高分一號衛星

高分一號衛星

高分一號衛星,是中國航天科技集團公司所屬空間技術研究院航天東方紅衛星有限公司研製的套用衛星,是一種高解析度對地觀測衛星(簡稱“高分衛星”)。“高分一號”於2013年4月26日在酒泉衛星發射中心由長征二號丁運載火箭成功發射。高分衛星系統突破了空間解析度、多光譜與大覆蓋面積相結合的大量關鍵技術。在搜尋馬來西亞MH370失聯飛機時,據中國資源衛星套用中心、中國科學院遙感與數字地球研究所等對衛星數據研判,2014年3月18日12點左右獲取的高分一號衛星圖像中,南印度洋海域(南緯44度57分,東經90度13分)觀測到疑似漂浮物,長約22米寬約13米,距澳大利亞公布疑似物位置南偏西120公里左右。

基本信息

簡介

高分一號衛星是中國高解析度對地觀測系統的首發星,突破了高空間解析度、多光譜與寬覆蓋相結合的光學遙感等關鍵技術,設計壽命5至8年。高解析度對地觀測系統工程是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020年)》確定的16個重大專項之一,由國防科工局、總裝備部牽頭實施。

研製

高分一號衛星由中國航天科技集團公司所屬空間技術研究院航天東方紅衛星有限公司研製,衛星突破了高空間解析度、多光譜與寬覆蓋相結合的光學遙感等關鍵技術,設計壽命5至8年。衛星主要用戶為國土資源部、農業部和環境保護部。

高解析度對地觀測系統工程是中國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)年》確定的16個重大專項之一,由天基觀測系統、臨近空間觀測系統、航空觀測系統、地面系統、套用系統等組成,計畫“十二五”期間發射5至6顆觀測衛星,目標是建成高空間解析度、高時間解析度、高光譜解析度的對地觀測系統,並與其他觀測手段相結合,到2020年形成具有時空協調、全天時、全天候、全球範圍觀測能力的穩定運行系統。
航天專家表示,高解析度對地觀測系統國家科技重大專項的實施,將全面提升中國自主獲取高解析度觀測數據能力,推動衛星及套用技術的跨越發展,保障現代農業、防災減災、資源環境、國家安全等重大戰略需求,支撐國土調查與利用、地理測繪、海洋和氣候氣象觀測、水利和林業資源監測、城市和交通精細化管理、疫情評估與公共衛生應急、地球系統科學研究等重點領域套用需求,加快推動中國空間信息產業發展。

功能

空間解析度指從衛星照片上能辨別地面目標的最小尺寸,“高分一號”可達兩米左右,這意味著從衛星上可以清楚地看到地面上的小汽車,甚至腳踏車。時間解析度指重複觀察同一地物所需要的時間。據了解,“高分一號”只需4天就能把地球完整地看一遍。一般而言,空間解析度和時間解析度是一對“冤家”,通常需要犧牲一方來保證另一方的領先水平,但“高分一號”實現了這兩方面的最優組合。

“高分一號”光譜成像能力上增加了高解析度多光譜成像能力,是目前國內運行衛星載荷中的最高水平,除了黑白照片,還可下傳具有紅黃藍綠4個譜段的彩色圖像。

系統組成

高分一號衛星高分一號衛星

高分一號任務由衛星、運載火箭、發射場、測控、地面、套用六大系統組成。專項工程由天基觀測系統、臨近空間觀測系統、航空觀測系統、地面系統、套用系統等組成,計畫“十二五”期間發射5至6顆觀測衛星,目標是建成高空間解析度、高時間解析度、高光譜解析度的對地觀測系統。到2020年,高分系統與其他觀測手段相結合,將形成具有時空協調、全天時、全天候、全球範圍觀測能力的穩定運行系統。

GF-1衛星搭載了兩台2m解析度全色/8m解析度多光譜相機,四台16m解析度多光譜相機。衛星工程突破了高空間解析度、多光譜與高時間解析度結合的光學遙感技術,多載荷圖像拼接融合技術,高精度高穩定度姿態控制技術,5年至8年壽命高可靠衛星技術,高解析度數據處理與套用等關鍵技術,對於推動我國衛星工程水平的提升,提高我國高解析度數據自給率,具有重大戰略意義。

發射

高分一號衛星高分一號衛星

中國國家科技重大專項高解析度對地觀測系統首顆衛星“高分一號”2013年4月26日12時13分在酒泉衛星發射中心成功發射,同時還成功搭載發射了兩個荷蘭衛星分配器和三顆分別由厄瓜多阿根廷土耳其研製的小衛星。承擔發射任務的“長征二號丁運載火箭”由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院研製。

