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新年伊始，中國航天(tian)科技集團公(gong)司商(shang)業(ye)遙感(gan)衛(wei)星系(xi)統的首(shou)發(fa)星高(gao)景(jing)一號首(shou)批影像向社會發(fa)布，標志著我國首(shou)個完全(quan)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(shi)具備運營能力。

高分辨率(lv)、高圖像(xiang)質(zhi)量、高敏捷(jie)機動能力、多(duo)模式(shi)(shi)成像(xiang)、長(chang)壽(shou)命……甫(fu)一(yi)面(mian)世(shi)，高景一(yi)號便(bian)自帶(dai)一(yi)系列適應商業市場(chang)的指標“光環”，標志著(zhu)國(guo)產商業遙感數據水(shui)平正式(shi)(shi)邁入國(guo)際一(yi)流行列。

輕敏高景 豈止于高

商業遙感衛星系統從建設之初就站(zhan)在了高起點上。

“高景(jing)一號雖然是(shi)(shi)該系統(tong)的首發星(xing)，但卻是(shi)(shi)國(guo)內第一顆面向商業用途的0.5米(mi)高分辨(bian)率光(guang)學遙感衛(wei)星(xing)，其性(xing)能與國(guo)際先進(jin)的Pleiades-1等商遙衛(wei)星(xing)相比也毫不遜色(se)。”衛(wei)星(xing)研制方(fang)航天東(dong)方(fang)紅衛(wei)星(xing)有(you)限公司總經(jing)理葛玉君(jun)說(shuo)。

早在升空(kong)前，高(gao)景(jing)(jing)一(yi)號(hao)便得到了(le)國(guo)(guo)內(nei)外衛(wei)星(xing)數(shu)據用戶(hu)的(de)關注和期待。該衛(wei)星(xing)運營方(fang)中國(guo)(guo)四維測(ce)繪技術有(you)限公司下(xia)屬的(de)世景(jing)(jing)公司總經理(li)徐(xu)麗萍回(hui)憶道，在與用戶(hu)的(de)業務(wu)互動中，有(you)人(ren)曾(ceng)感慨(kai)說：“一(yi)起步就是0.5米(mi)級分(fen)辨率(lv)，高(gao)景(jing)(jing)一(yi)號(hao)將使(shi)中國(guo)(guo)躋(ji)身國(guo)(guo)際商(shang)遙衛(wei)星(xing)第一(yi)方(fang)陣。”

如何(he)使(shi)產品的(de)指標(biao)和成(cheng)本在未來(lai)的(de)國內外遙感衛星市場上都極(ji)富競爭(zheng)力？研(yan)制(zhi)(zhi)團隊在高景一號上采用全(quan)新研(yan)制(zhi)(zhi)的(de)CAST3000B小衛星平(ping)臺，來(lai)寄托他們的(de)大目標(biao)。

相(xiang)較于普通遙感衛星，高(gao)景一號(hao)具有(you)高(gao)敏(min)捷的(de)機動(dong)性(xing)能(neng)。為此，研制(zhi)團隊采用(yong)(yong)變(bian)速控制(zhi)力(li)矩陀螺方案（VSCMG），有(you)機統一了(le)衛星姿態快速機動(dong)能(neng)力(li)與高(gao)分成像所要求的(de)高(gao)穩定(ding)度。這(zhe)也(ye)是國產小(xiao)型化VSCMG產品在國內(nei)的(de)首次在軌應用(yong)(yong)。

憑借(jie)出色(se)的高(gao)(gao)敏捷機動性能，高(gao)(gao)景(jing)一號可(ke)以為有著不同(tong)需求(qiu)的用戶提供多(duo)達7種(zhong)成(cheng)像(xiang)模式的選擇，包(bao)括五(wu)條帶拼(pin)接成(cheng)像(xiang)、三視角立體(ti)成(cheng)像(xiang)及(ji)同(tong)軌多(duo)目標成(cheng)像(xiang)等。

五條帶(dai)拼接成(cheng)像(xiang)模式就是(shi)發揮衛(wei)星姿(zi)態快速機(ji)動特(te)點，對關注區域，例如某一(yi)(yi)大型城市，一(yi)(yi)次過(guo)頂時，利用俯仰和(he)側擺機(ji)動，掃描5個條帶(dai)，拼接形成(cheng)60公里×70公里的圖像(xiang)。

“這可以有效解決高分辨率衛(wei)星幅寬較(jiao)窄的應用問題。”高景一號總指揮(hui)兼總設計師(shi)趙志明(ming)介紹(shao)。

三(san)視(shi)角立體成像(xiang)模(mo)式是對(dui)指定(ding)區域，從不同視(shi)角進(jin)行(xing)3次成像(xiang)，形成立體圖像(xiang)，可(ke)以滿(man)足用戶立體成像(xiang)和測(ce)繪制圖的(de)需求。

