國外微納遙感載荷技術(shù)最新進展

沙治波 俞越 焦建超

國外微納遙感載荷技術(shù)最新進展

沙治波 俞越 焦建超

（北京空間機電研究所，北京 100094）

隨著技術(shù)的進步和商業(yè)應(yīng)用模式的創(chuàng)新，微納遙感衛(wèi)星和載荷的發(fā)展得到了各領(lǐng)域的重點關(guān)注。相比傳統(tǒng)遙感載荷，微納遙感載荷體積小、質(zhì)量小、研制周期短、成本低、發(fā)射方式靈活，很好的適應(yīng)了商業(yè)航天發(fā)展，滿足多種行業(yè)應(yīng)用。目前，國際上多家企業(yè)和研究機構(gòu)推出了各種高性能微納遙感衛(wèi)星計劃，配備的載荷各有特點。文章對國際典型微納遙感載荷進行了調(diào)研分析，可以看出目前國際微納遙感載荷通常會采用新技術(shù)以提升性能，采用標準化、型譜化研制理念提高研制效率，并且星上智能處理技術(shù)也愈發(fā)被重視，以期減小衛(wèi)星數(shù)傳壓力。文章根據(jù)國際微納遙感載荷發(fā)展特點并結(jié)合中國航天自身情況，形成了啟示與建議，為中國微納遙感載荷未來發(fā)展提供參考。

載荷特點 啟示與建議 商業(yè)航天 微納遙感載荷

0 引言

隨著航天市場需求不斷增加，微納衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展越來越受到關(guān)注。微納衛(wèi)星通常是指質(zhì)量小于100kg、具有實際使用功能的衛(wèi)星，而微納載荷是指在微納衛(wèi)星上直接執(zhí)行特定衛(wèi)星任務(wù)的儀器、設(shè)備或分系統(tǒng)。微納衛(wèi)星具有體積小、質(zhì)量小、研制周期短、成本低、發(fā)射方式靈活等特點，已經(jīng)在通訊、遙感、電子、偵察等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著微納遙感星座的建立，更多的行業(yè)都可以從遙感數(shù)據(jù)中獲得有價值的信息，這使得微納遙感產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出更廣的經(jīng)濟和社會效益。

國際上微納衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展迅速，多家企業(yè)和研究機構(gòu)推出了各種高性能微納衛(wèi)星計劃，特別是在商業(yè)遙感領(lǐng)域，如天空盒子成像公司（Skybox Imaging，目前已被Planet公司收購）的“天空衛(wèi)星”（SkySat）系列衛(wèi)星，行星公司（Planet）的“鴿群”系列微納衛(wèi)星，衛(wèi)星邏輯公司（Satellogic）的“新衛(wèi)星”（Newsat）系列微納衛(wèi)星等。這些項目都計劃通過星座化的運行，實現(xiàn)較高時間分辨率和空間分辨率的遙感信息獲取，使得微納衛(wèi)星進一步走向?qū)嵱没Ｍ瑫r，在空間探測方面同樣涌現(xiàn)了大量的基于微納衛(wèi)星平臺的天文觀測衛(wèi)星，它們利用新老技術(shù)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)對熱點天文事件的快速響應(yīng)，以及滿足有限而明確的特定觀測任務(wù)，實現(xiàn)較高的效費比。

本文對國外典型微納衛(wèi)星載荷的性能參數(shù)進行了梳理，分析其技術(shù)特點以及新的應(yīng)用領(lǐng)域并形成建議，為微納遙感載荷發(fā)展提供新思路。

1 對地觀測微納遙感衛(wèi)星載荷進展情況

1.1 美國Planet公司

Planet公司是世界上在軌光學(xué)遙感載荷數(shù)量最多的公司。截至目前，其公司擁有約200余顆衛(wèi)星在軌運行，可以實現(xiàn)全球圖像每日的更新，為全球各個領(lǐng)域提供實時的遙感數(shù)據(jù)[1-2]。

