新年伊始，中國航天科技集團公司商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的首發(fā)星高景一號首批影像向社會發(fā)布，標志著我國首個完全自主研制的0.5米級高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星星座正式具備運營能力。

高分辨率、高圖像質(zhì)量、高敏捷機動能力、多模式成像、長壽命……甫一面世，高景一號便自帶一系列適應(yīng)商業(yè)市場的指標“光環(huán)”，標志著國產(chǎn)商業(yè)遙感數(shù)據(jù)水平正式邁入國際一流行列。

輕敏高景 豈止于高

商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)從建設(shè)之初就站在了高起點上。

“高景一號雖然是該系統(tǒng)的首發(fā)星，但卻是國內(nèi)第一顆面向商業(yè)用途的0.5米高分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星，其性能與國際先進的Pleiades-1等商遙衛(wèi)星相比也毫不遜色。”衛(wèi)星研制方航天東方紅衛(wèi)星有限公司總經(jīng)理葛玉君說。

早在升空前，高景一號便得到了國內(nèi)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)用戶的關(guān)注和期待。該衛(wèi)星運營方中國四維測繪技術(shù)有限公司下屬的世景公司總經(jīng)理徐麗萍回憶道，在與用戶的業(yè)務(wù)互動中，有人曾感慨說：“一起步就是0.5米級分辨率，高景一號將使中國躋身國際商遙衛(wèi)星第一方陣。”

如何使產(chǎn)品的指標和成本在未來的國內(nèi)外遙感衛(wèi)星市場上都極富競爭力？研制團隊在高景一號上采用全新研制的CAST3000B小衛(wèi)星平臺，來寄托他們的大目標。

相較于普通遙感衛(wèi)星，高景一號具有高敏捷的機動性能。為此，研制團隊采用變速控制力矩陀螺方案（VSCMG），有機統(tǒng)一了衛(wèi)星姿態(tài)快速機動能力與高分成像所要求的高穩(wěn)定度。這也是國產(chǎn)小型化VSCMG產(chǎn)品在國內(nèi)的首次在軌應(yīng)用。

憑借出色的高敏捷機動性能，高景一號可以為有著不同需求的用戶提供多達7種成像模式的選擇，包括五條帶拼接成像、三視角立體成像及同軌多目標成像等。

五條帶拼接成像模式就是發(fā)揮衛(wèi)星姿態(tài)快速機動特點，對關(guān)注區(qū)域，例如某一大型城市，一次過頂時，利用俯仰和側(cè)擺機動，掃描5個條帶，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(wèi)星幅寬較窄的應(yīng)用問題。”高景一號總指揮兼總設(shè)計師趙志明介紹。

三視角立體成像模式是對指定區(qū)域，從不同視角進行3次成像，形成立體圖像，可以滿足用戶立體成像和測繪制圖的需求。

而多目標成像模式則通過按需設(shè)置成像條帶長度，一軌內(nèi)可實現(xiàn)任意地區(qū)8個目標的成像，大大提高衛(wèi)星的快速響應(yīng)能力，可以應(yīng)對各種突發(fā)事件和緊急任務(wù)需求，也能為有小區(qū)塊成像需求的用戶提供服務(wù)。

遙感衛(wèi)星要具備高敏捷機動能力，就要嚴格控制自身的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量，提高集成度。簡單來說，就是要“減重瘦身”。

傳統(tǒng)小衛(wèi)星的星務(wù)分系統(tǒng)包括星務(wù)主機、熱控下位機、載荷下位機等四五臺設(shè)備，單機加電纜的總重接近30公斤。

CAST3000B平臺大量采用高度集成的SOC、SIP、MEU等智能芯片，把單機集成為單板、單板集成為芯片，用1臺不到5公斤的星務(wù)管理單元來完成原來5臺單機的功能。

同時，高景一號采用的小型化VSCMG產(chǎn)品每個重量只有8公斤，是國際上最輕的同類產(chǎn)品。研制團隊還對衛(wèi)星進行了電源管理和配電模塊集成、應(yīng)用小型化應(yīng)答機等設(shè)計。上述措施和新技術(shù)的采用使衛(wèi)星平臺的重量下降約50%。

“這些產(chǎn)品和配置的優(yōu)化，大幅提高了高景一號產(chǎn)品的智能化、自主化、標準化和輕量化，降低了研制成本，提高了調(diào)試過程的靈活性，為商遙衛(wèi)星系統(tǒng)星座后續(xù)大批量的生產(chǎn)研制，提供了很好的技術(shù)保障。”趙志明說。

