再送資源衛(wèi)星入蒼穹——5米光學(xué)衛(wèi)星研制紀(jì)實(shí)
文章來源：中國航天科技集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2019-09-27
1999年10月，我國資源衛(wèi)星系列首星——資源一號01星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空。2019年9月，5米光學(xué)衛(wèi)星（資源一號02D星）也在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。從第一星到最新一顆星，整整相隔20年，衛(wèi)星的技術(shù)水平也有了大幅提升。
有雙閃亮的大眼睛
5米光學(xué)衛(wèi)星是資源一號02C星的接續(xù)星，設(shè)計(jì)壽命5年，目標(biāo)是滿足新時(shí)期自然資源監(jiān)測需求。資源一號02C星于2011年12月發(fā)射升空，設(shè)計(jì)壽命3年，如今已經(jīng)到了“換崗”的時(shí)候。
5米光學(xué)衛(wèi)星由航天科技集團(tuán)五院抓總研制，整星由11個(gè)分系統(tǒng)組成，其中兩個(gè)關(guān)鍵載荷是可見近紅外相機(jī)和高光譜相機(jī)，分別由航天科技集團(tuán)五院508所和中科院上海技物所承擔(dān)研制。
可見近紅外相機(jī)采用多譜合一探測器，實(shí)現(xiàn)了9譜段成像，分辨率優(yōu)于5米，幅寬115千米。高光譜相機(jī)采用光柵分光方式，實(shí)現(xiàn)了可見到短波紅外波段的166個(gè)光譜成像，分辨率為30米，幅寬60千米。兩大相機(jī)的加持，無疑提升了衛(wèi)星的觀測水平。
在設(shè)計(jì)師眼中，這兩臺相機(jī)就是衛(wèi)星一雙閃亮的大眼睛，它們從天上俯瞰遼闊大地，洞若觀火。在試驗(yàn)隊(duì)里，隊(duì)員們對這雙眼睛關(guān)懷備至，悉心呵護(hù)。
在發(fā)射場，試驗(yàn)隊(duì)在發(fā)射場為兩臺相機(jī)做了精細(xì)的保養(yǎng)和測試，在打開相機(jī)遮光罩和蓋上相機(jī)遮光罩不同狀態(tài)下，試驗(yàn)隊(duì)員進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的測試，反復(fù)驗(yàn)證相機(jī)的成像質(zhì)量和成像功能的穩(wěn)定性，確保衛(wèi)星帶著一雙被擦得锃亮的大眼睛上天。因5米光學(xué)衛(wèi)星高光譜載荷的特殊性，試驗(yàn)隊(duì)員對其進(jìn)行了吹氮保護(hù)，該操作借助高純氮?dú)膺M(jìn)行，對高光譜相機(jī)在軌成像質(zhì)量極其重要。
“5米光學(xué)衛(wèi)星雖有一雙閃亮的大眼睛，但不會說話，我替它向所有試驗(yàn)隊(duì)員表示深深的感謝。”在發(fā)射前的一次交流會上，衛(wèi)星總體主任設(shè)計(jì)師張宏宇說。
一眼看盡京城主城區(qū)
航天科技集團(tuán)五院508所研制的可見近紅外相機(jī)作為該衛(wèi)星的主載荷，將在未來的5年里執(zhí)行任務(wù)，在國土資源監(jiān)測與調(diào)查、地礦勘探、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警以及大范圍自然災(zāi)害監(jiān)測方面發(fā)揮重要作用。
“相機(jī)為一步正樣產(chǎn)品，是508所研制的首個(gè)雙通道9譜段成像可見光相機(jī)，也是508所首個(gè)采用國產(chǎn)多光譜探測器的載荷。”相機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)人于生全介紹。
雙通道多譜段焦面能夠獲取更多的地面景物元素，一臺相機(jī)便可獲取以往兩臺相機(jī)才能獲取的景物信息，提高了單臺相機(jī)的利用率，節(jié)省了載荷成本。
該可見近紅外相機(jī)，結(jié)合資源一號02C衛(wèi)星的在軌飛行經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)上充分考慮了用戶對相機(jī)圖像幅寬、光譜、幾何精度、輻射方面的業(yè)務(wù)化需求，性能指標(biāo)大幅提升。
5米光學(xué)衛(wèi)星載荷副總師王軍介紹了相機(jī)的四大特點(diǎn)。一是相機(jī)幅寬大，在778公里軌道上成像幅寬達(dá)115公里，“一睜眼”便可看盡北京主城區(qū)；二是相機(jī)譜段數(shù)量多，9個(gè)譜段的高配置，使圖像顏色信息極大豐富；三是相機(jī)圖像幾何精度高，采用低畸變光學(xué)系統(tǒng)、星敏與相機(jī)一體安裝、GPS秒脈沖等手段，圖像定位精度優(yōu)于50米；四是相機(jī)圖像輻射分辨率高，圖像信息更加豐富，相機(jī)全色圖像可分辨地面2.5米的景物，街道、建筑、車輛、山地水系、地貌形態(tài)等均清晰可見。
自然資源調(diào)查新工具
在功能方面，依據(jù)《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃》和《陸海觀測衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃》，這顆衛(wèi)星屬于“為滿足自然資源調(diào)查監(jiān)測的緊迫需求、開展陸地資源調(diào)査監(jiān)測業(yè)務(wù)衛(wèi)星建設(shè)”的重要內(nèi)容。
張宏宇介紹，5米光學(xué)衛(wèi)星定位于中等分辨率寬幅光學(xué)衛(wèi)星，可提供豐富的地物光譜信息，可單軌覆蓋大中型城市，滿足城市高精度監(jiān)測業(yè)務(wù)的新需求。
圍繞載荷配置變化，整星在資源一號02C星基礎(chǔ)上，采取了一系列技術(shù)改進(jìn)措施。
例如，整星采用高精度星敏和載荷星敏一體化設(shè)計(jì)，提升了控制精度；采用了新一代電源控制器、鋰離子蓄電池和高能效太陽翼，提升了供電能力；采取雙頻GPS和整星秒脈沖高精度時(shí)統(tǒng)，提升了定位和定軌精度；采用了第三代高速數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品和兩套點(diǎn)波束天線，提升了數(shù)據(jù)下行能力。
5米光學(xué)衛(wèi)星增加了海岸藍(lán)波段、黃波段、紅邊波段和近紅外波段，在水體監(jiān)測、地表類型識別、植被參數(shù)計(jì)算、作物養(yǎng)分含量、植被病害和環(huán)境監(jiān)測等方面表現(xiàn)優(yōu)異。
5米光學(xué)衛(wèi)星光譜獲取能力突出，高光譜載荷可實(shí)現(xiàn)166個(gè)譜段的數(shù)據(jù)同時(shí)獲取和下傳，可應(yīng)用于地礦勘探、土地監(jiān)管過程中地物信息定量化提取和識別，滿足自然資源遙感對山、水、林、田、湖、草等綜合要素監(jiān)測及更多應(yīng)用領(lǐng)域需求。
【責(zé)任編輯：李子紅】
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