圖1 “鴿子1號”衛(wèi)星示意

表1 “鴿子1號”衛(wèi)星載荷性能參數(shù)

Tab.1 The load performance parameters of the DOVE-1

（1）“鴿群”星座

“鴿群”衛(wèi)星采用6U立方星概念，其標準為100mm×100mm×300mm（見圖1衛(wèi)星示意 圖[3]），主要功能是將觀測到的圖像傳回地球，再經(jīng)過整合，與不同領(lǐng)域進行合作?！傍澣骸毙l(wèi)星利用工業(yè)級貨架零件實現(xiàn)了大批量產(chǎn)、造價低廉，可由國際空間站直接投放，也可以經(jīng)由不同種類的商業(yè)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射?！傍澣骸毙l(wèi)星整星質(zhì)量約5kg，載荷采用卡塞格林光學(xué)系統(tǒng)形式，具體性能參數(shù)如表1所示[3]。

“鴿群”衛(wèi)星光學(xué)載荷采用CCD探測器，可以獲取黑白和多光譜彩色全景圖像，第二代“鴿群”衛(wèi)星還增加了近紅外譜段，圖像的分辨率為3～5m，系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示[3]。

圖2 “鴿子1號”衛(wèi)星載荷系統(tǒng)構(gòu)成圖

Planet公司為了接收龐大的遙感數(shù)據(jù)，在全球建設(shè)了自己的地面接收站，每個站有一副或多副天線和相應(yīng)的射頻系統(tǒng)，本地計算機服務(wù)器通過安全VPN連接到中心，地面站獲取的圖像發(fā)送到Planet云服務(wù)中心處理，保證數(shù)據(jù)更新速率。

“鴿群”星座通過大規(guī)模、低成本的遙感衛(wèi)星組網(wǎng)，實現(xiàn)對地高頻觀測、大范圍覆蓋，重訪率高，數(shù)據(jù)更新快，可以捕捉突發(fā)事件。它產(chǎn)生的大量遙感數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于環(huán)境、能源、礦業(yè)、電力和運輸?shù)汝P(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測，甚至應(yīng)用在金融檢測以及救生、救災(zāi)任務(wù)上，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎覆蓋了所有行業(yè)，具有巨大的市場應(yīng)用潛力。

（2）Skysat星座

SkySat由Skybox成像公司研制，后被Planet公司收購，目前已經(jīng)發(fā)射21顆遙感衛(wèi)星。SkySat衛(wèi)星具有全色成像和多光譜成像兩種模式。為了實現(xiàn)緊湊的構(gòu)型，在整星設(shè)計上以光學(xué)載荷為核心。圖3是SkySat-1衛(wèi)星的構(gòu)型設(shè)計示意圖[4]。從圖3中可以看出，衛(wèi)星是圍繞光學(xué)載荷開展構(gòu)型布局設(shè)計的。衛(wèi)星通過核心的支撐框架實現(xiàn)相機光學(xué)系統(tǒng)的固定，電子設(shè)備通過集成化、模塊化設(shè)計，集中安裝于衛(wèi)星構(gòu)型底部，整個衛(wèi)星的構(gòu)型實現(xiàn)了平臺載荷的一體化，以及整星的輕量化，整星質(zhì)量約100kg。

圖3 SkySat-1衛(wèi)星示意

表2 SkySat載荷性能參數(shù)

Tab.2 The load of SkySat performance parameter

SkySat衛(wèi)星的高分辨率成像系統(tǒng)是由其技術(shù)團隊自己設(shè)計開發(fā)的，并通過在軌成像和地面處理相結(jié)合的方式實現(xiàn)了高分辨率、高信噪比圖像和視頻數(shù)據(jù)的獲取。相機的光學(xué)系統(tǒng)采用卡塞格林形式，具體參數(shù)如表2所示[5]。

