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新年伊始(shi)，中(zhong)國(guo)航天科技集(ji)團公司(si)商業遙感(gan)衛星系(xi)統的首(shou)發(fa)星高景(jing)一(yi)號(hao)首(shou)批影像(xiang)向社(she)會發(fa)布，標志著我(wo)國(guo)首(shou)個完全自主研制(zhi)的0.5米級高分辨率商業遙感(gan)衛星星座(zuo)正式具備運(yun)營能力。

高分辨率、高圖像質量、高敏捷機動能力、多模式成像、長壽命……甫(fu)一面世(shi)，高景一號便(bian)自帶(dai)一系列(lie)適應商業市場的指(zhi)標“光環”，標志著國產商業遙感數(shu)據水平正(zheng)式邁(mai)入國際一流行列(lie)。

輕敏高景 豈止于高

商業遙感衛星系統從建設之(zhi)初就站(zhan)在了高起(qi)點上。

“高(gao)(gao)景(jing)一(yi)號(hao)雖然是該系統的首發(fa)星(xing)(xing)，但卻是國(guo)內第一(yi)顆面(mian)向商(shang)業用途的0.5米高(gao)(gao)分辨率光學(xue)遙(yao)(yao)感(gan)衛(wei)星(xing)(xing)，其性(xing)能(neng)與國(guo)際(ji)先進的Pleiades-1等(deng)商(shang)遙(yao)(yao)衛(wei)星(xing)(xing)相比也(ye)毫不(bu)遜色。”衛(wei)星(xing)(xing)研制方(fang)(fang)航天東(dong)方(fang)(fang)紅衛(wei)星(xing)(xing)有限公(gong)司總經理葛玉(yu)君說。

早在(zai)升空前，高景(jing)一(yi)號便得到了(le)國(guo)內(nei)外(wai)衛(wei)星數(shu)據用(yong)戶的關注和期待。該(gai)衛(wei)星運營方中(zhong)國(guo)四(si)維測(ce)繪技術有限公(gong)司(si)下屬(shu)的世景(jing)公(gong)司(si)總經理(li)徐麗萍回(hui)憶(yi)道，在(zai)與用(yong)戶的業務互動(dong)中(zhong)，有人曾感慨(kai)說：“一(yi)起步就是0.5米級分辨率，高景(jing)一(yi)號將(jiang)使中(zhong)國(guo)躋身國(guo)際(ji)商遙衛(wei)星第一(yi)方陣(zhen)。”

如何使(shi)產品(pin)的指標和成本在未來的國內(nei)外遙感衛星市(shi)場上(shang)都極富競爭力(li)？研(yan)制(zhi)團(tuan)隊在高景一號上(shang)采用全新研(yan)制(zhi)的CAST3000B小衛星平臺，來寄托(tuo)他(ta)們的大目標。

相較于普通遙(yao)感衛星(xing)，高(gao)景一號具(ju)有(you)高(gao)敏捷的機動性能(neng)。為此，研制團隊采用(yong)變速控制力矩陀螺方案(an)（VSCMG），有(you)機統一了衛星(xing)姿(zi)態快速機動能(neng)力與高(gao)分(fen)成(cheng)像所要(yao)求的高(gao)穩定度。這也是(shi)國(guo)產(chan)小型化(hua)VSCMG產(chan)品在國(guo)內的首次在軌應用(yong)。

憑(ping)借出色的高敏捷(jie)機動性(xing)能，高景一號可以為(wei)有著不同需(xu)求的用戶提供多(duo)達7種成像(xiang)模(mo)式的選擇，包括五條帶拼接成像(xiang)、三視角立體成像(xiang)及(ji)同軌多(duo)目標成像(xiang)等。

五條帶(dai)拼接成像模式就(jiu)是發揮(hui)衛星姿(zi)態快速機動(dong)特點(dian)，對(dui)關注(zhu)區(qu)域，例(li)如某一(yi)大型(xing)城(cheng)市，一(yi)次(ci)過頂時，利用俯仰和側擺機動(dong)，掃(sao)描5個條帶(dai)，拼接形成60公(gong)里×70公(gong)里的圖像。

“這可(ke)以(yi)有效解決(jue)高分辨率衛星幅寬較窄的應用問題(ti)。”高景一(yi)號總指揮兼(jian)總設計師趙志明介紹。

三視角立(li)體成像模(mo)式是對指定區(qu)域，從不同視角進(jin)行(xing)3次成像，形成立(li)體圖像，可以滿足(zu)用(yong)戶立(li)體成像和測繪制(zhi)圖的需求(qiu)。

