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新(xin)年伊始，中國航天科技集(ji)團(tuan)公司商業(ye)遙(yao)感衛星系統(tong)的首發(fa)星高(gao)景一(yi)號(hao)首批影像向(xiang)社會(hui)發(fa)布，標志著我(wo)國首個完全(quan)自主研制的0.5米(mi)級高(gao)分辨率商業(ye)遙(yao)感衛星星座正(zheng)式具備運營能(neng)力(li)。

高(gao)分(fen)辨率、高(gao)圖像質量、高(gao)敏捷機(ji)動能力、多模式(shi)成像、長壽命……甫一(yi)(yi)面世，高(gao)景一(yi)(yi)號便自帶(dai)一(yi)(yi)系(xi)列(lie)適應商(shang)業市場的(de)指標“光環”，標志著國產商(shang)業遙感數據水(shui)平(ping)正式(shi)邁入(ru)國際(ji)一(yi)(yi)流行列(lie)。

輕敏高景 豈止于高

商業遙感衛星系統從建(jian)設之初就(jiu)站在了高起點(dian)上(shang)。

“高景一(yi)號(hao)雖然(ran)是該(gai)系統的首發星，但卻是國內第一(yi)顆面(mian)向商業用途的0.5米高分辨率(lv)光(guang)學遙感衛(wei)(wei)星，其性能與國際先進的Pleiades-1等商遙衛(wei)(wei)星相比也毫不遜色。”衛(wei)(wei)星研制方航天東方紅衛(wei)(wei)星有(you)限(xian)公(gong)司總經理葛玉君(jun)說。

早在升空前，高(gao)景一(yi)號便(bian)得到了國(guo)(guo)(guo)內(nei)外(wai)衛星數據用(yong)戶(hu)的關注和期待。該衛星運營方(fang)中國(guo)(guo)(guo)四(si)維測繪技術有限公(gong)司(si)下屬的世景公(gong)司(si)總經理徐麗萍回憶道，在與(yu)用(yong)戶(hu)的業務互動(dong)中，有人曾感慨說(shuo)：“一(yi)起步(bu)就是0.5米級分辨率，高(gao)景一(yi)號將使(shi)中國(guo)(guo)(guo)躋身(shen)國(guo)(guo)(guo)際(ji)商遙衛星第一(yi)方(fang)陣(zhen)。”

如(ru)何使產品的(de)(de)指標(biao)和(he)成本在未來的(de)(de)國(guo)內外遙(yao)感衛星(xing)市場上都極富競(jing)爭力？研(yan)制團隊在高景一號(hao)上采用全新研(yan)制的(de)(de)CAST3000B小衛星(xing)平臺，來寄(ji)托他們的(de)(de)大目標(biao)。

相較于(yu)普通(tong)遙感衛星，高景一(yi)號具有(you)高敏捷的機動性能。為此，研制團隊采用(yong)變速控(kong)制力矩陀螺(luo)方(fang)案（VSCMG），有(you)機統一(yi)了衛星姿態快(kuai)速機動能力與高分(fen)成像所要求的高穩定度。這(zhe)也是國產(chan)(chan)小型化VSCMG產(chan)(chan)品在(zai)(zai)國內的首次在(zai)(zai)軌(gui)應用(yong)。

憑借出色的高(gao)敏(min)捷機(ji)動性能，高(gao)景一號(hao)可(ke)以(yi)為有(you)著(zhu)不同需求(qiu)的用(yong)戶提供多達7種成(cheng)像(xiang)模(mo)式的選擇(ze)，包括五條帶拼接成(cheng)像(xiang)、三(san)視角(jiao)立體成(cheng)像(xiang)及同軌(gui)多目(mu)標成(cheng)像(xiang)等。

五條(tiao)帶(dai)拼接成像模式就是發揮衛(wei)星姿(zi)態快(kuai)速機(ji)動(dong)特點，對關注區域，例(li)如某(mou)一大(da)型城市，一次過頂時，利用俯(fu)仰和(he)側擺機(ji)動(dong)，掃描(miao)5個(ge)條(tiao)帶(dai)，拼接形成60公里×70公里的圖像。

“這可以有效解決高分辨率衛星幅寬較窄的(de)應用問題(ti)。”高景(jing)一號(hao)總指揮兼總設計師(shi)趙志明(ming)介紹。

三視角立體(ti)成(cheng)(cheng)像模式是(shi)對指(zhi)定區域，從不(bu)同視角進行3次成(cheng)(cheng)像，形(xing)成(cheng)(cheng)立體(ti)圖像，可以滿足用(yong)戶(hu)立體(ti)成(cheng)(cheng)像和測(ce)繪制(zhi)圖的需求。