探測器則采用低噪聲、高幀頻的5.5兆像素商業(yè)面陣CMOS器件，既支持了高重疊率推幀成像，又可實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的獲取。成像系統(tǒng)通過3片探測器拼接實現(xiàn)8km成像幅寬，通過對面陣探測器的一部分進行巧妙地加工，集成了多光譜成像能力，實現(xiàn)了全色與多光譜、視頻與靜態(tài)圖像的綜合獲取。采用面陣成像和高幀頻短時曝光模式，能夠降低對衛(wèi)星平臺姿態(tài)控制穩(wěn)定度的要求，同時能夠減少因曝光引起的像移模糊，還可以獲取視頻數(shù)據(jù)[6-7]。

SkySat后期的衛(wèi)星平臺增加了模塊化推進系統(tǒng)，并且使用了性能更好的動量輪裝置增加了整星的機動控制能力，整星質(zhì)量雖然增加到120kg左右，但通過推進系統(tǒng)可以實現(xiàn)降軌，從而提升載荷的對地觀測分辨率。目前SkySat衛(wèi)星已開展了降低軌道提高分辨率的實驗任務(wù)，通過降低軌道實現(xiàn)0.5m地面分辨率，其高分辨率遙感圖像可應(yīng)用于物流、礦產(chǎn)等多個領(lǐng)域。

1.2 阿根廷Satellogic公司

Satellogic衛(wèi)星公司成立于2011年，主要為農(nóng)林、能源、經(jīng)濟等行業(yè)提供衛(wèi)星數(shù)據(jù)支持。Satellogic公司目前已提出建立300顆衛(wèi)星的高分辨率遙感衛(wèi)星星座目標，利用機器學(xué)習(xí)等自動化處理手段，為用戶提供更快速的地表監(jiān)測和分析服務(wù)。其中NewSat系列衛(wèi)星的主載荷為可見光多光譜相機（主要指標參數(shù)如表3所示），可生成優(yōu)于1m分辨率的全色圖像（見圖4）[8]，該星座完成組網(wǎng)后每周可更新一次完整的地球圖像。

表3 Satellogic衛(wèi)星公司載荷參數(shù)

Tab.3 The load of Satellogic satellite performance parameter

Satellogic公司計劃在未來發(fā)射300顆衛(wèi)星，組成大規(guī)模對地觀測遙感衛(wèi)星星座，實時監(jiān)測地球信息，使各方的決策都有所依據(jù)。例如，通過每日監(jiān)測世界上所有適合耕種的田地，關(guān)注植物的氮攝取量、植物的水壓和作物的疾病傳播狀況等，以此來提高農(nóng)作物的收成，解決糧食短缺的問題[9]。

圖4 配備高分辨率多光譜相機和超光譜成像儀的Satellogic衛(wèi)星

1.3 美國BlackSky公司

BlackSky公司成立于2013年，主要從事衛(wèi)星影像銷售業(yè)務(wù)。BlackSky公司的理念是“衛(wèi)星影像即服務(wù)”，它能以極高的成本效益和高重訪頻率獲取高分辨率的衛(wèi)星影像。BlackSky公司計劃發(fā)射一組由60顆對地觀測衛(wèi)星組成的星座，將對地觀測重訪周期降低至數(shù)小時以內(nèi)。自2018年11月首次發(fā)射業(yè)務(wù)星，到2021年5月，已發(fā)射9顆對地觀測衛(wèi)星，其中2顆發(fā)射失敗[10]。

如圖5所示，BlackSky-1“尋路者”微納衛(wèi)星采用相機衛(wèi)星一體化設(shè)計，具備凝視、動態(tài)視頻、低功耗等模式，譜段為全色和可見光，能夠?qū)Φ孛?0km2范圍內(nèi)進行高精度觀測，其遙感載荷性能參數(shù)如表4所示[11]。

圖5 “BlackSky-1尋路者”微納衛(wèi)星

表4 Global載荷性能參數(shù)

Tab.4 The load parameters of Global

BlackSky公司星座的特點如下：

1）易用性。衛(wèi)星數(shù)據(jù)的獲取采用基于網(wǎng)頁的界面，加速并簡化了用戶瀏覽、獲取、下載數(shù)據(jù)。用戶可以安全登錄、獲取圖片和信息、發(fā)送指令。

