吉林一號：我國最大的商業遙感衛星星座

文/ 趙志遠

2021年7月3日，4顆吉林一號衛星（1顆寬幅01B和3顆高分03D衛星）在太原發射中心，搭乘長征二號丁運載火箭，順利進入預定軌道，這是該星座的第13次組網發射。“吉林一號”是長光衛星技術有限公司（以下簡稱“長光衛星公司”）自主建設的商業遙感衛星星座，也是我國重要的光學遙感衛星星座。

多類型星座組網，多維信息采集

2015年10月7日，“吉林一號”一箭四星成功發射，是我國首次發射商用高分辨率遙感衛星，同時開創商業航天多項先河。4顆衛星中包括光學A星，具有0.72米全色分辨率和2.88米多光譜分辨率；視頻01、02星，可對目標區域凝視視頻成像；靈巧驗證星，完成了首次國產高性能CMOS探測器及多模式成像技術的在軌驗證。

2017～2018年，視頻03～08星分3次發射成功。視頻03星具有高敏捷機動性能、多種成像模式和高集成電子系統，同時也是世界首顆米級彩色夜光成像衛星。視頻04～08星在具備面陣視頻、夜光成像能力的同時，兼容了長條帶推掃成像功能，并在國內首次應用了X波段高速相控陣實時數傳技術。

吉林一號衛星

2019年1月21日，吉林一號光譜01、02星發射成功，可獲取5米全色分辨率、110千米幅寬和26譜段的遙感影像，同時具備天基測控和在軌圖像處理等功能，進一步提升衛星服務時效性和智能化水平。同樣是2019年，吉林一號高分03A、02A、02B星依次發射成功。高分03A星可獲取1.06米全色分辨率和4.24米多光譜分辨率遙感影像，具有成本低、功耗低、質量小、高分辨率的特點。高分02A、02B星可獲取全色分辨率優于0.75米、多光譜分辨率優于3米的推掃影像，具備高分辨率、大幅寬、高速數傳等特點。

2020年，吉林一號星座先后補充寬幅01星和高分03系列9顆衛星。寬幅01星整星質量1.25噸，可獲取0.75米全色分辨率、3米多光譜分辨率、136千米幅寬的推掃影像，大幅提升亞米級大區域覆蓋更新能力。高分03系列由3顆視頻衛星和6顆推掃衛星組成，采用輕量化結構設計、高度集成電子系統、高分辨率超輕量化低成本相機等創新技術，具有低成本、低功耗、低重量、高分辨的特點。

2021年7月3日，4顆“吉林一號”發射成功，其中包括高分03D02、03星，“內蒙古一號”和“學而思號”。至此，“吉林一號”在軌衛星數量增至29顆，可對全球任意地點實現每天9～11次重訪，極大提升吉林一號衛星星座的地物分辨能力、拍攝覆蓋能力及快速響應能力。

“吉林一號”拍攝的阿聯酋·迪拜立交橋

“吉林一號”拍攝的深圳機場

綜合觀測支持廣泛應用

“吉林一號”已構成目前我國最大的商業遙感衛星星座，涵蓋了亞米級寬幅、視頻多模式、寬波段多光譜等多種型號，提供大覆蓋、高精度、實時及時的衛星遙感信息，可為國土資源監測、土地測繪、礦產資源開發、智慧城市建設、交通監測、農業、林業、生態環境監測、水利、防災減災等領域提供遙感數據支持。

農林生產方面，“吉林一號”可以準確提取大宗農作物種植范圍、數量以及時空變化過程，為農業估產、農業資源普查、作物長勢監控、土地確權等提供幫助，支持現代農業轉型。如利用光譜衛星的遙感影像，開展吉林省全域玉米與水稻種植結構的提取，通過豐富的譜段信息和較高分辨率的紋理信息，精度可達95%。

