高分专项是指高分辨率对地观测系统，它是国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要
(2006-2020
年
)
》中确定的
16
个重大专项之一，高分专项建设目标如下：
1、建设基于卫星、平流层飞艇和飞机的高分辨率先进观测系统，与其他观测手段结合，形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力；
2、整合并完善地面资源，建立数据与应用专项中心；到2020年，建成我国自主的陆地、大气、海洋先进对地观测系统，为现代农业、防灾减灾、资源环境、公共安全等重大领域提供服务和决策支持，确保掌握信息资源自主权，促进形成空间信息产业链。
从目标中可以看到未来几年国家对遥感领域的宏伟目标，尤其是卫星的重视程度尤其突出，计划研制和发射7-9颗对地观测卫星。
表1 高分系列卫星
发射时间 |
卫星名 |
传感器 |
20130426 |
GF-1 |
2m全色/8m多光谱/16m宽幅多光谱 |
20140819 |
GF-2 |
1m全色/4m多光谱 |
20160810 |
GF-3 |
1m C-SAR合成孔径雷达 |
20151229 |
GF-4 |
50m地球同步轨道凝视相机 |
尚未发射 |
GF-5 |
可见短波红外高光谱相机 全谱段光谱成像仪 大气气溶胶多角度偏振探测仪 大气痕量气体差分吸收光谱仪 大气主要温室气体监测仪 大气环境红外甚高分辨率探测仪 |
尚未发射 |
GF-6 |
2m全色/8m多光谱/16m宽幅多光谱 |
尚未发射 |
GF-7 |
高空间立体测绘 |
从上表中可以看到，我国规划中的卫星性能非常高，朝着高空间分辨率和光谱分辨率发展，在时间分辨率上也有很好的表现。
高分一号（GF-1）卫星搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机，四台16m分辨率多光谱相机。卫星工程突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术，多载荷图像拼接融合技术，高精度高稳定度姿态控制技术，5年至8年寿命高可靠卫星技术，高分辨率数据处理与应用等关键技术，对于推动我国卫星工程水平的提升，提高我国高分辨率数据自给率，具有重大战略意义。
表2 GF-1卫星有效载荷技术指标
载荷 |
谱段号 |
波谱范围（µm） |
空间分辨率（m） |
幅宽（km） |
侧摆能力 |
重访时间（天） |
全色多光谱相机 |
1 |
0.45-0.90 |
2 |
60（两台相机组合） |
±35° |
4 |
2 |
0.45-0.52 |
8 |
3 |
0.52-0.59 |
4 |
0.63-0.69 |
5 |
0.77-0.89 |
多光谱相机 |
6 |
0.45-0.52 |
16 |
800（四台相机组合） |
2 |
7 |
0.52-0.59 |
8 |
0.63-0.69 |
9 |
0.77-0.89 |
高分二号（GF-2）卫星是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1米的民用光学遥感卫星，搭载有两台高分辨率1米全色、4米多光谱相机，具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速姿态机动能力等特点，有效地提升了卫星综合观测效能，达到了国际先进水平。高分二号卫星于2014年8月19日成功发射，8月21日首次开机成像并下传数据。这是我国目前分辨率最高的民用陆地观测卫星，星下点空间分辨率可达0.8米，标志着我国遥感卫星进入了亚米级“高分时代”。主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部和国家林业局等部门，同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。
表3 GF-2 卫星有效载荷技术指标
载荷 |
谱段号 |
波谱范围（µm） |
空间分辨率（m） |
幅宽（km） |
侧摆能力 |
重访时间（天） |
全色多光谱相机 |
1 |
0.45-0.90 |
1 |
45（两台相机组合） |
±35° |
5 |
2 |
0.45-0.52 |
4 |
3 |
0.52-0.59 |
4 |
0.63-0.69 |
5 |
0.77-0.89 |
高分三号卫星于2016年8月10日6时55分发射升空。这是中国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达（SAR）成像卫星。高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达（SAR）卫星，具有12种成像模式。它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式，而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换，既可以探地，又可以观海，达到“一星多用”的效果。高分三号卫星可全天候、全天时监视监测全球海洋和陆地资源，通过左右姿态机动扩大观测范围、提升快速响应能力，将为国家海洋局、民政部、水利部、中国气象局等用户部门提供高质量和高精度的稳定观测数据，有力支撑海洋权益维护、灾害风险预警预报、水资源评价与管理、灾害天气和气候变化预测预报等应用，有效改变我国高分辨率SAR图像依赖进口的现状，对海洋强国、“一带一路”建设具有重大意义。
高分四号（GF-4）卫星于2015年12月29日在西昌卫星发射中心成功发射，是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星，搭载了一台可见光50米/中波红外400米分辨率、大于400公里幅宽的凝视相机，采用面阵凝视方式成像，具备可见光、多光谱和红外成像能力，设计寿命8年，通过指向控制，实现对中国及周边地区的观测。高分四号卫星可为我国减灾、林业、地震、气象等应用提供快速、可靠、稳定的光学遥感数据，为灾害风险预警预报、林火灾害监测、地震构造信息提取、气象天气监测等业务补充了全新的技术手段，开辟了我国地球同步轨道高分辨率对地观测的新领域。同时，高分四号卫星在环保、海洋、农业、水利等行业以及区域应用方面，也具有巨大潜力和广阔空间。高分四号卫星主用户为民政部、林业局、地震局、气象局。
表4 GF-4卫星有效载荷技术指标
|
谱段号 |
波谱范围（µm） |
空间分辨（m） |
幅宽（km） |
重访时间 |
可见光近红外（VNIR） |
1 |
0.45-0.90 |
50 |
400 |
20s |
2 |
0.45-0.52 |
3 |
0.52-0.60 |
4 |
0.63-0.69 |
5 |
0.76-0.90 |
中波红外（MWIR） |
6 |
3.5-4.1 |
400 |
高分八号卫星是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项安排的光学遥感卫星，主要应用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域，可为“一带一路”建设等提供信息保障。
尤其1m分辨率的C-SAR传感器，以及GF-5的高光谱传感器，其高光谱传感器的空间分辨率能达到10米，非常具有实用价值。
GF-4是地球同步轨道卫星，在时间上非常有优势，在气象、应急救灾等方面都有很高的应用价值。在环保领域，也能真正实现“实时”监测的目标。
