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新(xin)年伊(yi)始，中國航天科技(ji)集團公司商業遙(yao)感衛(wei)星(xing)(xing)(xing)系統(tong)的(de)首發星(xing)(xing)(xing)高景一號首批(pi)影像向社會發布，標志著我(wo)國首個完全自主(zhu)研制的(de)0.5米級高分辨率商業遙(yao)感衛(wei)星(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)座(zuo)正(zheng)式具備運(yun)營能力。

高分(fen)辨率、高圖像質量、高敏捷機動能力(li)、多模式成(cheng)像、長壽命……甫一面(mian)世，高景一號便自帶一系列適應商業市(shi)場(chang)的(de)指標“光環”，標志著國(guo)產商業遙感數據水平正式邁(mai)入國(guo)際一流行列。

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(le)高(gao)起點上(shang)。

“高(gao)景(jing)一號(hao)雖然是(shi)該系統的首發星，但卻是(shi)國內第(di)一顆面向(xiang)商業用途的0.5米高(gao)分(fen)辨(bian)率光(guang)學遙感衛星，其性能(neng)與國際(ji)先進的Pleiades-1等商遙衛星相比也(ye)毫不遜色。”衛星研制方(fang)航天東方(fang)紅衛星有限公司總經理(li)葛玉(yu)君(jun)說。

早在升空前，高景一(yi)(yi)號(hao)便得(de)到了國(guo)(guo)內外(wai)衛(wei)星(xing)數據用(yong)戶的關注和期待。該衛(wei)星(xing)運(yun)營方中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)四維測繪(hui)技術有(you)(you)限公司下(xia)屬的世景公司總經理徐(xu)麗萍回憶道，在與用(yong)戶的業務互動中(zhong)(zhong)，有(you)(you)人曾感慨(kai)說：“一(yi)(yi)起步就是(shi)0.5米級分辨率，高景一(yi)(yi)號(hao)將使中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)躋身(shen)國(guo)(guo)際商遙衛(wei)星(xing)第一(yi)(yi)方陣。”

如何使產品(pin)的(de)指標和(he)成本(ben)在未來的(de)國內外遙(yao)感衛星(xing)市(shi)場上(shang)都(dou)極(ji)富競爭力(li)？研制(zhi)團(tuan)隊在高景一(yi)號上(shang)采用全(quan)新(xin)研制(zhi)的(de)CAST3000B小(xiao)衛星(xing)平(ping)臺(tai)，來寄(ji)托(tuo)他們的(de)大目標。

相(xiang)較于普通遙感衛星(xing)，高(gao)(gao)景一號具有高(gao)(gao)敏捷的機(ji)動性能。為此，研制(zhi)團隊采用(yong)變(bian)速(su)控制(zhi)力矩陀螺方案（VSCMG），有機(ji)統一了衛星(xing)姿態快速(su)機(ji)動能力與高(gao)(gao)分成像所要求的高(gao)(gao)穩定(ding)度。這也是(shi)國(guo)產(chan)小型化VSCMG產(chan)品(pin)在國(guo)內的首次在軌應用(yong)。

憑借出色(se)的(de)高(gao)敏捷機(ji)動性能(neng)，高(gao)景一號可以為有著不同需求的(de)用戶提供多達(da)7種成(cheng)像(xiang)模式的(de)選(xuan)擇，包括五條帶拼(pin)接成(cheng)像(xiang)、三視(shi)角立體成(cheng)像(xiang)及同軌多目(mu)標(biao)成(cheng)像(xiang)等。

五條帶拼接成(cheng)像(xiang)模式就是發揮衛(wei)星姿態快速機動特點(dian)，對(dui)關注區域，例如某(mou)一大(da)型城市，一次過(guo)頂時，利用俯(fu)仰(yang)和(he)側擺(bai)機動，掃描(miao)5個條帶，拼接形成(cheng)60公里×70公里的圖(tu)像(xiang)。

“這可(ke)以有(you)效解決高分(fen)辨(bian)率(lv)衛星(xing)幅寬(kuan)較窄(zhai)的應用(yong)問題。”高景一號總指揮兼總設計(ji)師(shi)趙志明介(jie)紹。

三視(shi)角立體(ti)成(cheng)像(xiang)模式是對指(zhi)定區域，從不同視(shi)角進行3次成(cheng)像(xiang)，形成(cheng)立體(ti)圖像(xiang)，可以(yi)滿足用戶立體(ti)成(cheng)像(xiang)和測繪制圖的需求(qiu)。