2）快速重訪。星座平臺系統(tǒng)能夠提供具備行業(yè)領(lǐng)先重訪水平的商用圖像。60顆星組成的星座將重點區(qū)域的重訪周期縮短到數(shù)小時之內(nèi)。

3）低成本。BlackSky公司憑借自身行業(yè)領(lǐng)先的發(fā)射能力、不斷改進的運載、基于云計算的軟件服務(wù)等優(yōu)勢，能夠?qū)⑿亲\行成本大大降低。

為了更加有效地利用星座獲得的大量圖像數(shù)據(jù)，BlackSky公司和AllSource Analysis數(shù)據(jù)分析公司進行了合作，衛(wèi)星影像可以服務(wù)于各種行業(yè)應(yīng)用，例如：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、政府項目、非政府組織、軍事、金融、工程、能源等。這樣快速的訪問頻率和高分辨率對于衛(wèi)星影像的應(yīng)用非常重要。除了上述領(lǐng)域，在大規(guī)模的地震和空難發(fā)生時，如果獲取衛(wèi)星影像的時間可以從幾周縮短到幾個小時，那么相關(guān)人員就可以快速確認遭受損失最大的地區(qū)，采取更有效的救援，挽救更多生命。這種快速獲取影像的服務(wù)對于搜尋和營救行動至關(guān)重要，例如：監(jiān)測森林大火和尋找失事飛機等[12-14]。

1.4 美國陸軍“鷹眼”（Kestrel Eye）

Kestrel Eye衛(wèi)星是由智能技術(shù)微系統(tǒng)公司建造的光電成像微納衛(wèi)星，源于美國國防高級研究項目局的一個微納衛(wèi)星項目計劃。該衛(wèi)星每顆質(zhì)量約為50kg，Kestrel Eye衛(wèi)星實物如圖6所示。Kestrel Eye衛(wèi)星將直接接受戰(zhàn)場上前線作戰(zhàn)部隊的指揮，并直接向地面站傳送圖像，而不需要通過美國大陸的路線進行中轉(zhuǎn)，可為旅級部隊提供“近實時態(tài)勢感知”[15]。

Kestrel Eye衛(wèi)星的作用是無人機單元的一種擴展，它可以直接拍攝具有領(lǐng)空管制的地域，無需擔心地空導(dǎo)彈的攻擊。使用低成本衛(wèi)星可以構(gòu)成大規(guī)模星座系統(tǒng)，具有極高的快速任務(wù)響應(yīng)能力和重訪頻率，其光學(xué)載荷性能參數(shù)如表5所示[16]。

微納遙感載荷不僅可以在環(huán)境、資源、金融等民用領(lǐng)域發(fā)揮作用，同樣也可以為軍事作戰(zhàn)提供支持。Kestrel Eye微納星座憑借其覆蓋范圍大、響應(yīng)速度快、分辨率高的特點，提高了美國的單兵作戰(zhàn)能力。

圖6 Kestrel Eye衛(wèi)星

表5 Kestrel Eye載荷性能參數(shù)

Tab.5 The load parameters of Kestrel Eye

1.5 歐盟STREEGO無熱化載荷

STREEGO相機是ESA聯(lián)合拉瑞奧圖像技術(shù)公司開發(fā)的一款應(yīng)用于小型衛(wèi)星的創(chuàng)新型光學(xué)有效載荷。針對高分辨率有效載荷的市場應(yīng)用，專用于精準農(nóng)業(yè)、安全、城市發(fā)展等領(lǐng)域。它得益于開創(chuàng)性技術(shù)，可應(yīng)用于具有較高成本效益的衛(wèi)星和小型衛(wèi)星星座[17-18]。

STREEGO相機是一個無熱化、全反射式系統(tǒng)，采用離軸三反光學(xué)系統(tǒng)形式，光學(xué)系統(tǒng)光路圖如圖7所示，反射鏡的材料均為鋁合金。采用大規(guī)模面陣CMOS探測器。載荷參數(shù)如表6所示[19]。