而多目標(biao)成(cheng)像模式則通(tong)過按需設置(zhi)成(cheng)像條帶長(chang)度，一軌(gui)內可實現任意地區8個目標(biao)的成(cheng)像，大(da)大(da)提(ti)高衛(wei)星的快速響應能力，可以應對各種突發(fa)事(shi)件和緊急任務需求，也能為有小區塊成(cheng)像需求的用戶提(ti)供服務。

遙感(gan)衛星要具備高(gao)敏捷機動能力，就要嚴格控制自身的質量(liang)(liang)和轉動慣量(liang)(liang)，提高(gao)集成度。簡(jian)單來說，就是要“減重瘦身”。

傳統小衛星的星務(wu)(wu)分(fen)系(xi)統包括星務(wu)(wu)主機(ji)、熱控下位(wei)機(ji)、載荷下位(wei)機(ji)等四五臺設備，單機(ji)加電纜的總重接近30公斤。

CAST3000B平臺大量(liang)采用高(gao)度集成的(de)(de)SOC、SIP、MEU等智能芯(xin)片，把(ba)單機集成為單板(ban)、單板(ban)集成為芯(xin)片，用1臺不到5公斤的(de)(de)星務管理單元來(lai)完(wan)成原來(lai)5臺單機的(de)(de)功能。

同時，高景一號采用的(de)小(xiao)型化(hua)(hua)VSCMG產(chan)品每個重量(liang)只有8公斤(jin)，是國(guo)際(ji)上最輕的(de)同類產(chan)品。研制(zhi)團隊還對衛(wei)星(xing)進行(xing)了(le)電(dian)源管理(li)和配(pei)電(dian)模塊集(ji)成、應用小(xiao)型化(hua)(hua)應答(da)機(ji)等(deng)設計。上述措施和新技術的(de)采用使衛(wei)星(xing)平臺的(de)重量(liang)下降約50%。

“這些產品和配置(zhi)的(de)優(you)化(hua)，大幅提(ti)高(gao)(gao)了(le)(le)高(gao)(gao)景一號產品的(de)智能(neng)化(hua)、自主化(hua)、標(biao)準化(hua)和輕量(liang)化(hua)，降(jiang)低了(le)(le)研(yan)制成本(ben)，提(ti)高(gao)(gao)了(le)(le)調試過程的(de)靈活(huo)性(xing)，為商遙衛星(xing)系統星(xing)座后續大批量(liang)的(de)生產研(yan)制，提(ti)供了(le)(le)很(hen)好(hao)的(de)技術保障。”趙(zhao)志明說。

高(gao)景(jing)一號01、02星在軌組網后(hou)，可(ke)針對全球南北緯80度之間(jian)實(shi)現(xian)4天(tian)的重訪周期。待(dai)系(xi)統后(hou)續2顆衛(wei)星2017年(nian)發(fa)射(she)(she)入軌后(hou)，4顆星實(shi)現(xian)全球任意地(di)點(dian)重訪只需(xu)要1天(tian)時間(jian)。同(tong)時，衛(wei)星提供X波段的下(xia)行數傳通道，傳輸碼速率每秒最高(gao)可(ke)達900兆。新衛(wei)星平臺的高(gao)可(ke)靠性(xing)和抗輻射(she)(she)性(xing)等優勢使衛(wei)星設(she)計(ji)壽命足夠有競爭(zheng)力(li)。這些先進性(xing)能(neng)都為高(gao)景(jing)一號的商業(ye)化(hua)運作提供了條件。

友好商遙 質高價優

商業(ye)遙(yao)感衛星，顧(gu)名思義，要(yao)講(jiang)求商業(ye)回(hui)報。相(xiang)較(jiao)于一般(ban)衛星，其研(yan)制成本直接關(guan)系到用(yong)戶收益，也關(guan)系到圖像產品的最終(zhong)價格和市場競爭力，因此對成本更為敏(min)感。

面向市場，高景(jing)一(yi)(yi)號(hao)的研發運營(ying)團隊希(xi)望在(zai)“質高”和“價優”之間尋(xun)求(qiu)到一(yi)(yi)個(ge)最佳(jia)平衡點——既(ji)要轉(zhuan)變“唯技術指標”和“不(bu)計成(cheng)(cheng)本(ben)”的傳統型號(hao)研制(zhi)思(si)維，又不(bu)能因降低成(cheng)(cheng)本(ben)而(er)影響整體可靠性，以致于(yu)無法為市場長期供(gong)應質量穩定的產品。

于(yu)是，在衛星任務需(xu)求分析階段，航(hang)天(tian)東(dong)方紅公司和中(zhong)國(guo)(guo)四維公司聯(lian)合(he)組織專業(ye)技術人員(yuan)，針對國(guo)(guo)際主流的商業(ye)遙感衛星進行了方案搜(sou)集、指標(biao)分析、應用(yong)(yong)和用(yong)(yong)戶調研。