而多目標(biao)成(cheng)像模式則通過按需設置成(cheng)像條(tiao)帶長度(du)，一軌內可實(shi)現(xian)任(ren)意地區8個目標(biao)的成(cheng)像，大(da)(da)大(da)(da)提高衛星的快速(su)響應(ying)能力(li)，可以應(ying)對各(ge)種(zhong)突發事件和(he)緊急(ji)任(ren)務(wu)需求，也(ye)能為有(you)小區塊成(cheng)像需求的用(yong)戶提供服務(wu)。

遙感衛星要具(ju)備(bei)高敏捷(jie)機動(dong)(dong)能(neng)力，就要嚴格控制自身的(de)質量(liang)和轉動(dong)(dong)慣量(liang)，提高集成(cheng)度(du)。簡單(dan)來說，就是(shi)要“減重瘦身”。

傳統小衛星(xing)的(de)星(xing)務分系統包括星(xing)務主機(ji)、熱控下位機(ji)、載(zai)荷下位機(ji)等四五臺設備，單機(ji)加電纜(lan)的(de)總重接(jie)近30公斤。

CAST3000B平(ping)臺(tai)(tai)大量采(cai)用(yong)高(gao)度集(ji)(ji)成(cheng)的SOC、SIP、MEU等智能(neng)芯片(pian)，把單機(ji)集(ji)(ji)成(cheng)為單板(ban)、單板(ban)集(ji)(ji)成(cheng)為芯片(pian)，用(yong)1臺(tai)(tai)不(bu)到5公斤的星務管理單元來(lai)完成(cheng)原(yuan)來(lai)5臺(tai)(tai)單機(ji)的功(gong)能(neng)。

同時，高景一號采用(yong)的小型化VSCMG產品每個重量(liang)只有8公斤，是國(guo)際上最輕(qing)的同類(lei)產品。研(yan)制團隊還對衛(wei)星(xing)進行(xing)了電源管(guan)理和(he)配電模塊集成、應用(yong)小型化應答機等設計(ji)。上述措施和(he)新技術的采用(yong)使(shi)衛(wei)星(xing)平(ping)臺的重量(liang)下降約50%。

“這些產(chan)品和(he)(he)配置的優(you)化(hua)(hua)，大幅提高了(le)高景一號產(chan)品的智能化(hua)(hua)、自主化(hua)(hua)、標準(zhun)化(hua)(hua)和(he)(he)輕量化(hua)(hua)，降低了(le)研制成本，提高了(le)調(diao)試過程(cheng)的靈活性，為商遙(yao)衛星系統(tong)星座(zuo)后(hou)續(xu)大批量的生(sheng)產(chan)研制，提供了(le)很好的技(ji)術(shu)保(bao)障。”趙志明說。

高景一號(hao)01、02星(xing)在(zai)軌組網后，可(ke)針對全球南(nan)北緯(wei)80度之間實現4天(tian)的重訪周期。待(dai)系統后續2顆衛(wei)星(xing)2017年發射(she)入軌后，4顆星(xing)實現全球任意(yi)地點重訪只需要1天(tian)時間。同(tong)時，衛(wei)星(xing)提供X波段的下行(xing)數傳通(tong)道，傳輸碼速率每秒(miao)最高可(ke)達(da)900兆。新衛(wei)星(xing)平臺的高可(ke)靠性(xing)(xing)和抗輻射(she)性(xing)(xing)等優勢(shi)使衛(wei)星(xing)設計壽命足(zu)夠有競(jing)爭力。這些先(xian)進性(xing)(xing)能(neng)都為高景一號(hao)的商業(ye)化運作提供了條(tiao)件(jian)。

友好商遙 質高價優

商業遙感衛星，顧名思義(yi)，要講求(qiu)商業回(hui)報。相(xiang)較于一(yi)般衛星，其(qi)研制成(cheng)本(ben)直接關系到用戶收益，也關系到圖(tu)像產品的(de)最終價格(ge)和市場競(jing)爭力，因此對成(cheng)本(ben)更為敏感。

面向市場，高景一號的(de)研(yan)發運營團隊希(xi)望(wang)在“質高”和“價優”之間尋求(qiu)到(dao)一個最(zui)佳平衡點——既要轉變(bian)“唯(wei)技術指標”和“不(bu)計(ji)成(cheng)本”的(de)傳統型號研(yan)制思維，又不(bu)能因降低成(cheng)本而影響整體可靠性，以致于(yu)無法為市場長(chang)期(qi)供應質量(liang)穩定的(de)產品。

于是，在(zai)衛星任務需求分析階段，航(hang)天東方紅公(gong)司(si)和(he)中國(guo)四(si)維公(gong)司(si)聯合組(zu)織(zhi)專業技術(shu)人員，針對國(guo)際主流的(de)商業遙感衛星進行(xing)了(le)方案搜集、指標分析、應用和(he)用戶調研(yan)。

