高分六號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射　“高分”家族再添新丁

詹桓 （航天東方紅衛(wèi)星有限公司）

2018年6月2日12時(shí)13分，高分六號(hào)衛(wèi)星由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功發(fā)射。該衛(wèi)星由中國(guó)空間技術(shù)研究院所屬航天東方紅衛(wèi)星有限公司抓總研制，是國(guó)家高分辨率對(duì)地觀測(cè)重大專項(xiàng)（簡(jiǎn)稱“高分”專項(xiàng)）規(guī)劃衛(wèi)星。高分六號(hào)衛(wèi)星的成功發(fā)射，標(biāo)志著專項(xiàng)中“2m/8m光學(xué)成像衛(wèi)星系統(tǒng)”正式建成。衛(wèi)星入軌后與高分一號(hào)衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，將服務(wù)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村、自然資源、應(yīng)急管理、生態(tài)環(huán)境等多行業(yè)應(yīng)用。高分六號(hào)衛(wèi)星在高分一號(hào)衛(wèi)星的基礎(chǔ)上性能指標(biāo)進(jìn)一步提高，成為我國(guó)第一顆設(shè)置紅邊譜段的多光譜遙感衛(wèi)星。

高分六號(hào)衛(wèi)星上裝有一臺(tái)多光譜寬幅相機(jī)和一臺(tái)多光譜高分相機(jī)，突破了單投影中心超大視場(chǎng)成像技術(shù)，解決了高時(shí)效成像、境外成像、多目標(biāo)成像能力弱等難題，提升了大視場(chǎng)相機(jī)圖像精確度，在國(guó)際上首次采用基于四反離軸、自由曲面空間光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。

高分六號(hào)衛(wèi)星與高分一號(hào)衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行示意圖

“五高”設(shè)計(jì)理念

在研制過(guò)程中，高分六號(hào)遵循“高性能、高精度、高效能、高可靠、高國(guó)產(chǎn)化”五高設(shè)計(jì)理念。

高性能。寬幅相機(jī)采用自由曲面設(shè)計(jì)、擴(kuò)展紅邊譜段、大體積輕型化高體份鋁基碳化硅等技術(shù)，突破了“單投影中心超大視場(chǎng)成像技術(shù)”，豐富了成像譜段，成像幅寬達(dá)國(guó)際領(lǐng)先，確保了衛(wèi)星遙感圖像高性能，有力支撐了高分工程重大技術(shù)突破。

高精度。衛(wèi)星采用對(duì)月定標(biāo)、高量化位數(shù)、雜光控制技術(shù)、星敏感器與相機(jī)一體化安裝、隔振設(shè)計(jì)、像元非均勻性星上校正技術(shù)，突破大視場(chǎng)相機(jī)圖像精確度提升難題，確保了衛(wèi)星圖像幾何與輻射精度的提升，有力支撐了定量化應(yīng)用能力水平提升。

高效能。高分相機(jī)鏡頭采用測(cè)繪領(lǐng)域“零畸變”光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，確保觀測(cè)地物幾何尺寸高保真；面向衛(wèi)星工程系統(tǒng)效能提升，采用星座設(shè)計(jì)，提升圖像存儲(chǔ)容量、圖像“錄放比”、成像任務(wù)時(shí)間、姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力等，解決高時(shí)效成像、境外成像、多目標(biāo)成像能力弱和好用性等難題，大大提升了衛(wèi)星運(yùn)行效能。

高可靠。衛(wèi)星采用整星系統(tǒng)可靠性增長(zhǎng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵單機(jī)可靠性增長(zhǎng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、可視化遙測(cè)技術(shù)、健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，突破了“長(zhǎng)壽命、高可靠”等關(guān)鍵技術(shù)，確保衛(wèi)星8年設(shè)計(jì)壽命，保證了應(yīng)用圖像數(shù)據(jù)的持續(xù)、穩(wěn)定供給。

高國(guó)產(chǎn)化。高分六號(hào)衛(wèi)星高度重視核心器件及單機(jī)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化，相對(duì)于高分一號(hào)衛(wèi)星整星單機(jī)國(guó)產(chǎn)化率87.3%，高分六號(hào)衛(wèi)星為94.5%，促進(jìn)了我國(guó)科技進(jìn)步與自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)展。

高分六號(hào)衛(wèi)星示意圖

“一合、三化、五新”的技術(shù)特點(diǎn)

（1）“一合”

“一合”是指“高分辨、寬覆蓋、多譜段、高動(dòng)態(tài)范圍、大姿態(tài)角機(jī)動(dòng)”高品質(zhì)對(duì)地觀測(cè)與長(zhǎng)壽命相結(jié)合。衛(wèi)星全色譜段、16m分辨率多光譜的幅寬均為國(guó)際領(lǐng)先水平；衛(wèi)星探測(cè)譜段、圖像量化位數(shù)等技術(shù)指標(biāo)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)。

