“高分”三星齊飛天民用光學(xué)業(yè)務(wù)星座開(kāi)啟新征程訪高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星總指揮白照廣

本刊特約記者 詹桓 本刊記者 祁首冰

2018年3月31日，高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星以“一箭三星”的方式由長(zhǎng)征四號(hào)丙火箭于太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)民用高分辨率光學(xué)業(yè)務(wù)星座正式投入使用。在衛(wèi)星發(fā)射成功后，高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星總指揮白照廣接受了本刊記者的專訪。

記者：白總，祝賀高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星發(fā)射成功，請(qǐng)您介紹一下高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星工程的意義。

白照廣：作為我國(guó)高分辨率民用遙感系列衛(wèi)星的重要組成部分，高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星將組成國(guó)內(nèi)首個(gè)民用高分辨率光學(xué)業(yè)務(wù)星座。它主要滿足我國(guó)國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的緊迫需求，按照業(yè)務(wù)衛(wèi)星建造要求，開(kāi)展3顆衛(wèi)星工程項(xiàng)目建設(shè)，采用同星多顆、批量生產(chǎn)、“一箭三星”發(fā)射，并通過(guò)多星統(tǒng)籌運(yùn)控，全面降低業(yè)務(wù)衛(wèi)星的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，提高投入產(chǎn)出效益。

高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星單星繼承CAST2000平臺(tái)技術(shù)，為三軸穩(wěn)定的太陽(yáng)同步軌道對(duì)地遙感光學(xué)成像衛(wèi)星，三星等相位間隔分布于同一軌道高度的太陽(yáng)同步軌道上。每顆衛(wèi)星裝載2臺(tái)2m/8m相機(jī)，成像幅寬優(yōu)于60km；采用高速X頻段2×450Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸分系統(tǒng)。

高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星綜合利用星座組網(wǎng)、姿態(tài)機(jī)動(dòng)控制技術(shù)和可見(jiàn)光、多光譜成像手段，在全球范圍可執(zhí)行成像任務(wù)。其主要工作模式包括實(shí)傳模式、記錄+回放模式、記錄模式和回放模式。

高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星星座可實(shí)現(xiàn)3星15天全球覆蓋、2天重訪，長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定、快速地獲取全球2米全色、8米多光譜影像。

高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星星座可用于國(guó)土資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)、監(jiān)管與應(yīng)急等主體業(yè)務(wù)，并可服務(wù)于減災(zāi)、環(huán)保、住建交通、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、測(cè)繪等行業(yè)，提供社會(huì)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源應(yīng)用中1:2.5萬(wàn)～1:5萬(wàn)比例尺遙感數(shù)據(jù)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%以上，減少重大行業(yè)和大用戶對(duì)國(guó)外數(shù)據(jù)的依賴，全面扭轉(zhuǎn)目前國(guó)內(nèi)遙感數(shù)據(jù)市場(chǎng)供需極不平衡的國(guó)外數(shù)據(jù)賣方市場(chǎng)局面，為圓滿完成我國(guó)第三次全國(guó)土地調(diào)查提供高精度、業(yè)務(wù)化、海量光學(xué)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。

記者：高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星有哪些特點(diǎn)？

白照廣：高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星主要有三大特點(diǎn)。一是星座具備多種星座運(yùn)行模式，可根據(jù)使用要求靈活轉(zhuǎn)換。3顆衛(wèi)星同相位編隊(duì)飛行時(shí)，可采用立體成像模式實(shí)現(xiàn)立體成像，或采用圖像拼接模式實(shí)現(xiàn)大幅寬成像；等相位飛行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)指定目標(biāo)快速重訪成像和指定地區(qū)拼接成像；同時(shí)，3顆衛(wèi)星可與高分一號(hào)/高分六號(hào)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更快重訪和更快覆蓋成像。

二是成像質(zhì)量高。相比高分一號(hào)衛(wèi)星，高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星量化位數(shù)從10bit提高到12bit，同時(shí)提高了低輻亮度條件下的信噪比，降低了噪聲等效反射率差，圖像質(zhì)量顯著提高。高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星是我國(guó)低軌光學(xué)衛(wèi)星首次采用對(duì)月定標(biāo)，可有效修正相機(jī)的不均勻性，降低對(duì)地面校正系統(tǒng)的依賴程度，可為用戶提供質(zhì)量更高的影像。

三是成像效率高。與高分一號(hào)衛(wèi)星相比，高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命提高至6年；衛(wèi)星側(cè)擺25°的機(jī)動(dòng)時(shí)間由200秒減少到150秒，從而使衛(wèi)星可以更“快”地調(diào)整到合適拍攝的角度；增加每天工作圈次和時(shí)長(zhǎng)，由單星每天8圈成像提升到每天14圈均可成像，每天累計(jì)成像時(shí)間由80分鐘提升到100分鐘，成像效率顯著提升。

記者：高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星的主要技術(shù)難點(diǎn)是什么？研制團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了哪些技術(shù)創(chuàng)新？

白照廣：高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星的技術(shù)難點(diǎn)主要有三點(diǎn)。一是衛(wèi)星無(wú)控定位精度要求高。在無(wú)控制點(diǎn)條件下，定位精度需從高分一號(hào)衛(wèi)星的50m提高到30m，相當(dāng)于提高60%。二是減重難度大。由于采用“一箭三星”發(fā)射方式，運(yùn)載能力需要單星質(zhì)量控制在805kg以內(nèi)。高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星與高分一號(hào)衛(wèi)星有效載荷配置基本相同，而高分一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量約為1000kg，即需要實(shí)現(xiàn)減重20%。三是需要6臺(tái)相機(jī)響應(yīng)一致性優(yōu)于4%。