圖7 光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)型示意

表6 STREEGO載荷參數(shù)

圖8 STREEGO相機結(jié)構(gòu)示意

圖9 探測器濾光片示意

該相機反射鏡采用電致成型方法制備，具有可復(fù)制的特點，反射鏡可快速批量化生產(chǎn)，反射鏡的制備周期僅為1日。如圖8所示，相機結(jié)構(gòu)采用全鋁合金設(shè)計，與反射鏡的熱膨脹系數(shù)一致，實現(xiàn)無熱化[20]。

探測器采用CMOS探測器，采用高集成度電子學(xué)。多光譜成像通過在像面放置鍍膜薄濾光片實現(xiàn)，從而實現(xiàn)了多光譜探測。探測器濾光片示意圖見圖9[20]，可以看出濾光片自上而下依次鍍了不同譜段的濾光膜，實現(xiàn)了多光譜探測。

1.6 歐盟HyperScout高光譜載荷

HyperScout高光譜載荷是一臺面向立方星應(yīng)用的超輕小型高光譜成像光譜儀，載荷參數(shù)如表7所示。該載荷具有大視場和星上處理的特點，并且具有超輕小型化，可以滿足土地資源、植被等方面的應(yīng)用需求。HyperScout高光譜載荷特別適合于微納衛(wèi)星組網(wǎng)實現(xiàn)高時間分辨率的高光譜對地成像，16顆星即可實現(xiàn)對全球每日覆蓋2次，或?qū)μ囟▍^(qū)域?qū)崿F(xiàn)30min一次的成像頻率[21-22]。

表7 HyperScout參數(shù)

Tab.7 The indicator of HyperScout

如圖10所示，HyperScout是第一個擁有自己“大腦”的小型化高光譜成像儀，它可在微納衛(wèi)星以及大型衛(wèi)星上運行[23]。星載數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)專為實時數(shù)據(jù)處理而設(shè)計，可在軌生成Level-2級數(shù)據(jù)，因此大大減少了要下載和處理的數(shù)據(jù)量，降低了對微納衛(wèi)星數(shù)據(jù)下行能力的要求。如圖11所示[24]，HyperScout載荷擁有可見光近紅外和熱紅外兩個通道，光學(xué)系統(tǒng)采用離軸三反消像散形式，全反射式的望遠鏡可以保證較高的光學(xué)品質(zhì)和較寬的譜段。結(jié)構(gòu)采用同種材料，實現(xiàn)無熱化設(shè)計，不會因不同材料的熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致對載荷品質(zhì)產(chǎn)生影響。同時配備星上處理單元，大幅降低下傳的數(shù)據(jù)量。HyperScout的光譜分光采用線性可變?yōu)V光片，直接安裝于探測器表面進行分光。探測器采用CMOSIS CMV12000商業(yè)CMOS器件，像素尺寸5.5μm[23-24]。

圖10 HyperScout高光譜成像載荷

圖11 HyperScout光學(xué)系統(tǒng)形式及構(gòu)型

該載荷重要特點是具備星上處理能力，通常該載荷一軌數(shù)據(jù)量為1 Tbyte，而立方星平臺數(shù)據(jù)下行能力為1 Mbit/s，無法滿足大數(shù)據(jù)量下傳需求。通過采用星上處理模塊，使得這種微納衛(wèi)星實現(xiàn)高光譜成像成為了可能。HyperScout高光譜成像載荷可應(yīng)用于洪水監(jiān)測、農(nóng)作物對水需求監(jiān)測、植被健康監(jiān)測、變化檢測等多個領(lǐng)域。

2 發(fā)展啟示與建議

根據(jù)不同任務(wù)需求，為了滿足微納遙感衛(wèi)星對光學(xué)載荷高性能、輕小型化、批量化、低成本的要求，經(jīng)過發(fā)展，微納光學(xué)載荷逐步形成了自己的特色。從共性上看，可以得到以下啟示：