而(er)多目(mu)標成像模(mo)式則通過(guo)按需設(she)置成像條(tiao)帶長度，一軌內可(ke)實現(xian)任意地區(qu)8個目(mu)標的成像，大大提(ti)高衛星的快速響應能力，可(ke)以(yi)應對各種突發(fa)事件和緊急任務需求，也能為有小(xiao)區(qu)塊成像需求的用(yong)戶提(ti)供(gong)服務。

遙感衛星要(yao)具備高敏捷機動(dong)能力，就要(yao)嚴格控制自(zi)身的質量和轉動(dong)慣量，提高集成度。簡(jian)單來說，就是要(yao)“減(jian)重瘦身”。

傳統(tong)小衛星的(de)星務(wu)分系統(tong)包括星務(wu)主(zhu)機、熱控下(xia)位(wei)機、載(zai)荷下(xia)位(wei)機等四(si)五臺設備，單(dan)機加電纜(lan)的(de)總重(zhong)接近30公斤。

CAST3000B平臺(tai)大(da)量(liang)采用(yong)高(gao)度(du)集(ji)成的(de)SOC、SIP、MEU等智能芯(xin)片，把(ba)單(dan)機集(ji)成為單(dan)板、單(dan)板集(ji)成為芯(xin)片，用(yong)1臺(tai)不到5公斤的(de)星務(wu)管理單(dan)元來完(wan)成原來5臺(tai)單(dan)機的(de)功能。

同時，高景一(yi)號采用(yong)的(de)小型化(hua)VSCMG產(chan)品每個重量只有8公斤，是(shi)國際上最輕的(de)同類產(chan)品。研制(zhi)團隊(dui)還對衛星(xing)進行了電源(yuan)管理和(he)配(pei)電模塊集成、應用(yong)小型化(hua)應答(da)機等(deng)設計(ji)。上述措施(shi)和(he)新技術的(de)采用(yong)使衛星(xing)平(ping)臺的(de)重量下降約50%。

“這些產(chan)品和配置的優(you)化，大幅提高了(le)(le)高景(jing)一號(hao)產(chan)品的智能化、自主化、標(biao)準化和輕量化，降(jiang)低了(le)(le)研制成本，提高了(le)(le)調試過程(cheng)的靈(ling)活(huo)性，為商遙衛星(xing)系統星(xing)座后續大批量的生產(chan)研制，提供了(le)(le)很好的技術(shu)保障。”趙志明說。

高景(jing)一號01、02星(xing)在軌(gui)組網后，可針對全(quan)球(qiu)南北(bei)緯80度之間(jian)實現4天的重訪周期。待系統后續(xu)2顆衛星(xing)2017年發(fa)射入(ru)軌(gui)后，4顆星(xing)實現全(quan)球(qiu)任(ren)意地點重訪只需要1天時間(jian)。同時，衛星(xing)提(ti)供X波段的下(xia)行數傳(chuan)通道，傳(chuan)輸碼速率每秒最高可達900兆(zhao)。新衛星(xing)平臺的高可靠性(xing)和抗輻射性(xing)等優(you)勢(shi)使衛星(xing)設計壽命足夠有競爭力。這(zhe)些先進性(xing)能都為高景(jing)一號的商業化運(yun)作提(ti)供了條(tiao)件。

友好商遙 質高價優

商(shang)業(ye)(ye)遙感衛星(xing)，顧名思義(yi)，要講求商(shang)業(ye)(ye)回報。相較于一般衛星(xing)，其研制成本直接關(guan)(guan)系到(dao)用戶收益，也關(guan)(guan)系到(dao)圖像產品的(de)最(zui)終價格和市場競爭力，因此對成本更為敏感。

面(mian)向市(shi)場，高(gao)景(jing)一(yi)號的(de)研發運營團隊希望在(zai)“質(zhi)高(gao)”和(he)“價優(you)”之間(jian)尋(xun)求到一(yi)個(ge)最(zui)佳平(ping)衡點——既要(yao)轉變“唯技(ji)術指標”和(he)“不計成本”的(de)傳(chuan)統型(xing)號研制(zhi)思維，又不能因降(jiang)低成本而影響整(zheng)體可靠性，以致于無法為(wei)市(shi)場長期供(gong)應質(zhi)量穩定的(de)產品。

于是，在衛星任(ren)務需(xu)求分(fen)析階段，航天東方紅公(gong)(gong)司和(he)中國四維公(gong)(gong)司聯合(he)組織專業技術人員，針對(dui)國際(ji)主(zhu)流的(de)商業遙感衛星進行(xing)了(le)方案(an)搜集、指標分(fen)析、應用和(he)用戶(hu)調研。