為實(shí)現(xiàn)無(wú)控定位精度提高，研制團(tuán)隊(duì)有針對(duì)性地進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)設(shè)計(jì)，主要措施包括：1）采用高精度星敏感器保證姿態(tài)測(cè)量精度；2）提高星敏感器、陀螺及姿態(tài)廣播數(shù)據(jù)的輸出頻率；3）進(jìn)行了相機(jī)力-熱穩(wěn)定性設(shè)計(jì)；4）采用雙頻衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，提高定軌精度。經(jīng)過(guò)以上工作，高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星無(wú)控定位精度優(yōu)于25米，滿足30米的指標(biāo)要求。

為降低衛(wèi)星質(zhì)量，研制團(tuán)隊(duì)主要采取了優(yōu)化配置和集成化、小型化設(shè)計(jì)。具體包括：整星設(shè)備優(yōu)化布局、結(jié)構(gòu)減重、2m/8m相機(jī)分系統(tǒng)減重、數(shù)傳分系統(tǒng)減重、電源分系統(tǒng)減重、控制分系統(tǒng)減重等優(yōu)化措施。通過(guò)采取以上優(yōu)化設(shè)計(jì)措施之后，三星質(zhì)量均控制在795 kg以下，滿足任務(wù)要求。

為實(shí)現(xiàn)用戶提出的6臺(tái)相機(jī)響應(yīng)一致性優(yōu)于4%的指標(biāo)要求，衛(wèi)星總體通過(guò)優(yōu)化相機(jī)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格選用元器件、嚴(yán)格各環(huán)節(jié)標(biāo)定過(guò)程、應(yīng)用高精度測(cè)試設(shè)備等措施，在相機(jī)標(biāo)定過(guò)程、標(biāo)定精度分析、響應(yīng)一致性重點(diǎn)控制方面開(kāi)展了創(chuàng)新工作。最終，6臺(tái)相機(jī)響應(yīng)一致性優(yōu)于3%，滿足指標(biāo)要求。

記者：高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星從立項(xiàng)到發(fā)射，不足24個(gè)月，請(qǐng)您介紹一下研制團(tuán)隊(duì)是如何在如此緊張的研制周期下確保衛(wèi)星質(zhì)量的？

白照廣：我們嚴(yán)格質(zhì)量控制。首先，在制度上公司設(shè)立了產(chǎn)品保證中心，針對(duì)每個(gè)型號(hào)都設(shè)立了專職產(chǎn)品保證經(jīng)理和產(chǎn)品保證助理，使質(zhì)量工作貫穿于科研生產(chǎn)活動(dòng)始終。具體到高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星的研制過(guò)程，在型號(hào)研制初期和轉(zhuǎn)階段時(shí)，項(xiàng)目辦編寫(xiě)了產(chǎn)品保證大綱、產(chǎn)品保證要求、初樣/正樣產(chǎn)品保證計(jì)劃，并下發(fā)至各個(gè)外協(xié)場(chǎng)所；結(jié)合失效模式和影響分析（FMEA）的分析結(jié)果以及衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)的實(shí)際控制情況，做到質(zhì)量控制點(diǎn)前移，客觀證據(jù)充分，對(duì)多余物控制等強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了拍照，留有照片。在整星研制過(guò)程中，我們從元器件、空間環(huán)境、工藝、材料、軟件、可靠性等多個(gè)方面保證衛(wèi)星質(zhì)量受控，每一個(gè)方面都進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)與把關(guān)，每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)都進(jìn)行了相關(guān)的評(píng)審。在產(chǎn)品交付前，組織各個(gè)場(chǎng)所開(kāi)展數(shù)據(jù)包審查工作，并要求場(chǎng)所編寫(xiě)相關(guān)的產(chǎn)品保證總結(jié)文件，確保質(zhì)量受控。

此外，在衛(wèi)星研制的各個(gè)環(huán)節(jié)，有國(guó)軍標(biāo)、院標(biāo)、企標(biāo)、三層次文件等各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。按照要求，在每一個(gè)環(huán)節(jié)都按照嚴(yán)慎細(xì)實(shí)的工作作風(fēng)做到“做事有依據(jù)、做事按依據(jù)、做事留記錄”。

總的來(lái)說(shuō)，我們就是把質(zhì)量工作滲透到工作中的每一步，任何一步都有相關(guān)規(guī)定并嚴(yán)格執(zhí)行，并且有監(jiān)督與復(fù)檢，而且留有記錄。這樣才能做到層層把關(guān)，質(zhì)量受控。

在采訪結(jié)束時(shí)，高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星總指揮白照廣通過(guò)本刊向?yàn)樾l(wèi)星研制做出突出貢獻(xiàn)的各分系統(tǒng)研制單位和協(xié)作單位表示感謝。同時(shí)，他說(shuō)，研制隊(duì)伍將會(huì)同有關(guān)單位和用戶，再接再厲，把衛(wèi)星維護(hù)好、應(yīng)用好，為我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)和遙感衛(wèi)星應(yīng)用做出新貢獻(xiàn)。