（1）利用新技術(shù)提高微納載荷的應(yīng)用能力

創(chuàng)新性技術(shù)的使用，可以大幅提高微納遙感載荷的總體性能。例如：SkySat衛(wèi)星星座載荷通過在探測器上鍍?yōu)V光膜，實現(xiàn)了多光譜和全色同時探測；STREEDO無熱化載荷利用電致成型法制備反射鏡，大大縮短了載荷的研制周期；BlackSky公司的微納衛(wèi)星和HyperScout1載荷均加入了智能星上處理算法，在星上對遙感圖像進行判別和優(yōu)化，減輕了微納衛(wèi)星的數(shù)傳壓力。

1）光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。對于微納光學(xué)載荷，光學(xué)系統(tǒng)是設(shè)計核心，光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、復(fù)雜程度決定了載荷輕量化、小型化的水平。微納遙感載荷要求具有輕量化、小型化、無熱化、無遮光罩、無調(diào)焦、易加工裝調(diào)、力熱適應(yīng)性強等特點，傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計思想難以全面實現(xiàn)上述目標，迫切需要光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計大幅創(chuàng)新。目前緊湊型多反系統(tǒng)和自由曲面光學(xué)系統(tǒng)在小型化、大視場、無熱化等方面具有巨大的潛力，是未來高性能、輕小型化光學(xué)載荷的發(fā)展方向。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)。微納遙感載荷不僅要求結(jié)構(gòu)輕量化，更要求光機一體化，包括一體化設(shè)計、一體化加工制造。創(chuàng)新式優(yōu)化設(shè)計和增材制造的興起與結(jié)合，為實現(xiàn)光機一體化設(shè)計、加工、制造提供了良好的技術(shù)條件。同時，在新材料方面，鎂合金等新材料的應(yīng)用，可以進一步減小載荷質(zhì)量。鏡頭結(jié)構(gòu)折疊技術(shù)，可以縮小載荷發(fā)射時的體積，同樣可以在微納遙感載荷上進行嘗試。此外，相同材料一體化設(shè)計可以大大降低相機的熱控成本，減少熱控元件，減小載荷質(zhì)量。

3）智能化在軌圖像處理技術(shù)。目前微納衛(wèi)星的電子系統(tǒng)功能單一，不能對圖像進行篩選和處理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)量大，數(shù)傳系統(tǒng)占用了衛(wèi)星過多的資源。新的圖像處理技術(shù)將大大減小下傳的數(shù)據(jù)量并豐富衛(wèi)星功能。其中圖像智能處理技術(shù)、在軌功能和算法更新技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。

圖像智能處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)任務(wù)智能規(guī)劃，目標定位和自動特征提取，智能云判與數(shù)據(jù)剔除，自動調(diào)焦和自動曝光。在軌功能和算法更新技術(shù)是由用戶定制衛(wèi)星功能和算法，然后從地面上傳在軌相機程序和算法，從而實現(xiàn)遙感衛(wèi)星的多任務(wù)、多功能、高適應(yīng)性特性。

這些新技術(shù)的不斷成熟也將推動微納載荷的發(fā)展，及早地完成這些技術(shù)的在軌驗證，將更有利于在未來的微納遙感領(lǐng)域領(lǐng)跑。

（2）型譜化載荷是實現(xiàn)微納遙感衛(wèi)星組網(wǎng)應(yīng)用的趨勢

微納遙感載荷通常需要大規(guī)模部署，通過星座組網(wǎng)的方式進行對地觀測，因此對成本和研制周期的控制至關(guān)重要。充分利用成熟技術(shù)將載荷分為不同的模塊，實現(xiàn)型譜化，可以大大降低載荷的成本、縮短研制周期，有利于批量生產(chǎn)?！傍澣骸毕盗行l(wèi)星、BlackSky公司的星座、美國陸軍Kestrel Eye星座均采用型譜化載荷，實現(xiàn)批量化生產(chǎn)、快速集成部署。型譜化載荷是微納遙感載荷發(fā)展的必經(jīng)之路。