“經(jing)過調研，我(wo)(wo)們發現市場對0.5米級衛星(xing)數據(ju)的(de)需求非(fei)常(chang)旺盛，在不降低衛星(xing)圖像品質的(de)前提下(xia)，我(wo)(wo)們要做的(de)就是想盡一切辦法壓縮成本。”中國四維公司研究(jiu)發展部高級研發經(jing)理閆大鵬說。

航天東方(fang)紅(hong)公司從衛(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)指(zhi)(zhi)標(biao)滿足度、成本控制、冗余(yu)設計(ji)、研(yan)制流程優(you)化等多(duo)方(fang)面著手，形(xing)成了具(ju)有商業特點的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)研(yan)制模(mo)式——設計(ji)方(fang)面，在滿足用戶(hu)指(zhi)(zhi)標(biao)要求(qiu)的(de)(de)前提(ti)下，不追求(qiu)單(dan)次(ci)或某幾(ji)次(ci)指(zhi)(zhi)標(biao)最優(you)，而是力求(qiu)實現(xian)系統(tong)(tong)整體指(zhi)(zhi)標(biao)優(you)化；系統(tong)(tong)配置方(fang)面，大量采用新技(ji)術、新產品，提(ti)高(gao)集成度，避免過度冗余(yu)；采用“方(fang)案+正樣(yang)”、以仿真分析代替試驗驗證等手段，優(you)化研(yan)制流程；改變傳統(tong)(tong)的(de)(de)系統(tong)(tong)產品管理(li)組(zu)織模(mo)式，設置“項目執行總監”，將(jiang)總設計(ji)師從抓(zhua)衛(wei)(wei)星(xing)生(sheng)產管理(li)執行中解放出來，更側重核心設計(ji)……

在(zai)保(bao)證(zheng)產(chan)品可靠性和(he)任務成功的(de)基礎(chu)上(shang)(shang)，研(yan)制團(tuan)隊通過從產(chan)品設計上(shang)(shang)“省(sheng)空間”、從研(yan)制流程上(shang)(shang)“省(sheng)時間”、從優化(hua)系統(tong)配(pei)置上(shang)(shang)“省(sheng)成本”這(zhe)樣一系列“科學(xue)節省(sheng)”的(de)思路，創造了在(zai)17個月內圓(yuan)滿完成兩顆(ke)全新(xin)平臺衛星研(yan)制的(de)新(xin)紀錄，使高景一號成為國內研(yan)制周期(qi)最短(duan)的(de)光學(xue)遙(yao)感小衛星。

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

對于一顆面向商業應(ying)用(yong)的(de)遙感(gan)衛(wei)星，用(yong)戶需求始終是衛(wei)星設計和研制(zhi)的(de)重要依據。因此，高景一號研發運營團隊還(huan)十分注(zhu)重用(yong)戶體驗。

與傳統型號(hao)任(ren)務(wu)中(zhong)等(deng)到編(bian)寫“用(yong)(yong)戶說(shuo)明”時才考(kao)慮用(yong)(yong)戶的需(xu)求(qiu)不同(tong)，高景一(yi)號(hao)研制團(tuan)隊早(zao)在(zai)衛(wei)星(xing)方案設計初(chu)期，就(jiu)將用(yong)(yong)戶需(xu)求(qiu)“消化”到設計的方方面面——衛(wei)星(xing)平(ping)臺的所有CPU軟(ruan)件都具有在(zai)軌修改和上注(zhu)能力(li)；用(yong)(yong)戶既無(wu)需(xu)關(guan)心成(cheng)像(xiang)任(ren)務(wu)中(zhong)衛(wei)星(xing)姿態具體需(xu)要完成(cheng)哪(na)些動作，也不用(yong)(yong)知(zhi)道相機和數傳應(ying)用(yong)(yong)哪(na)些指令(ling)，只要調用(yong)(yong)研制團(tuan)隊事先設計好的相應(ying)指令(ling)模板，便可輕松完成(cheng)任(ren)務(wu)；衛(wei)星(xing)的測(ce)控、星(xing)務(wu)、姿控、電源等(deng)都具有自(zi)主健(jian)康檢查、故障自(zi)主診斷、隔離和恢復的功能，使得其在(zai)軌維護(hu)難(nan)度大(da)大(da)減(jian)輕……

這些細致入(ru)微(wei)的(de)設計將高景(jing)一號(hao)打造(zao)為界(jie)面友好的(de)商遙衛星，幫助用戶方便地(di)完成運(yun)營任務，從而(er)更加充分地(di)挖掘遙感衛星的(de)應用價值(zhi)。