而多(duo)目標成像(xiang)(xiang)模式則通過按需設置成像(xiang)(xiang)條帶(dai)長度，一軌內可實現任(ren)意地區(qu)8個目標的(de)成像(xiang)(xiang)，大大提(ti)高衛星的(de)快速響應(ying)能(neng)力，可以(yi)應(ying)對各種突發(fa)事件和緊急任(ren)務需求，也(ye)能(neng)為有小區(qu)塊成像(xiang)(xiang)需求的(de)用戶提(ti)供(gong)服務。

遙感衛星要(yao)(yao)具備(bei)高(gao)敏捷機動能力，就要(yao)(yao)嚴格控制(zhi)自身的質量和轉動慣量，提高(gao)集成度。簡(jian)單來說，就是要(yao)(yao)“減重(zhong)瘦(shou)身”。

傳統(tong)小衛星(xing)的星(xing)務分(fen)系統(tong)包括星(xing)務主機(ji)、熱控下(xia)位(wei)機(ji)、載荷下(xia)位(wei)機(ji)等四五臺(tai)設(she)備，單機(ji)加(jia)電纜的總重接(jie)近30公斤(jin)。

CAST3000B平臺(tai)(tai)大量采(cai)用高度(du)集成的(de)SOC、SIP、MEU等智能(neng)(neng)芯片，把單機集成為(wei)單板(ban)(ban)、單板(ban)(ban)集成為(wei)芯片，用1臺(tai)(tai)不(bu)到5公斤的(de)星務(wu)管理單元來完成原來5臺(tai)(tai)單機的(de)功能(neng)(neng)。

同時，高(gao)景(jing)一號采(cai)(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)小型(xing)化VSCMG產品每(mei)個(ge)重(zhong)量只有8公(gong)斤，是國際(ji)上最(zui)輕的(de)(de)(de)同類(lei)產品。研(yan)制(zhi)團(tuan)隊還對衛(wei)星(xing)進行了電源管理和配電模塊集成(cheng)、應用(yong)(yong)小型(xing)化應答機等設計(ji)。上述措施和新技術的(de)(de)(de)采(cai)(cai)用(yong)(yong)使衛(wei)星(xing)平臺的(de)(de)(de)重(zhong)量下(xia)降約50%。

“這些產(chan)品(pin)和配置的(de)(de)優(you)化(hua)(hua)，大幅提(ti)高了(le)高景一號產(chan)品(pin)的(de)(de)智能化(hua)(hua)、自主化(hua)(hua)、標準化(hua)(hua)和輕量化(hua)(hua)，降(jiang)低了(le)研制(zhi)成本(ben)，提(ti)高了(le)調試過(guo)程(cheng)的(de)(de)靈活性，為商(shang)遙衛星系統星座后續大批(pi)量的(de)(de)生產(chan)研制(zhi)，提(ti)供(gong)了(le)很(hen)好的(de)(de)技術保障。”趙(zhao)志明說。

高(gao)景一號01、02星(xing)在軌組(zu)網后(hou)，可針對全球南北緯(wei)80度之間(jian)實(shi)現(xian)4天的(de)重訪周期(qi)。待系(xi)統后(hou)續2顆(ke)衛(wei)星(xing)2017年發(fa)射入(ru)軌后(hou)，4顆(ke)星(xing)實(shi)現(xian)全球任意地點重訪只需要1天時(shi)間(jian)。同時(shi)，衛(wei)星(xing)提供X波段的(de)下(xia)行數(shu)傳通道，傳輸碼速率(lv)每秒最高(gao)可達900兆。新衛(wei)星(xing)平(ping)臺的(de)高(gao)可靠性和(he)抗輻射性等優(you)勢使衛(wei)星(xing)設(she)計壽命(ming)足夠有競爭(zheng)力。這些先進性能都為高(gao)景一號的(de)商業(ye)化運作(zuo)提供了(le)條件。

友好商遙 質高價優

商業遙感(gan)衛(wei)星(xing)，顧(gu)名思義，要(yao)講求商業回報。相較于一(yi)般(ban)衛(wei)星(xing)，其研制成本直(zhi)接關系(xi)到用戶收益，也關系(xi)到圖像產(chan)品的最終價格和市(shi)場競爭力，因此對(dui)成本更為敏(min)感(gan)。

面向(xiang)市(shi)場，高(gao)(gao)景一號(hao)的研(yan)發運營團(tuan)隊希望在(zai)“質(zhi)高(gao)(gao)”和“價優”之(zhi)間(jian)尋(xun)求到一個最佳平衡點——既要轉變“唯技術指標”和“不計成本”的傳統(tong)型號(hao)研(yan)制思(si)維，又不能因降低成本而(er)影響整(zheng)體(ti)可靠性，以致(zhi)于(yu)無法為市(shi)場長期(qi)供應質(zhi)量穩定的產品。

于是，在衛星任務需求分析階段，航天東方紅(hong)公司(si)(si)和(he)(he)中國四維公司(si)(si)聯合組織專業技術人員，針對國際主流(liu)的商業遙感(gan)衛星進行(xing)了方案搜(sou)集、指(zhi)標(biao)分析、應用和(he)(he)用戶調研(yan)。

