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新(xin)年伊始，中國(guo)航天科(ke)技(ji)集團公司商(shang)業(ye)遙感(gan)衛(wei)星系(xi)統(tong)的首發星高(gao)景一號首批影像向社會(hui)發布，標志著我國(guo)首個(ge)完全自主研制(zhi)的0.5米級高(gao)分辨率商(shang)業(ye)遙感(gan)衛(wei)星星座正式具備運(yun)營能(neng)力。

高(gao)分辨率(lv)、高(gao)圖像(xiang)質量、高(gao)敏(min)捷機(ji)動能力、多模式成像(xiang)、長壽(shou)命……甫一(yi)(yi)面世，高(gao)景(jing)一(yi)(yi)號便自帶一(yi)(yi)系(xi)列適(shi)應商業(ye)(ye)市場(chang)的指(zhi)標(biao)“光環”，標(biao)志著國產商業(ye)(ye)遙感數據水平正式邁入國際(ji)一(yi)(yi)流行列。

輕敏高景 豈止于高

商業遙感衛(wei)星(xing)系統(tong)從建設之初就(jiu)站在了高起點上。

“高(gao)景一(yi)號雖然是(shi)該系統的首發星，但卻是(shi)國內第一(yi)顆面向商(shang)業用途的0.5米高(gao)分(fen)辨率(lv)光學遙感(gan)衛(wei)(wei)星，其性能與國際先進的Pleiades-1等商(shang)遙衛(wei)(wei)星相(xiang)比也毫(hao)不遜色。”衛(wei)(wei)星研制方航(hang)天東方紅衛(wei)(wei)星有(you)限公司總經理葛玉君說。

早在升空前，高景(jing)(jing)一號便得到了國內外衛(wei)星(xing)(xing)數(shu)據(ju)用戶(hu)的關注和期待。該衛(wei)星(xing)(xing)運營(ying)方中(zhong)國四維(wei)測繪技術有限公司下屬的世景(jing)(jing)公司總經(jing)理(li)徐麗萍回憶道，在與用戶(hu)的業務(wu)互動中(zhong)，有人曾感慨說：“一起步就是0.5米級分辨(bian)率，高景(jing)(jing)一號將使(shi)中(zhong)國躋(ji)身(shen)國際(ji)商遙衛(wei)星(xing)(xing)第一方陣。”

如何使產品的(de)指標和成(cheng)本在未來的(de)國內外遙感衛星(xing)市場上(shang)都極富(fu)競爭力(li)？研制(zhi)團隊在高景(jing)一號上(shang)采用全(quan)新研制(zhi)的(de)CAST3000B小衛星(xing)平臺，來寄托他們的(de)大目標。

相(xiang)較于(yu)普通遙感(gan)衛(wei)星，高景(jing)一號(hao)具(ju)有(you)(you)高敏捷的機(ji)動性能。為此，研制團隊采用變速控制力(li)矩陀螺(luo)方案（VSCMG），有(you)(you)機(ji)統(tong)一了衛(wei)星姿態快速機(ji)動能力(li)與(yu)高分成像(xiang)所要求的高穩定度。這(zhe)也是國產小(xiao)型(xing)化VSCMG產品在國內(nei)的首次在軌應用。

憑借出(chu)色的(de)高敏捷(jie)機動性能，高景(jing)一(yi)號可以為有著(zhu)不同(tong)需求的(de)用戶提(ti)供多達7種成(cheng)像(xiang)模式的(de)選擇，包括(kuo)五條帶拼(pin)接成(cheng)像(xiang)、三視角立體成(cheng)像(xiang)及同(tong)軌多目標成(cheng)像(xiang)等。

五條(tiao)帶拼接成(cheng)像(xiang)模式(shi)就是(shi)發(fa)揮衛星姿態快(kuai)速機(ji)動特點，對關注區域，例如某一(yi)(yi)大型城市(shi)，一(yi)(yi)次過頂時，利(li)用俯仰和側(ce)擺機(ji)動，掃描5個條(tiao)帶，拼接形(xing)成(cheng)60公里(li)×70公里(li)的圖像(xiang)。

“這(zhe)可以有效解決高分辨率衛(wei)星幅(fu)寬較窄的應用(yong)問題。”高景(jing)一號總(zong)指揮兼總(zong)設計師趙志(zhi)明介紹。

三(san)視(shi)角(jiao)立體(ti)(ti)成像(xiang)模式是(shi)對指定區(qu)域，從不同視(shi)角(jiao)進行3次成像(xiang)，形成立體(ti)(ti)圖像(xiang)，可以滿足用(yong)戶立體(ti)(ti)成像(xiang)和測繪制圖的需求。

而多目標成像模式(shi)則通過按需(xu)設置成像條帶長度，一軌(gui)內(nei)可實現(xian)任意(yi)地區(qu)(qu)8個目標的(de)成像，大(da)大(da)提高衛星的(de)快速(su)響應(ying)能力(li)，可以應(ying)對各種突發事件和緊(jin)急(ji)任務需(xu)求，也能為有小區(qu)(qu)塊成像需(xu)求的(de)用戶提供服務。

