体等多种类型，获取了超过2.5TB时空谱同步的航空遥感数据。“试验结果远超预期。”徐冲精炼总结道。
在接受记者采访时，徐冲介绍了研发这一航空遥感载荷设备的背景。“在航空遥感领域，要在同样的时空坐标下采集多种类型的信息，包括几何形态、地物状态等是很难的，若要多次飞行分别获取这些信息，其时间、空间是无法同步的，在这之前还没有人能将全部功能运用到一个设备上。”
在徐冲团队研发的航空遥感载荷设备中，包含了在两三千米高度测量精度达到十毫米左右的高精度激光雷达，光谱波段从400纳米延伸到1000纳米、光谱分辨率达到1.5纳米的高分辨率高光谱相机，以及高分辨率组合面阵相机和高精度卫星导航定位系统等，能够用于大面积、高精度、高质量、高效率的遥感时、空、谱信息获取。
“我们这个设备是安装在飞机外部的，能够随着飞机以每小时最快飞行300公里的速度，连续工作6至8小时，相当于能拍1800公里航线，在幅宽两公里的情况下，一天就能飞完3600平方公里，一次飞行就能采集所有信息。”徐冲说，设备可以广泛应用在，林草、环保、资源管理、国防等部门，以及有地物信息收集需求的单位。
徐冲透露，目前团队已经建立了一个数据运用平台，有需要的单位下单后，团队便可安排飞行，然后将数据处理分析后交给客户。该平台预计在今年4月验收，验收通过后可以对社会开放。
设备“搭车”从春末走到冬天 用无数测试换来首飞成功
既然很少人能将获取时空谱同步信息的功能集中到一台设备上，徐冲团队又是如何做到的呢？“最难的是要在一个相对比较紧凑的空间里，让各个传感器树立稳定的关系，在同一时空获取精确的信息。”徐冲说，为此团队做了数不清的试验，从2021年3月第一台样机出来后，就一直搭载在改装车辆上进行各种环境下的信息采集测试，“直到首飞前一个星期，它还在路上不断地‘跑’。”
季华实验室先进遥感研究室研发的航空遥感时空谱信息同步获取设备。
徐冲介绍，航空遥感载荷设备上的传感器部件有团队研发的，也有购买的比较成熟的产品，但后者因为是设计作为单独部件使用的，要集成使用还需要进行各种软硬件的改造，使所有传感器结合到一体化的装备中来，在排除干扰的同时，在同样的时空获取不同的信息。
“我们设计了一个中控系统来协同工作，利用卫星的时钟系统产生严格的时间参考信号，每个设备和部件都工作在同一个时间体系里面，这样获得的信息时间、空间都是同步的。”徐冲说，第一台样机在2021年3月就装配完毕了，从4月开始就做不同的试验，有单个部件的测试，也有整体的车载试验，“包括温度、湿度、风力、干扰、震动等。”
从春末到冬天，有人机载高集成度遥感时空谱信息同步获取设备在四季变换中完成了所有的测试，终于在2021年结束之前成功首飞。从设备研发到试验成功，徐冲团队只用了两年零三个月的时间。
徐冲表示，在首飞中团队也发现了一些问题，比如人在飞机上操控设备比较难，下一步将提高操控的便利性。他还透露，团队下一步将进行无人机载高集成度遥感时空谱信息同步获取设备的试飞，争取在小的区域上灵活采集到更多精确的数据。
文/佛山日报记者倪玉洁 通讯员关瑶