用上帝視角為地球“美拍”

文/ 王旭 高靜

精良的攝影器材和絕佳的拍攝位置是攝影愛好者夢寐以求的，因此高景一號(hào)衛(wèi)星成了他們無限羨慕的對象。高景一號(hào)03、04星發(fā)射成功后，與01、02星一起組成了地球美拍團(tuán)。它們所處的位置可以俯視地球，是絕對的上帝視角；“手持”的拍攝器材是由中國航天科技集團(tuán)有限公司五院專門研制的國產(chǎn)高配相機(jī)，更是令攝影愛好者垂涎。此外，五院的科研人員還賦予了高景一號(hào)更多絕技，讓世界對中國商遙充滿期待。

▲ 高景一號(hào)02組衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場 董東 攝

瞅啥都清楚 還能邊拍邊傳

0.5米級的分辨率讓高景一號(hào)衛(wèi)星能輕松分辨出地面上的車輛是轎車還是SUV，而且“出片”質(zhì)量極高。“高景一號(hào)的性能與國際先進(jìn)的商遙衛(wèi)星相比毫不遜色。”航天東方紅衛(wèi)星有限公司總經(jīng)理李向陽說。

上海陸家嘴、希勒湖、文萊達(dá)魯薩蘭王國……前不久，在高景一號(hào)滿一周歲之際，世景公司的官微“世景之圖”發(fā)布了高景一號(hào)2017美圖TOP10，10張精美絕倫的高清圖片均由高景一號(hào)“親手”拍攝，奉上了一份視覺盛宴。

衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)通過技術(shù)創(chuàng)新讓圖像細(xì)節(jié)更豐富、層次更清楚，使用戶能從圖像中獲取更多信息。并且，03、04星增加了新功能：準(zhǔn)實(shí)傳。這項(xiàng)功能得益于星上的天線能轉(zhuǎn)動(dòng)瞄準(zhǔn)地面站，實(shí)現(xiàn)了一邊拍一邊傳，數(shù)據(jù)下傳效率更高。

高景一號(hào)衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)7種成像模式，其中多條帶成像特色鮮明。“一般衛(wèi)星過境一次只能拍攝地面上一段固定寬度范圍內(nèi)的圖像，實(shí)現(xiàn)單條帶成像。高景一號(hào)可通過自身快速機(jī)動(dòng)能力，同時(shí)拍攝5條帶，通過拼接形成60公里×70公里的圖像。”高景一號(hào)衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師趙志明介紹。

立體成像也是高景一號(hào)的絕活之一。在拍攝目標(biāo)未到星下點(diǎn)之前，衛(wèi)星前視成像，到星下點(diǎn)后正視成像，飛過目標(biāo)后再后視成像，從而實(shí)現(xiàn)立體成像。此外，高景一號(hào)還可實(shí)現(xiàn)同軌多目標(biāo)成像。

高景一號(hào)行動(dòng)敏捷，變速控制力矩陀螺功不可沒，它相當(dāng)于衛(wèi)星的動(dòng)力系統(tǒng)，這也是我國首次實(shí)現(xiàn)小型化、國產(chǎn)化變速控制力矩陀螺的在軌應(yīng)用。研制過程中，團(tuán)隊(duì)也遇到過難題，但大家心無旁騖攻關(guān)技術(shù)，最終獲得了成功。

“輕”是高景一號(hào)行動(dòng)敏捷的另一秘訣。“就像人，輕才能靈活，所以我們將星上的設(shè)備做得小型化、高集成化。例如，我們研制的智能芯片重十幾克，能代替原來七八公斤甚至十幾公斤的設(shè)備，使整星占用的空間變小，重量變輕。”高景一號(hào)衛(wèi)星項(xiàng)目執(zhí)行總監(jiān)謝斌說。

高景一號(hào)的高性能相機(jī)被安裝在CAST3000B平臺(tái)上，該平臺(tái)能夠?yàn)橄鄼C(jī)提供溫度、姿態(tài)、能源和信息管理等。“這個(gè)平臺(tái)做得越輕越小，留給相機(jī)的空間就越大。現(xiàn)在我們能做到讓相機(jī)的重量占整星重量的43%。”高景一號(hào)衛(wèi)星總師助理翟峰介紹，“并且，這次相機(jī)也有小型化設(shè)計(jì)，重量減輕了很多。”

高集成化設(shè)計(jì)讓高景一號(hào)單星質(zhì)量減少到300公斤，并且，自主研制的高科技芯片大幅度提升衛(wèi)星整體性能，降低衛(wèi)星成本的同時(shí)，也使衛(wèi)星整體核心芯片的國產(chǎn)化率達(dá)到90%。

探索商遙衛(wèi)星保障體系

高景一號(hào)首次采取全數(shù)字化應(yīng)答機(jī)。完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ASIC芯片使應(yīng)答機(jī)可靠性更高，而設(shè)備參數(shù)可配置使應(yīng)答機(jī)通用性更強(qiáng)、靈活性高。高集成度設(shè)計(jì)讓應(yīng)答機(jī)兼具USB信號(hào)處理、遙控處理、下位機(jī)等功能。

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，高景一號(hào)衛(wèi)星采用了多片F(xiàn)LASH芯片，不使用任何的機(jī)械輔助裝置，單顆星固存主備容量高達(dá)4T，斷電后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。衛(wèi)星供電分系統(tǒng)集成了能源管理、配電管理、火工品等單元模塊，采用我國自主研制的MEU智能芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)供配電系統(tǒng)的在軌自主管理與安全監(jiān)測。

除了諸多技術(shù)創(chuàng)新，研制團(tuán)隊(duì)還從研制流程到產(chǎn)品保證、計(jì)劃流程都做了創(chuàng)新性嘗試，專門探索出一套針對商業(yè)遙感衛(wèi)星的質(zhì)量保障體系和產(chǎn)品保障體系。

據(jù)高景一號(hào)衛(wèi)星副總指揮趙森介紹，商業(yè)遙感衛(wèi)星研制周期非常短，又要追求成本低，所以盡量簡化和縮短相關(guān)研制的流程。研制團(tuán)隊(duì)用17個(gè)月完成01、02星的研制，這在當(dāng)時(shí)也是五院的一個(gè)新記錄。03、04星是在一年內(nèi)完成的。

研制團(tuán)隊(duì)對一些試驗(yàn)和測試的流程進(jìn)行優(yōu)化，例如兩顆星技術(shù)狀態(tài)一致的前提下僅在一顆星上完成熱平衡試驗(yàn)，兩星開展并行測試，有效縮短了整星研制時(shí)間。

衛(wèi)星完成測試運(yùn)抵發(fā)射塔架后，起重機(jī)吊起衛(wèi)星是常規(guī)動(dòng)作，但冬季的嚴(yán)寒讓團(tuán)隊(duì)工作更加謹(jǐn)慎。“起吊和上升過程沒有空調(diào)保障，所以我們一定要把濕度調(diào)低，溫度調(diào)高。”項(xiàng)目經(jīng)理助理魏建光說，“如果濕度高，溫度低，衛(wèi)星吊上來后空調(diào)烘暖風(fēng)，就像咱們戴眼鏡從寒冷的室外到溫暖的室內(nèi)，鏡片上會(huì)有一層結(jié)露，如果這種水蒸氣凝結(jié)在星體表面或者相機(jī)鏡頭上，都會(huì)對衛(wèi)星產(chǎn)生不可逆的損傷。”

而這一切的努力，只為高景一號(hào)02組衛(wèi)星成功發(fā)射入軌，為中國2018年宇航發(fā)射討得個(gè)好彩頭。★