“高分二号”卫星高在哪

　　9月29日，随着红色幕布被徐徐拉开，一张张清晰的彩照展现在人们眼前，这标志着高分二号卫星正式开始了使命，将为服务民生大展宏图。

　　于8月19日成功发射的高分二号，一举将我国民用遥感卫星领域带入了亚米级分辨率时代。近日，中国航天科技集团公司五院向记者揭秘了高分二号怀揣的“高招儿”。

　　视力高

　　高分二号最具价值的部位，当属视力高超的“千里眼”。

　　作为迄今为止我国研制空间分辨率最高的民用遥感卫星，高分二号具备高空间分辨率优于1米的成像能力，技术指标达到或超过国外同类光学遥感卫星的水平。其关键在于由两台相同的分辨率为1米全色/4米多光谱组合而成的相机，这是现今我国焦距最长、分辨率最高的民用航天遥感相机。

　　分辨率是航天光学遥感相机一项关键指标。传统方法是通过延长焦距、增大相机口径的方式实现更高分辨率，但相机的体积、重量也会随之增长，导致研制难度、成本倍增。上世纪九十年代，国外提出新的设计理念：在镜头焦距增加的同时，镜头口径增加相对较小，即相机的相对孔径越来越小。但这种方式受光学系统衍射的限制，会使图像质量有所降低。必须利用相机成像电路的低噪声技术和相关地面图像数据处理技术，才能保证图像质量。

　　研制过程中，科研人员在国内首次采用小相对孔径的创新设计，克服了镜头主次镜离焦敏感度高等困难，突破了大口径超长焦距光学系统水平重力卸载装校、海量数据处理等一系列高分辨率相机研制难关。实现在同等光学系统口径下，分辨率显著提高。同时，科研人员首次采用天地协同的运作方式，为高分二号引入“大遥感”设计理念，通过相机特点和地面处理特点的匹配，实现整个系统的优化，以充分挖掘相机的信息获取潜力。与高分一号相比，高分二号相机的焦距及分辨率提高了2.4倍，而口径仅增加了1.6倍。

　　此外，高分二号相机是国际上同分辨率中幅宽最大的。目前在轨的美国IKONOS、韩国　　KOMPSAT-2等遥感卫星分辨率同为1米，但幅宽仅十几千米，而高分二号却拥有45千米的大幅宽，可以用同样的“视力”看到更广阔的区域。

　　看得准

　　有了卓越的视力，有时却并不意味着看得准。卫星在天上运转，将面对各种环境变化，如果相机焦距受到影响，可能导致图像变形或错位。这对定位精度提出了很高要求。

　　以往我国卫星的定位精度多为百米量级，高分二号设计指标则要求达到无控制点条件下优于50米的定位精度。关乎定位精度的项目很多，如测轨精度、姿态稳定精度等。研制团队开展了大量工作，从各方一点一点努力，将图像畸变控制在极小范围内，最终达到了设计要求。

　　“高分二号发射后，其搭载的相机会有一个标校调整的过程。等到卫星在轨测试完成后，其图像定位精度还会进一步提高。”五院总体部研究员、高分二号卫星总设计师兼总指挥潘腾说。

　　寿命长

　　在我国遥感领域卫星大家族里，大多数卫星的设计寿命为三年左右。高分二号是设计寿命最长的，有望服役5—8年。

　　卫星要实现高寿，不仅要求原材料、元器件、单机产品等“器官”健康强劲，系统冗余设计等“身体综合机能”优越，还需要在轨使用策略等多方面“养生”保障。为此，研制团队开展了涵盖整星寿命指标和可靠性设计分析，单机、系统级寿命设计保证措施制定和落实，寿命关键单机和材料寿命验证试验，寿命指标评估与确认等方面的大量工作。

　　高分二号卫星工程总设计师马世俊说：“这颗星寿命5年我们是有把握的，努力目标是8年。随着一些零部件可靠性的逐步提高，卫星会在天上转得更久。”

　　“端”得稳

　　“用长焦镜头拍照一定要端得稳，一丁点儿的抖动都会让拍出来的照片模糊。”马世俊说，“卫星稳定是生成高质量图像的基础。”

　　他表示，卫星的太阳能板、陀螺仪以及很多零部件会在运行中产生振动。为此，研制团队对卫星平台进行了适应性改进。在高分二号两个太阳翼下面，装有国防科技大学研制的“天弦一号”太阳翼振动控制装置，能有效抑制太阳翼振动，使卫星姿态机动稳定时间进一步缩短。科研人员还首次采用阻尼减隔振等措施，吸收转动能量，稳定转动部件，以保证图像质量。

　　在保证稳定的前提下，高分二号上首次使用控制力矩陀螺，采用优化高效的控制定姿方案，具备了大角度快速机动能力。与能在180秒内侧摆25度的高分一号相比，高分二号可在180秒内侧摆35度。

　　中国心

　　高分二号是地地道道的“中国创造”——作为我国单机国产化程度最高的卫星，其国产化率达到了98%以上，关键部件全部是我国自行研制。

　　具有赤诚“中国心”的高分二号，将与在轨运行的高分一号卫星相互配合，进一步改善我国高分辨率遥感数据主要依靠进口的状态，为国内用户提供高精度对地观测数据，为我国土地利用动态监测、城乡规划监测评价、交通路网规划、森林资源调查、荒漠化监测等行业及区域应用提供服务支撑。