農作物監測方面，基于綠色植物光譜理論，“吉林一號”可開展作物苗情、生長狀況及變化的宏觀監測。如根據山東省臨沂市的光譜影像，利用大蒜與其他農作物在可見光、近紅外譜段的反射率差異，開展大蒜種植結構提取；通過地表溫度反演，基于地表溫度和植被指數構建溫度植被干旱指數，監測大蒜的旱情狀況。

海洋監測方面，吉林一號衛星可獲取全球船舶報文數據，利用AIS報文中所包含的船舶類型、航速、航向、目的港、經緯度位置等信息，為用戶提供高頻次更新的全球船舶動態數據庫，為全球物流分析、宏觀經濟分析以及航道安全監測等提供服務。同時通過多光譜儀與在軌智能處理功能的融合應用，獲取目標船舶的光學遙感數據，實現對船舶的自動監測和遠洋事故大區域搜救。

森林防火方面，“吉林一號”可獲取地表長波和中波紅外數據，對全球進行地溫監測，通過全球晝夜地表溫度快速更新，監測地表溫度變化，支撐防火預警、全球氣候變暖等分析。利用星上智能處理系統的火點識別結果，“吉林一號”可自主規劃任務，獲取火點區域的光學遙感數據，并將點位傳遞給地面用戶，提升林火救災響應速度，為減災救災提供信息支持。

“吉林一號”還提供高分辨率夜光遙感影像，影像的空間分辨率高、譜段數目多、數據獲取快速靈活，可以進行城市發展情況及人類活動監測等應用。如利用夜光遙感數據，對城市某一時間段內成像時間接近的多期夜間燈光影像進行分析，可以反映住房空置率信息。

全鏈路發展，提效降本

從國際商業衛星數據的定價情況來看，空間分辨率越高、時效性越好的遙感影像價值更大，尤其是3個月內的亞米級數據占據最多銷售額。所以，商業遙感服務中，提高影像時效性是首要環節，在此基礎上，通過技術和模式創新，提供多維度遙感服務滿足用戶個性化需求，創造更多價值。

為實現高時效性影像獲取，目前一個重要發展方向是建設遙感衛星星座，實現大規模衛星組網，以及天基測控能力支持。有了足夠多的衛星數量，影像的更新速度就會加快，而且產出隨投入線性增加，風險相對分散。與此同時，給衛星安裝小型無線終端，利用中高軌衛星進行天基測控，可以在沒有建設全球地面站的情況下，實現任務的分鐘級上注，縮短信息回傳時間，提升星座效能。

“吉林一號”拍攝的新疆烏魯木齊

“吉林一號”海上發射

針對高分辨率、高時效性的服務需求和實現路徑，長光衛星公司采用了全鏈路發展模式，產業布局包含航天裝備制造、衛星在軌運營和遙感信息服務，并提出“提升熱點重訪能力，縮短大區域覆蓋周期，采集多維度信息”的星座建設目標。

衛星制造方面，采用“載荷即平臺”的設計理念，減少平臺結構，高度集成軟硬件載荷，在保持高性能的同時大幅減輕衛星重量。如吉林一號高分03A星，質量僅有39千克，實現1.06米分辨率，使用小型固體運載火箭即可實現“一箭九星”發射，實現迅速部署星座，極大提升對地觀測分辨率和重訪能力。

按照規劃，“吉林一號”今年將實現60顆衛星在軌運行，具備全球任意地點30分鐘內重訪能力。“十四五”期間實現138顆衛星組網，具備全球任意地點10分鐘內重訪能力。

“十四五”期間，長光衛星公司將圍繞“吉林一號”打造更新速度快、提取精度高、覆蓋范圍廣的產品體系，加大在農業、林業、水利、交通、環保、城市建設等領域高級應用產品的開發，瞄準國家重大發展戰略和大眾市場，積極拓寬市場渠道，創新服務模式，為用戶提供訂制化遙感信息，使衛星遙感技術在國民經濟各個領域得到更好應用。