（2）“三化”

“三化”是指精細(xì)化、智能化和業(yè)務(wù)化。

精細(xì)化。通過(guò)保證衛(wèi)星圖像幾何質(zhì)量、輻射質(zhì)量、光譜質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化對(duì)地遙感，有效支撐高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃與進(jìn)展評(píng)估、農(nóng)村土地確權(quán)、農(nóng)作物估產(chǎn)等業(yè)務(wù)。利用“統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)、高頻次高精度姿態(tài)控制與測(cè)量、長(zhǎng)線陣探測(cè)器光學(xué)拼接、高精度內(nèi)方位元素標(biāo)定、星敏感器與相機(jī)一體化安裝與等溫化熱控”等手段，確保衛(wèi)星圖像高定位精度，有利于地物的快速識(shí)別與精準(zhǔn)定位；增加觀測(cè)目標(biāo)特征譜段、提升光譜分辨率、保障高信噪比和高M(jìn)TF，確保衛(wèi)星圖像輻射、光譜質(zhì)量，有效提升地物定量反演、評(píng)估精度。

智能化。利用“衛(wèi)星自主健康管理、可視化監(jiān)測(cè)、軟件定義功能、無(wú)依托對(duì)月成像與定標(biāo)”等智能化技術(shù)手段，降低對(duì)地面依賴，提升衛(wèi)星“易用性”和用戶“可操控性”。衛(wèi)星配置健康管理單元，對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)“體檢”，關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)“超標(biāo)”時(shí)，自主進(jìn)入安全模式，確保衛(wèi)星安全；配置可視化監(jiān)測(cè)單元，入軌初期對(duì)星箭分離、太陽(yáng)翼展開(kāi)、天線展開(kāi)等動(dòng)作進(jìn)行視頻成像，在軌后，可對(duì)星體表面熱控多層包覆狀態(tài)、天線工作狀態(tài)等進(jìn)行可視化監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)遙測(cè)判讀；衛(wèi)星關(guān)鍵軟件模塊及參數(shù)配置項(xiàng)可上注更新，如載荷下位機(jī)軟件、圖像輻射預(yù)校正功能及參數(shù)等在軌編程可調(diào)；針對(duì)遙感衛(wèi)星高頻次高精度在軌檢校與穩(wěn)定性評(píng)估共性需求，設(shè)計(jì)對(duì)月成像與定標(biāo)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，探索無(wú)依托自主定標(biāo)工作模式，降低對(duì)地面檢校場(chǎng)依賴，保障圖像數(shù)據(jù)質(zhì)量，提升定量化業(yè)務(wù)應(yīng)用水平。

業(yè)務(wù)化。面向多行業(yè)應(yīng)用，高分六號(hào)具有高覆蓋特點(diǎn)，有效支撐遙感業(yè)務(wù)應(yīng)用，衛(wèi)星組網(wǎng)，進(jìn)一步提升業(yè)務(wù)應(yīng)用能力。其中：高分六號(hào)和高分一號(hào)雙星組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)16m多光譜每2天覆蓋全球1次。

（3）“五新”

高分六號(hào)衛(wèi)星還具備“五新”的特點(diǎn)，即新體制、新器件、新譜段、新功能、新平臺(tái)。運(yùn)用新體制，國(guó)際上首次基于四反離軸、自由曲面空間光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單投影中心8譜段16m分辨率優(yōu)于860km超大幅寬、高M(jìn)TF、高信噪比成像，綜合技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先；國(guó)際上首次基于三反離軸、光學(xué)零畸變技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單投影中心全色2m分辨率優(yōu)于95km幅寬高品質(zhì)成像；使用新器件，有效保障了高動(dòng)態(tài)、低噪聲多光譜對(duì)地遙感成像；增加新譜段，國(guó)內(nèi)首次面向農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)環(huán)境調(diào)查等應(yīng)用，設(shè)計(jì)了“雙紅邊”植被敏感波段，有效提升植被、作物等識(shí)別精度；實(shí)現(xiàn)新功能，國(guó)內(nèi)首次提出小衛(wèi)星實(shí)時(shí)可視化遙測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙測(cè)從數(shù)字判讀到圖像識(shí)別的轉(zhuǎn)變，健康管理單元拓展了衛(wèi)星狀態(tài)判定；采用新平臺(tái)，通過(guò)高分六號(hào)的研制，CAST2000改進(jìn)型平臺(tái)通過(guò)了可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，為后續(xù)同平臺(tái)衛(wèi)星的研制積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。