高分一号影像处理_高分一号_高分一号影像

2013年我国宇航任务首发、高分辨率对地观测系统首发、肩负着我国民用高分辨率遥感数据尽快实现国产化的重任……在外部镁光灯的照耀下,由中国航天科技集团公司五院航天东方红卫星抓总研制的高分一号卫星,有了更多熠熠生辉的理由。但不容忽视的一点是,高分一号卫星本身就是一颗足够璀璨的“明星”,在航天创新突破的功劳簿上记载着它诸多傲人的资本。

高寿命——如何打响“长寿保卫战”

“高分一号卫星是我国首颗设计、考核寿命要求大于5年的低轨卫星。”高分一号卫星总指挥兼总设计师白照广介绍说,以前国内低轨卫星的设计寿命基本都在3年,只有资源三号卫星的设计寿命是5年、考核寿命是4年。而高分一号卫星的设计寿命5年、考核寿命5年~8年的指标无疑创下了一个全新纪录。

“要保长寿命,就必须抓住对寿命最为敏感、最易造成威胁的关键环节,首当其冲的就是卫星的活动部件。高分一号”白照广解释说,卫星中的活动部件终日磨损,一般会最先亮起生命红灯。为此,高分一号卫星设计团队的“长寿保卫战”重点围绕飞轮、陀螺、地球红外敏感器等活动部件的延寿工作集中展开。

而这其中,陀螺恐怕是最令卫星设计队伍头疼的一个问题。星上陀螺运转速度非常快,工作时间长,耗损极大,而其对精度的要求又非常之高。再加上目前国内陀螺产品质量并不稳定,屡有卫星栽在陀螺这道坎上。正鉴于此,说陀螺的寿命直接危及整星寿命,一点都不夸张。为此,高分一号卫星实现了在小卫星上装配全新陀螺,这样既减小了摩擦,也相应降低了耗损,可以有效地提高产品寿命。

但是新技术、新产品也必然伴有新的风险,从未经过上天验证的全新陀螺能够经受得住空间环境的检验吗?对此,白照广显得信心十足:“有周全的设计和精密的地面验证做支撑,我们对成功有很大把握。”

除此之外,高分一号卫星将电池更换为锂离子电池,在增加容量的同时,降低了重量;卫星的太阳翼采用三级砷化镓,在整个翼展面积不变的前提下,发电效率从原来的18%提高到28%,这些部为卫星长寿命运行提供了充足的能量。同时,卫星设置了很多“智能”措施,以提高卫星自身的问题辨识能力和自我医治能力,达到“延年益寿”的目的。

与中继卫星这位“老大哥”的“牵手”,也是高分一号卫星“延寿”的秘方之一。由于高分一号卫星更多的时间部是在境外上空飞行,地面测控站观测不到,一旦遇到险情想要补救都来不及。而中继卫星“站得高、看得远”,借助于它的帮忙,就能更加周全地确保卫星运行的安全稳定。如此一来,高分一号卫星也就多了一份来自太空的关照和看护。

而同时,通过中继卫星报告的及时位置信息,在高分一号卫星即将入境之前,地面可以对其实现临时发送或修改指令,提高卫星工作计划的灵活度,这大大提高了卫星的使用效能,对于节省能量、提高寿命也大有裨益。

高要求——如何把控图像质量的生命

考量高分一号卫星优劣的最关键因素之一就是卫星装载的相机在太空中的工作实效及其成像质量。从某种意义上说,对于高分辨率对地观测卫星而言,成像质量就是生命。

据白照广介绍,高分一号卫星的图像质量要求之高,表现在几个方面。一方面是对图像的定位精度要求更高,过去卫星的定位精度要求基本都是百米量级的,而高分一号卫星的定位精度则达到几十米。另一方面是对卫星的姿态稳定度要求更高,如果卫星姿态不够稳定,就像拿着照相机的手不断抖动,会直接影响成像质量。所以,相较于普通卫星每秒千分之一度的姿态稳定度要求,高分一号卫星的姿态稳定度要达到每秒万分之五度,足足提高了半个量级。再一方面是对同步性的更高要求,从发送指令到实施拍照,在考虑到电路延迟、汇总卫星的位置信息、姿态信息等因素,高分一号卫星的同步性要控制在很小的范围之内。

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