“經過調研(yan)，我們(men)發(fa)現市(shi)場對0.5米級衛(wei)星數據(ju)的(de)(de)需求非常旺盛，在不降低衛(wei)星圖像品質(zhi)的(de)(de)前提下，我們(men)要做(zuo)的(de)(de)就是想盡一切辦法(fa)壓縮(suo)成本。”中國(guo)四(si)維公司研(yan)究發(fa)展(zhan)部高(gao)級研(yan)發(fa)經理閆大鵬說。

航天東(dong)方紅公司(si)從(cong)衛星(xing)的(de)(de)指(zhi)(zhi)標(biao)滿足度、成本(ben)控制、冗余設(she)(she)計(ji)、研(yan)(yan)制流(liu)程優化等(deng)多方面著手，形(xing)成了具(ju)有(you)商業特(te)點的(de)(de)衛星(xing)研(yan)(yan)制模式——設(she)(she)計(ji)方面，在滿足用戶指(zhi)(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu)的(de)(de)前(qian)提下(xia)，不追(zhui)求(qiu)單次(ci)或某幾次(ci)指(zhi)(zhi)標(biao)最優，而是力求(qiu)實現系統(tong)(tong)整體指(zhi)(zhi)標(biao)優化；系統(tong)(tong)配(pei)置方面，大量采(cai)用新技術、新產(chan)品(pin)，提高(gao)集(ji)成度，避免(mian)過度冗余；采(cai)用“方案+正樣(yang)”、以仿真分(fen)析代替試(shi)驗驗證等(deng)手段，優化研(yan)(yan)制流(liu)程；改變傳統(tong)(tong)的(de)(de)系統(tong)(tong)產(chan)品(pin)管(guan)(guan)理(li)組織(zhi)模式，設(she)(she)置“項(xiang)目執行(xing)總監”，將總設(she)(she)計(ji)師從(cong)抓衛星(xing)生產(chan)管(guan)(guan)理(li)執行(xing)中解放出來，更側重核心設(she)(she)計(ji)……

在(zai)保證產品可靠性和任務(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)功的基礎上，研(yan)制(zhi)團隊通過從產品設計(ji)上“省空間(jian)”、從研(yan)制(zhi)流程上“省時間(jian)”、從優(you)化系統配置上“省成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)”這樣一系列“科(ke)學(xue)節省”的思路，創造了在(zai)17個月內圓滿(man)完成(cheng)(cheng)(cheng)兩(liang)顆(ke)全新平臺(tai)衛星研(yan)制(zhi)的新紀錄(lu)，使高(gao)景一號成(cheng)(cheng)(cheng)為國內研(yan)制(zhi)周期最短的光學(xue)遙感小(xiao)衛星。

“我們(men)的最終(zhong)目標是(shi)為用戶(hu)提(ti)供‘好、快、省’的遙感小衛星。”葛玉君說。

對于一(yi)顆面向(xiang)商業應(ying)用的(de)遙感衛(wei)(wei)星，用戶需求始(shi)終是衛(wei)(wei)星設(she)計(ji)和研(yan)制(zhi)的(de)重要依據(ju)。因(yin)此，高(gao)景一(yi)號(hao)研(yan)發(fa)運(yun)營(ying)團(tuan)隊還十分注重用戶體驗。

與傳(chuan)統型號任(ren)務(wu)中(zhong)等(deng)到編寫(xie)“用(yong)(yong)戶(hu)說明(ming)”時(shi)才考(kao)慮用(yong)(yong)戶(hu)的(de)需求(qiu)不(bu)同，高(gao)景一(yi)號研制(zhi)團隊早在衛(wei)(wei)星方(fang)案設計(ji)(ji)初期，就將用(yong)(yong)戶(hu)需求(qiu)“消化”到設計(ji)(ji)的(de)方(fang)方(fang)面面——衛(wei)(wei)星平(ping)臺(tai)的(de)所有(you)CPU軟件都具(ju)有(you)在軌修改和上注能力；用(yong)(yong)戶(hu)既無需關心成(cheng)像(xiang)任(ren)務(wu)中(zhong)衛(wei)(wei)星姿態具(ju)體需要完(wan)(wan)成(cheng)哪些(xie)動作，也不(bu)用(yong)(yong)知道(dao)相機(ji)和數傳(chuan)應(ying)用(yong)(yong)哪些(xie)指令，只要調用(yong)(yong)研制(zhi)團隊事先設計(ji)(ji)好的(de)相應(ying)指令模板，便可輕松完(wan)(wan)成(cheng)任(ren)務(wu)；衛(wei)(wei)星的(de)測控、星務(wu)、姿控、電源等(deng)都具(ju)有(you)自(zi)主健(jian)康檢查、故障(zhang)自(zi)主診(zhen)斷(duan)、隔離和恢復的(de)功能，使(shi)得其在軌維護難度大大減(jian)輕……

這些(xie)細致入微的(de)設計將高(gao)景一號打造為界面友好的(de)商遙(yao)衛(wei)星(xing)，幫(bang)助用戶(hu)方便地完成運營任務，從而更加充(chong)分地挖掘遙(yao)感(gan)衛(wei)星(xing)的(de)應用價值。