高分一號的發射是中國2013年度首次航天發射,也是中國“長征”系列運載火箭第175次航天飛行。

投入使用

2013年12月30日,國家國防科技工業局在京舉行高分一號衛星投入使用儀式,高分一號衛星正式投入使用。

據國防科工局統計,截至2013年12月底,“高分一號”衛星共向用戶部門提供了2米/8米影像247731景,16米影像75766景。以華北華東地區霧霾問題為例,“高分一號”獲取了近500景觀測數據,為有效開展霧霾污染形成、發展、消散等基礎研究提供了一定的信息保障。對於高分專項工程的發展方向,國家國防科技工業局表示,第一個方向是,明年將要發射高分二號衛星,具有米級解析度的成像能力,能夠進行道路監測和道路規劃,城市建設用地規劃、調查和執法;第二個方向是微波成像衛星,用雷達來進行監測,實現全天候的對地觀測,主要用於加強對海洋的監測;第三個是高光譜觀測衛星,用於對地面礦產資源的監測。

意義

高分一號衛星發射成功後,將能夠為國土資源部門、農業部門、環境保護部門提供高精度、寬範圍的空間觀測服務,在地理測繪、海洋和氣候氣象觀測、水利和林業資源監測、城市和交通精細化管理,疫情評估與公共衛生應急、地球系統科學研究等領域發揮重要作用。

視頻報導

特色

高分一號衛星技術上的主要特點是空間解析度、多光譜和大覆蓋的結合。高分一號衛星除了全色解析度2米的高清相機,還增加了高解析度多光譜相機,可以拍攝紅黃藍綠四個譜段的彩色圖像,其多光譜相機性能在目前國內投入運行的對地觀測衛星中獨占鰲頭。出口委內瑞拉遙感衛星一號的16米解析度寬幅多光譜相機幅寬為370千米,而高分一號衛星的寬幅多光譜相機幅寬達到了驚人的800千米。據了解,高分一號衛星使用多台寬幅相機進行多角度拼接視場,從而實現了大視場成像。以高達800千米的幅寬,高分一號衛星4天內就能把地球完整地看一遍。對比而言,資源三號衛星的幅寬只有52千米左右,法國去年發射的SPOT6衛星幅寬也僅為60千米,高分一號衛星在具有類似空間解析度的同時,可以在更短的時間內對一個地區重複拍照,實現了高空間解析度和高時間解析度的完美結合,是衛星設計的一大亮點。
高分一號衛星在平台性能上也有所進步。高分一號衛星使用航天東方紅公司研製的CAST2000小衛星平台,這是一種標準的低軌道衛星平台,它使用三軸穩定控制方式,具有整星側擺機動能力和較高精度的姿態控制能力,星務管理系統高度集成,外加高效率的電力供應,整個平台具有良好的擴展性和靈活性,是一個高性能的遙感衛星衛星平台。雖然CAST2000衛星平台在部分性能上和資源二號衛星平台仍有一定差距,但它作為小衛星平台質量更小,而且作為後發者設計也更先進,而且也有部分性能後來居上。
CAST2000衛星平台已經用於包括委內瑞拉遙感衛星一號在內的國內外7顆遙感衛星,雖然它的設計使用壽命只有3年,但遙感衛星二號的實際軌道壽命早已突破了5年,同樣使用CAST2000平台的委內瑞拉遙感衛星一號的設計壽命也達到了5年。在過去成功的經驗基礎上,通過對衛星平台的進一步改進。高分一號衛星使用了輕質高容量的鋰電池和發電效率高達28%的三結砷化鎵太陽能電池,在增加電池容量和供電能力的同時,降低了平台質量,並降低了蓄電池和太陽能帆板性能下降對衛星壽命的影響。高分一號衛星還使用了設計壽命更長的星載陀螺、飛輪和星敏感器,滿足長時間飛行需要的太陽能帆板驅動裝置,性能更好的常溫推進劑,此外還在星載事務管理進行了進一步的最佳化,提高了自我檢測和治療的能力,以實現設計壽命的進一步提升。通過多方面的改進,高分一號衛星的設計壽命達到了5-8年,接近了國際先進水平。除此之外,為了滿足高分一號圖像質量和定位精度的苛刻要求,衛星平台的三軸定位精度從CAST2000衛星平台最早的每秒千分之一度提高到每秒萬分之五度以下,同時在姿態穩定度和攝像的同步性上也有了進一步的提高。
總的來說,高分一號解析度雖然沒有突破,但它更注重於民用方面的實用性。而整個高分專項天基系統的實施,除了可以提高我國民用衛星遙感套用水平外,還可促進多種類型軍用偵察衛星的發展。

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