高景一號01、02星在軌組網(wǎng)后，可針對全球南北緯80度之間實現(xiàn)4天的重訪周期。待系統(tǒng)后續(xù)2顆衛(wèi)星2017年發(fā)射入軌后，4顆星實現(xiàn)全球任意地點重訪只需要1天時間。同時，衛(wèi)星提供X波段的下行數(shù)傳通道，傳輸碼速率每秒最高可達900兆。新衛(wèi)星平臺的高可靠性和抗輻射性等優(yōu)勢使衛(wèi)星設(shè)計壽命足夠有競爭力。這些先進性能都為高景一號的商業(yè)化運作提供了條件。

友好商遙 質(zhì)高價優(yōu)

商業(yè)遙感衛(wèi)星，顧名思義，要講求商業(yè)回報。相較于一般衛(wèi)星，其研制成本直接關(guān)系到用戶收益，也關(guān)系到圖像產(chǎn)品的最終價格和市場競爭力，因此對成本更為敏感。

面向市場，高景一號的研發(fā)運營團隊希望在“質(zhì)高”和“價優(yōu)”之間尋求到一個最佳平衡點——既要轉(zhuǎn)變“唯技術(shù)指標”和“不計成本”的傳統(tǒng)型號研制思維，又不能因降低成本而影響整體可靠性，以致于無法為市場長期供應(yīng)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。

于是，在衛(wèi)星任務(wù)需求分析階段，航天東方紅公司和中國四維公司聯(lián)合組織專業(yè)技術(shù)人員，針對國際主流的商業(yè)遙感衛(wèi)星進行了方案搜集、指標分析、應(yīng)用和用戶調(diào)研。

“經(jīng)過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)市場對0.5米級衛(wèi)星數(shù)據(jù)的需求非常旺盛，在不降低衛(wèi)星圖像品質(zhì)的前提下，我們要做的就是想盡一切辦法壓縮成本。”中國四維公司研究發(fā)展部高級研發(fā)經(jīng)理閆大鵬說。

航天東方紅公司從衛(wèi)星的指標滿足度、成本控制、冗余設(shè)計、研制流程優(yōu)化等多方面著手，形成了具有商業(yè)特點的衛(wèi)星研制模式——設(shè)計方面，在滿足用戶指標要求的前提下，不追求單次或某幾次指標最優(yōu)，而是力求實現(xiàn)系統(tǒng)整體指標優(yōu)化；系統(tǒng)配置方面，大量采用新技術(shù)、新產(chǎn)品，提高集成度，避免過度冗余；采用“方案+正樣”、以仿真分析代替試驗驗證等手段，優(yōu)化研制流程；改變傳統(tǒng)的系統(tǒng)產(chǎn)品管理組織模式，設(shè)置“項目執(zhí)行總監(jiān)”，將總設(shè)計師從抓衛(wèi)星生產(chǎn)管理執(zhí)行中解放出來，更側(cè)重核心設(shè)計……

在保證產(chǎn)品可靠性和任務(wù)成功的基礎(chǔ)上，研制團隊通過從產(chǎn)品設(shè)計上“省空間”、從研制流程上“省時間”、從優(yōu)化系統(tǒng)配置上“省成本”這樣一系列“科學(xué)節(jié)省”的思路，創(chuàng)造了在17個月內(nèi)圓滿完成兩顆全新平臺衛(wèi)星研制的新紀錄，使高景一號成為國內(nèi)研制周期最短的光學(xué)遙感小衛(wèi)星。

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

對于一顆面向商業(yè)應(yīng)用的遙感衛(wèi)星，用戶需求始終是衛(wèi)星設(shè)計和研制的重要依據(jù)。因此，高景一號研發(fā)運營團隊還十分注重用戶體驗。

與傳統(tǒng)型號任務(wù)中等到編寫“用戶說明”時才考慮用戶的需求不同，高景一號研制團隊早在衛(wèi)星方案設(shè)計初期，就將用戶需求“消化”到設(shè)計的方方面面——衛(wèi)星平臺的所有CPU軟件都具有在軌修改和上注能力；用戶既無需關(guān)心成像任務(wù)中衛(wèi)星姿態(tài)具體需要完成哪些動作，也不用知道相機和數(shù)傳應(yīng)用哪些指令，只要調(diào)用研制團隊事先設(shè)計好的相應(yīng)指令模板，便可輕松完成任務(wù)；衛(wèi)星的測控、星務(wù)、姿控、電源等都具有自主健康檢查、故障自主診斷、隔離和恢復(fù)的功能，使得其在軌維護難度大大減輕……

這些細致入微的設(shè)計將高景一號打造為界面友好的商遙衛(wèi)星，幫助用戶方便地完成運營任務(wù)，從而更加充分地挖掘遙感衛(wèi)星的應(yīng)用價值。