遙感(gan)衛星要具備(bei)高(gao)敏捷機動能力，就(jiu)要嚴(yan)格控制自身(shen)的質量(liang)(liang)和(he)轉動慣(guan)量(liang)(liang)，提高(gao)集(ji)成(cheng)度(du)。簡單來說，就(jiu)是(shi)要“減重瘦身(shen)”。

傳統小衛(wei)星的星務(wu)分系(xi)統包(bao)括星務(wu)主機(ji)、熱控下(xia)(xia)位機(ji)、載荷下(xia)(xia)位機(ji)等四五臺設備，單機(ji)加電纜的總重接(jie)近30公(gong)斤(jin)。

CAST3000B平臺大量(liang)采用高(gao)度集(ji)成(cheng)的(de)SOC、SIP、MEU等智能(neng)(neng)芯(xin)片，把(ba)單(dan)機集(ji)成(cheng)為(wei)單(dan)板、單(dan)板集(ji)成(cheng)為(wei)芯(xin)片，用1臺不到5公斤(jin)的(de)星務(wu)管理單(dan)元來(lai)完成(cheng)原來(lai)5臺單(dan)機的(de)功能(neng)(neng)。

同時(shi)，高景(jing)一(yi)號(hao)采(cai)用的(de)(de)小(xiao)型化(hua)VSCMG產品每個重量只(zhi)有8公斤，是國(guo)際(ji)上(shang)最輕(qing)的(de)(de)同類(lei)產品。研制團隊還對衛(wei)星進行了電源管(guan)理和配電模塊集成、應用小(xiao)型化(hua)應答機等設計。上(shang)述措施和新(xin)技術(shu)的(de)(de)采(cai)用使衛(wei)星平臺(tai)的(de)(de)重量下降約50%。

“這(zhe)些產(chan)品和配置的(de)(de)優化，大幅提(ti)高了(le)高景一號(hao)產(chan)品的(de)(de)智能(neng)化、自主化、標準化和輕量化，降低了(le)研(yan)制(zhi)成本，提(ti)高了(le)調試過程(cheng)的(de)(de)靈活(huo)性，為(wei)商遙衛(wei)星系統(tong)星座(zuo)后續大批(pi)量的(de)(de)生產(chan)研(yan)制(zhi)，提(ti)供(gong)了(le)很(hen)好(hao)的(de)(de)技術保障。”趙志(zhi)明說(shuo)。

高景一號(hao)01、02星在軌組網后(hou)，可(ke)針對(dui)全球(qiu)南(nan)北緯(wei)80度之(zhi)間實現(xian)4天的(de)重訪(fang)周期。待(dai)系統(tong)后(hou)續(xu)2顆(ke)衛(wei)(wei)星2017年發射入軌后(hou)，4顆(ke)星實現(xian)全球(qiu)任意地點重訪(fang)只需要1天時(shi)間。同時(shi)，衛(wei)(wei)星提供X波段的(de)下行數傳(chuan)(chuan)通道(dao)，傳(chuan)(chuan)輸碼速率每(mei)秒最高可(ke)達900兆。新衛(wei)(wei)星平臺的(de)高可(ke)靠性和抗輻射性等優勢(shi)使衛(wei)(wei)星設計(ji)壽(shou)命足夠(gou)有競爭(zheng)力。這些先進性能(neng)都為高景一號(hao)的(de)商業化(hua)運作提供了條件。

友好商遙 質高價優

商(shang)業(ye)遙感衛(wei)星，顧(gu)名思義，要講求商(shang)業(ye)回報(bao)。相較于(yu)一般衛(wei)星，其研(yan)制成本直接關(guan)系到(dao)用(yong)戶收益，也(ye)關(guan)系到(dao)圖像產品的(de)最終價格和市場競爭力，因此對成本更(geng)為敏感。

面向市(shi)場(chang)，高景一號(hao)的(de)研(yan)發運營團隊希望(wang)在“質高”和“價優”之(zhi)間尋求到(dao)一個最佳平(ping)衡點——既要轉變“唯技術(shu)指標”和“不計(ji)成本(ben)”的(de)傳統型號(hao)研(yan)制思維(wei)，又不能因降低成本(ben)而影(ying)響整體可靠性，以致于無(wu)法為市(shi)場(chang)長期(qi)供應質量穩(wen)定(ding)的(de)產品。

于(yu)是，在衛(wei)星(xing)任(ren)務需求(qiu)分(fen)(fen)析(xi)階段，航天東方紅公司和中(zhong)國(guo)(guo)四維公司聯合組織專業(ye)技(ji)術人員(yuan)，針對(dui)國(guo)(guo)際主流的商(shang)業(ye)遙感衛(wei)星(xing)進行了方案搜(sou)集、指標(biao)分(fen)(fen)析(xi)、應(ying)用(yong)和用(yong)戶調(diao)研。