“經(jing)過調研，我們發(fa)現(xian)市場對(dui)0.5米(mi)級衛(wei)星數據的需求非常旺盛，在不降低衛(wei)星圖像品質的前(qian)提下，我們要做(zuo)的就是想盡一切辦(ban)法壓縮成(cheng)本(ben)。”中國四維公司研究發(fa)展部高級研發(fa)經(jing)理閆大鵬說。

航天(tian)東(dong)方紅公司從(cong)衛(wei)星(xing)的指標滿(man)足度、成本控(kong)制(zhi)、冗余設(she)計、研(yan)制(zhi)流(liu)程優(you)(you)(you)化(hua)等多方面(mian)著手，形成了具有商業特點的衛(wei)星(xing)研(yan)制(zhi)模(mo)式(shi)——設(she)計方面(mian)，在滿(man)足用戶指標要求(qiu)的前提下，不追求(qiu)單(dan)次(ci)或某幾(ji)次(ci)指標最優(you)(you)(you)，而(er)是力(li)求(qiu)實現系(xi)統整體指標優(you)(you)(you)化(hua)；系(xi)統配置方面(mian)，大量(liang)采用新(xin)技(ji)術、新(xin)產品，提高集(ji)成度，避免(mian)過度冗余；采用“方案+正樣(yang)”、以(yi)仿真分析代替試(shi)驗驗證等手段，優(you)(you)(you)化(hua)研(yan)制(zhi)流(liu)程；改(gai)變傳統的系(xi)統產品管(guan)理組(zu)織模(mo)式(shi)，設(she)置“項目(mu)執行總監”，將總設(she)計師從(cong)抓衛(wei)星(xing)生產管(guan)理執行中解(jie)放出來，更側重核心設(she)計……

在(zai)保證(zheng)產品可靠性(xing)和任務(wu)成功(gong)的基(ji)礎上，研(yan)(yan)制團隊通過(guo)從(cong)產品設(she)計(ji)上“省(sheng)空間”、從(cong)研(yan)(yan)制流程上“省(sheng)時間”、從(cong)優化(hua)系(xi)統配置(zhi)上“省(sheng)成本(ben)”這樣一系(xi)列“科學(xue)節(jie)省(sheng)”的思路，創造了在(zai)17個月內(nei)圓滿完成兩(liang)顆全新(xin)平臺衛(wei)星研(yan)(yan)制的新(xin)紀(ji)錄，使高景一號成為(wei)國內(nei)研(yan)(yan)制周(zhou)期最短的光學(xue)遙感小衛(wei)星。

“我們的最(zui)終(zhong)目標是為用戶提(ti)供‘好、快(kuai)、省’的遙感小(xiao)衛星。”葛玉(yu)君說。

對于(yu)一顆面向(xiang)商業應用的遙感衛星，用戶(hu)(hu)需求(qiu)始(shi)終是衛星設計(ji)和研制的重要(yao)依(yi)據。因(yin)此，高景一號研發運營團(tuan)隊還十分注重用戶(hu)(hu)體驗。

與傳統型號任務(wu)中(zhong)等到編寫“用戶說明”時(shi)才考慮用戶的(de)需求不同，高(gao)景(jing)一號研(yan)制(zhi)團隊早在衛(wei)(wei)星(xing)(xing)方案設(she)計初期，就將(jiang)用戶需求“消化(hua)”到設(she)計的(de)方方面(mian)面(mian)——衛(wei)(wei)星(xing)(xing)平臺的(de)所(suo)有(you)CPU軟(ruan)件都具(ju)有(you)在軌(gui)修改(gai)和(he)上注(zhu)能力；用戶既無需關心(xin)成(cheng)像(xiang)任務(wu)中(zhong)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)姿(zi)態(tai)具(ju)體需要完(wan)成(cheng)哪些動作，也不用知(zhi)道相機和(he)數傳應(ying)用哪些指令(ling)，只要調(diao)用研(yan)制(zhi)團隊事先設(she)計好的(de)相應(ying)指令(ling)模板，便可輕(qing)松(song)完(wan)成(cheng)任務(wu)；衛(wei)(wei)星(xing)(xing)的(de)測控、星(xing)(xing)務(wu)、姿(zi)控、電源等都具(ju)有(you)自(zi)主健(jian)康檢查、故障(zhang)自(zi)主診斷、隔離(li)和(he)恢(hui)復的(de)功能，使得其在軌(gui)維護難度大(da)大(da)減輕(qing)……

這些細致入微的(de)設計將高景一號打(da)造為界面友(you)好的(de)商遙衛(wei)星，幫助用戶方便地完成運(yun)營任務，從而(er)更(geng)加充分地挖掘遙感衛(wei)星的(de)應用價值。