（3）與行業(yè)數(shù)據(jù)公司深度合作挖掘遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用潛力

微納衛(wèi)星星座將會具備上百顆的規(guī)模，每日會產(chǎn)生龐大的圖像數(shù)據(jù)，衛(wèi)星公司本身往往對這些圖像數(shù)據(jù)并不能完全開發(fā)利用，只有其中一部分會得到重點關(guān)注，例如：植被信息、礦產(chǎn)資源、天氣變化等。為了提高數(shù)據(jù)使用率、挖掘數(shù)據(jù)價值，Planet公司和BlackSky公司除了自身對這些數(shù)據(jù)進行了充分的開發(fā)外，廣泛的與各行業(yè)用戶深度合作，如Planet公司與FarmersEdge公司合作，利用Planet星座重訪時間短的特點，深度挖掘在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，與Orbital Insight公司合作挖掘在金融保險領(lǐng)域的應(yīng)用。通過與行業(yè)數(shù)據(jù)公司結(jié)合，能夠充分發(fā)揮遙感大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，產(chǎn)生巨大的附加價值。

3 結(jié)束語

本文分析了國外微納遙感載荷的新技術(shù)應(yīng)用情況，包括美國Planet公司的Flock星座和SkySat星座載荷、阿根廷的Satellogic公司的載荷、美國陸軍Kestrel Eye星座、歐盟STREEGO和HyperScout新型載荷。這些微納遙感載荷針對不同的應(yīng)用需求，具有各自的特點的同時也具有一定的共性，將這些共性同我國航天的發(fā)展特點相結(jié)合，提出了啟示與建議。未來隨著應(yīng)用需求不斷增加，微納遙感載荷將具有更好的發(fā)展空間，通過將新技術(shù)應(yīng)用在微納遙感載荷上，在有限的資源條件下實現(xiàn)最佳的成像效果，這將使微納遙感載荷更具競爭力，將會成為未來空間遙感載荷市場的主力軍。

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The Latest Development of Micro-nano Remote-sensing Payload Technology Abroad

SHA Zhibo YU Yue JIAO Jianchao

（Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China）

With the progress of technology and the innovation of commercial application mode, the development of micro-nano remote-sensing satellite and payloads has been paid more attention in military and civil fields. Compared with traditional remote-sensing payloads, micro-nano remote-sensing payloads are with the features of small size, light weight, high performance, short develop time, low cost and flexible launch methods, which are adapted to commercial aerospace and can be applied to every walk of life. At present, lots of international companies and research institutions have submitted various high-performance micro-nano satellite programs, whose payloads have different feature. This paper investigates the typical foreign micro-nano remote sensing payloads. These current foreign micro-nano remote sensing payloads usually adopt new technologies to improve the performance of the micro-nano loads, and use the standardized and model development concepts to improve the developmental efficiency, in addition, more attention has been paid to on-board intelligent technology processing which can reduce the pressure of satellite data transmission. Combining with the development characteristics of foreign micro-nano remote sensing payloads and the situation of Chinese aerospace, enlightenment and suggestions have been formed, which can provide references for the future development of our country micro-nano remote sensing payloads.

payload characteristics; enlightenment and suggestions; commercial aerospace; micro-nano remote sensing loads

V445

A

1009-8518(2021)05-0039-10

10.3969/j.issn.1009-8518.2021.05.005

沙治波，男，1978年生，2001年獲河北理工學(xué)院機械電子工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位，高級工程師。主要研究方向為相機載荷研制。E-mail：sunnyshazb@126.com。

2020-09-11

沙治波, 俞越, 焦建超. 國外微納遙感載荷技術(shù)最新進展[J]. 航天返回與遙感, 2021, 42(5): 39-48.

SHA Zhibo, YU Yue, JIAO Jianchao. The Latest Development of Micro-nano Remote-sensing Payload Technology Abroad[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2021, 42(5): 39-48. (in Chinese)

（編輯：龐冰）