“經過調(diao)研(yan)，我(wo)們發(fa)現市(shi)場對0.5米級衛星數據的(de)需求(qiu)非常(chang)旺(wang)盛，在不降低衛星圖像品質(zhi)的(de)前提下，我(wo)們要做(zuo)的(de)就是想盡(jin)一(yi)切辦法壓縮成(cheng)本。”中國四維公(gong)司研(yan)究發(fa)展(zhan)部高級研(yan)發(fa)經理閆大鵬說。

航(hang)天(tian)東方紅公(gong)司(si)從衛(wei)星的指標(biao)滿足度(du)、成(cheng)本控制(zhi)(zhi)、冗(rong)余(yu)設計(ji)、研制(zhi)(zhi)流程優化等(deng)多方面(mian)著手，形成(cheng)了具(ju)有商業(ye)特(te)點的衛(wei)星研制(zhi)(zhi)模式——設計(ji)方面(mian)，在滿足用戶指標(biao)要求(qiu)的前提下，不追求(qiu)單(dan)次或某幾次指標(biao)最優，而(er)是力求(qiu)實現系(xi)統整(zheng)體(ti)指標(biao)優化；系(xi)統配置方面(mian)，大量采用新技術、新產品，提高集成(cheng)度(du)，避免過度(du)冗(rong)余(yu)；采用“方案(an)+正樣”、以(yi)仿真分析代替試驗驗證等(deng)手段，優化研制(zhi)(zhi)流程；改變傳統的系(xi)統產品管理組織模式，設置“項目執行(xing)總(zong)監”，將總(zong)設計(ji)師從抓衛(wei)星生產管理執行(xing)中解放出(chu)來，更側重(zhong)核心(xin)設計(ji)……

在(zai)保(bao)證產(chan)品(pin)可靠性和任務成(cheng)功(gong)的(de)基礎上，研制(zhi)團隊通過從(cong)產(chan)品(pin)設計上“省(sheng)(sheng)空間(jian)”、從(cong)研制(zhi)流程上“省(sheng)(sheng)時間(jian)”、從(cong)優化系統配(pei)置(zhi)上“省(sheng)(sheng)成(cheng)本”這樣一(yi)系列“科學(xue)節省(sheng)(sheng)”的(de)思(si)路，創造(zao)了(le)在(zai)17個月內(nei)圓滿(man)完成(cheng)兩顆全新平臺衛星研制(zhi)的(de)新紀錄，使(shi)高(gao)景一(yi)號成(cheng)為國內(nei)研制(zhi)周期最短的(de)光學(xue)遙感小衛星。

“我們的最終目標是為用戶提供(gong)‘好、快(kuai)、省’的遙(yao)感小衛星。”葛玉君說。

對(dui)于一顆面向商(shang)業應用(yong)的(de)遙感衛(wei)星，用(yong)戶(hu)需求始終是衛(wei)星設計和研(yan)制的(de)重要依據。因此，高景一號研(yan)發運營團(tuan)隊(dui)還(huan)十分(fen)注重用(yong)戶(hu)體驗。

與傳統型號(hao)(hao)任務中等到編寫“用戶說(shuo)明”時(shi)才考慮用戶的需求不(bu)同，高(gao)景一(yi)號(hao)(hao)研制團(tuan)隊早在衛(wei)星方(fang)案設(she)計初(chu)期，就將用戶需求“消化”到設(she)計的方(fang)方(fang)面面——衛(wei)星平臺的所有(you)CPU軟件都具(ju)有(you)在軌修改和上注能力；用戶既無需關心(xin)成像任務中衛(wei)星姿(zi)態(tai)具(ju)體需要完成哪些動(dong)作，也不(bu)用知(zhi)道相機(ji)和數傳應(ying)(ying)用哪些指令，只要調用研制團(tuan)隊事先(xian)設(she)計好(hao)的相應(ying)(ying)指令模板，便可輕松完成任務；衛(wei)星的測控、星務、姿(zi)控、電源等都具(ju)有(you)自(zi)主(zhu)健康檢查(cha)、故(gu)障(zhang)自(zi)主(zhu)診斷、隔(ge)離和恢復的功能，使得其在軌維護難度大(da)大(da)減(jian)輕……

這些(xie)細致入微的設計將高景一號打造為界面(mian)友(you)好的商遙(yao)衛星(xing)，幫助用戶方(fang)便(bian)地完成運營任務，從而更加充分地挖掘遙(yao)感衛星(xing)的應用價(jia)值。