全球矿产资源勘查、甲烷等温室气体排放监测，是人类社会发展和国家相关战略 实施的重大需求。美国提出“开展战略找矿，赢得全球竞争”,同时也将天基甲烷点 源监测列为“长期科技攻坚专项”。

星载高光谱成像技术可同时获取目标的几何、辐射及光谱信息，是“对地观测的 未来”(Paul,Science,2021),    被美国国家科学院、工程院、医学院于2018年联 合发布的报告《天基对地观测十年战略》 (https://doi.org/10.17226/24938)认为是对地观测“识别量化地物生化和结构成分的唯一技术”。我国人大、国务院、 发改委、生态环境部、自然资源部，也在诸多规划纲要、法案或行动方案中，将找矿 和甲烷排放监测等列为国家重大战略行动，并将发展星载高光谱成像列为首要技术手段。

宽谱、宽幅、高光谱分辨率、高空间分辨率、高辐射分辨率、高精准、高灵敏  (“两宽五高”)是星载高光谱相机满足“找矿”、“双碳”高精准监测应用的根本 需求。宽谱、宽幅满足光谱和空间上的大覆盖，高光谱、高空间、高辐射分辨率满足 小尺度、窄光谱和微小辐射差异的高精度测量，高灵敏、高精准让微弱信号测量准确 度更好。“两宽五高”高光谱是国际竞相发展的目标，但是星载高光谱相机在光谱、 辐射、空间多维度深度耦合，相互制约，国际上始终无法突破。

水体、植被探测主要利用0.4~1.0μm 可见近红外谱段，而土壤、矿物和甲烷探测 则主要集中在1.0~2.5 μm 短波红外谱段。2000年，美国发射国际首台星载高光谱相机EO-1   Hyperion,光谱范围0.4~2.5 μm,   但幅宽仅7.5km,    且绝大多数谱段信噪比低于50。2001~2016年间，国际上发射的星载高光谱相机，如ESA 的PROBA CHRIS 、印度的IMS-1  HySI、日 本 的ISS   HICO以及俄罗斯的Resurs-P3    GSA,光 谱范围基本位于0.4~1.0μm之间，在光谱或空间覆盖范围、灵敏度、精准性等方面有 所不足，没有充分发挥出星载高光谱探测矿物和甲烷的优势。

中国科学院上海技术物理研究所项目团队历时近20年多学科联合攻关，累计编制 技术报告5千多份，图纸4万多张，实现了远距离对地面光谱信号“获取、探测、提 取”三方面系统重大创新突破，于2018年研制出国际上首台星载宽谱宽幅高光谱相 机，破解了“两宽五高”世界性难题。光谱覆盖0.4~2.5 μm,   光谱分辨率高达 2.5nm,    空间分辨率30m,   幅宽60km,   系统性能指标大幅优于发射前后国际上同类 高光谱相机。美国2024年最新发射的Tanager-1CPM,   光谱范围0.4~2.5 μm, 空 间 分辨率30m,   幅宽仅18km。

在国家高分、资源系列四颗业务星上成功搭载，并实现组网观测，在轨工作性能 和应用表现得到了国内外用户一致高度认可。在全球甲烷点源排放探测、大范围矿物 填图、土壤及水质微量物质监测等方面实现了业务及定量应用上的重大突破，引领了 我国天基高光谱遥感应用的跨越式发展，为实现全球地表物质的认知从宏观到微观的 根本转变提供了科学手段，为应对资源枯竭、环境恶化和气候异常贡献大国重器。

国内首个星载光栅分光型高光谱相机产品规范

目前国际上尚无针对星载光栅分光型高光谱相机领域的专用标准。本标准基于中 国科学院上海技术物理研究所多年研制成果所提出。内容涵盖了星载光栅分光型高光 谱相机产品的技术要求、测试方法、检验规则、标志、包装、运输和吊装，完整给出 了星载高光谱相机的空间特性、光谱特性和辐射特性相关指标项的定义、测试方法及 具体指标。本标准还对星载光栅分光型高光谱相机产品的空间环境适应性、抗辐照 性、可靠性和寿命等要求及测试方法做出了规定，并对产品的标志、包装、存储、运输和吊装提出了具体要求。对于运行轨道高度在2000Km 以下，工作波段在 400nm~2500nm  范围内的对地观测星载光栅分光型高光谱相机产品的研制有重要 的指导意义，其它运行轨道高度及工作波段的星载光栅分光型高光谱相机产品也可参照执行。

本标准的实施，将有力保障我国后续星载光栅分光型高光谱相机研制任务的规范 化和标准化。 

标准实施成效

本标准所规定的技术要求和实验测试项目在国家高分辨率对地观测系统重大专项 高分五号01、01A 、02 星可见短波红外高光谱相机，国家民用空间基础设施的资源 一 号02D 、02E  高光谱相机上得到了应用和全面的验证，实现4颗高光谱业务星组网 观测，推动中国航天走向“光谱成像纳米级时代”,有力支撑了民用航天空间基础设 施建设的高质量发展。累计获得了超40亿平方公里(约400个国土面积)的高质量高 光谱数据，改变了过去“一图难求”的局面。

服务国家找矿战略。首次完成全国陆域元素级矿物填图，将找矿周期由传统地面 3~4年缩短至星载高光谱3~4月。破解了微量蚀变矿物成分高定量化探测难题。在西 藏多龙地区，矿物种类识别由10多种提高到40余种，准确性优于90%。

服务国家双碳战略。首次实现星载甲烷点源排放探测从25000kg/h(Lauvaux,et   al.,Science,2021) 到500kg/h  的突破，达到“全球探测极限”,解决了星载甲烷点源排放探测国际重大难题。有力支撑了生态环境部全球甲烷点源排放监测业务和 中美甲烷排放对话；促进中国航天局和欧空局在甲烷探测方面达成高光谱数据共享行 动协议。

服务国家生态文明建设。首次完成全国高光谱湖库监测，传统地面监测站点分布  离散，星载高光谱监测空间连续、数秒完成。首次实现全国黑土地调查，传统地面调  查离散取样平均调查周期3年，星载高光谱每月一次全覆盖无缝监测，对“美丽中国” 建设及国家粮食安全和社会经济可持续发展提供强有力保障。

获第20届中国国际工业博览会顶级奖及首届国际“前沿地球奖”,成果及推广 4次入选中国遥感十大事件。

在欧空局主导的高光谱商业卫星国际竞标中脱颖而出，实现星载高光谱相机首次 出口，推动“上海航天”打开遥感国际市场，奠定了我国在星载高光谱成像技术领域 的国际领跑地位。

成果鉴定专家委员会认为“推动了国家高 分重大专项和民用空间基础设施建设，以及我 国生态环境、自然资源等遥感领域的科技进步 和跨越式发展，该成果总体技术水平达到国际 领先”,“在星载高光谱成像领域具有里程碑 式意义”,“产生了显著的经济和社会效益， 提高了我国遥感领域的国际话语权”。