“經過調研，我們(men)發(fa)現市場(chang)對0.5米級衛星數據的(de)需(xu)求非常旺盛，在(zai)不(bu)降低衛星圖像品質(zhi)的(de)前提(ti)下，我們(men)要做(zuo)的(de)就(jiu)是想盡(jin)一切辦法壓縮成本。”中國(guo)四維公司研究發(fa)展部高級研發(fa)經理閆大鵬說。

航天東(dong)方(fang)紅公司從衛(wei)星的(de)(de)指(zhi)(zhi)(zhi)標滿足度、成(cheng)本控(kong)制、冗余設(she)計(ji)(ji)、研制流程優化等多方(fang)面著手，形成(cheng)了具(ju)有商業特點的(de)(de)衛(wei)星研制模式(shi)——設(she)計(ji)(ji)方(fang)面，在滿足用(yong)戶指(zhi)(zhi)(zhi)標要求的(de)(de)前提(ti)下，不追(zhui)求單次(ci)或某幾次(ci)指(zhi)(zhi)(zhi)標最優，而是力求實現系統(tong)整體指(zhi)(zhi)(zhi)標優化；系統(tong)配(pei)置方(fang)面，大量采用(yong)新技(ji)術、新產(chan)品(pin)，提(ti)高集成(cheng)度，避免(mian)過度冗余；采用(yong)“方(fang)案(an)+正樣”、以仿真分析代替試驗驗證等手段(duan)，優化研制流程；改變傳統(tong)的(de)(de)系統(tong)產(chan)品(pin)管理組織模式(shi)，設(she)置“項目執行(xing)總監”，將(jiang)總設(she)計(ji)(ji)師從抓衛(wei)星生產(chan)管理執行(xing)中解(jie)放出來(lai)，更側(ce)重核心設(she)計(ji)(ji)……

在(zai)保證產品(pin)可靠(kao)性和任務成功的(de)基礎上，研(yan)制(zhi)團隊通過(guo)從產品(pin)設計上“省(sheng)空間”、從研(yan)制(zhi)流程上“省(sheng)時間”、從優化系統配置上“省(sheng)成本”這樣一(yi)系列“科學節省(sheng)”的(de)思路，創造了在(zai)17個月內(nei)圓滿完(wan)成兩顆全新(xin)平(ping)臺衛(wei)星(xing)研(yan)制(zhi)的(de)新(xin)紀錄，使高(gao)景一(yi)號成為國內(nei)研(yan)制(zhi)周期(qi)最短的(de)光學遙感小衛(wei)星(xing)。

“我們的最終(zhong)目標是為用戶提(ti)供‘好(hao)、快、省’的遙感小衛星。”葛(ge)玉君說。

對于(yu)一顆面向商業應用(yong)的(de)遙感衛(wei)星，用(yong)戶需求始終(zhong)是(shi)衛(wei)星設計和研(yan)制的(de)重要依據。因(yin)此(ci)，高景一號研(yan)發運營團隊還(huan)十分(fen)注重用(yong)戶體驗。

與傳統型號任務(wu)中(zhong)等到(dao)編(bian)寫“用(yong)(yong)戶說(shuo)明(ming)”時才考慮用(yong)(yong)戶的(de)需求不(bu)同(tong)，高景一號研(yan)制團隊早(zao)在(zai)衛(wei)(wei)星(xing)方案設計初期，就將用(yong)(yong)戶需求“消化(hua)”到(dao)設計的(de)方方面面——衛(wei)(wei)星(xing)平臺的(de)所有(you)CPU軟件都(dou)具有(you)在(zai)軌修(xiu)改和上(shang)注能力(li)；用(yong)(yong)戶既無需關(guan)心成(cheng)(cheng)(cheng)像任務(wu)中(zhong)衛(wei)(wei)星(xing)姿態具體需要完成(cheng)(cheng)(cheng)哪(na)些動作，也不(bu)用(yong)(yong)知道相(xiang)機和數傳應用(yong)(yong)哪(na)些指令(ling)，只要調(diao)用(yong)(yong)研(yan)制團隊事(shi)先設計好的(de)相(xiang)應指令(ling)模板，便(bian)可輕松完成(cheng)(cheng)(cheng)任務(wu)；衛(wei)(wei)星(xing)的(de)測控、星(xing)務(wu)、姿控、電源(yuan)等都(dou)具有(you)自主健康檢(jian)查(cha)、故障自主診(zhen)斷、隔(ge)離和恢(hui)復的(de)功能，使(shi)得其在(zai)軌維護難(nan)度大(da)(da)大(da)(da)減輕……

這些細致(zhi)入微的(de)設計將高景一號(hao)打造(zao)為界面友好的(de)商(shang)遙(yao)(yao)衛(wei)星，幫助用戶(hu)方便地完(wan)成運營任務，從而更加充(chong)分地挖掘(jue)遙(yao)(yao)感衛(wei)星的(de)應用價值。