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日志

 
 

高分二号卫星成功发射  

2014-08-20 14:33:13|  分类: 宇航工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  2014年8月19日11时15分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射高分二号卫星,卫星顺利进入预定轨道。此次任务还搭载发射了一颗波兰小卫星。
  总装备部政委王洪尧、副部长牛红光;国家国防科工局局长许达哲、中央纪委驻局纪检组组长王双林、副局长张建华;中国航天科技集团公司董事长雷凡培、总经理吴燕生、副总经理袁洁;山西省副省长郭迎光等,分别在发射现场和北京航天飞行控制中心指导发射。
  高分二号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项首批启动立项的重要项目之一,是目前我国分辨率最高的光学对地观测卫星,具有米级空间分辨率、高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力,主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、林业局,同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。 
  高分专项工程由国家国防科技工业局组织,联合有关部门共同实施,现已取得重要阶段性成果。该专项实施以来,卫星数据已为国土土地利用调查,矿产资源开发现状调查与监测,环保大气环境和水环境监测,农业作物估产和长势监测,水利洪涝灾害监测及水利设施监测,统计农业生产监测,地震灾害监测等行业部门应用,以及北京、河北、新疆等城市精细化管理,中小城镇开发现状监测,区域经济作物监测等区域应用发挥了重要作用。高分二号卫星投入使用后,将与在轨运行的高分一号卫星相互配合,进一步完善我国高分专项建设,推动高分辨率卫星数据应用,为土地利用动态监测、矿产资源调查、城乡规划监测评价、交通路网规划、森林资源调查、荒漠化监测等行业和首都圈等区域应用提供服务支撑。
  高分二号卫星研制在诸多方面实现了技术突破:实现了米级空间分辨率、多光谱综合光学遥感数据获取,攻克了长焦距、大F数、轻型相机及卫星系统设计难题,突破了高精度高稳定度姿态机动、高精度图像定位,提升了低轨道遥感卫星长寿命高可靠性能,对于推动我国卫星工程水平提升,提高我国高分辨率对地观测数据自给率具有重要意义。
  高分二号卫星和长征四号乙运载火箭,分别由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院、上海航天技术研究院研制。此次任务是长征系列运载火箭的第191次发射。

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GF-2采用CS-L3000A平台,主镜直径0.5米,焦距7.8米,采用小相对孔径光学系统。全色分辨率0.8米,多光谱分辨率3.2米,无地面控制点条件下图像定位精度优于50米,寿命5~8年。GF-2分辨率虽然不算特别高,只相当于1999年发射的Ikonos,但是采用双遥感器实现了大幅宽(45km),而国外米级分辨率遥感卫星的幅宽为8~20km。GF-2还具有35度侧摆能力。降交点地方时10点30分,重访率5天。

若按500nm波长的衍射极限计算,630km高度分辨率达到0.8米要求主镜口径至少为48cm。而要达到0.5米的分辨率,要求主镜口径至少为80 cm,或者将轨道高度降低到390km。美国的WorldView3卫星轨道高度617km,全色分辨率0.31cm(450~800nm),主镜口径1.1米,这是目前国外民用对地遥感卫星使用的最大口径的主镜。

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“高分二号”卫星成功发射
来源:中国科技网-科技日报 作者:付毅飞 2014年08月20日 

8月19日11时15分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射“高分二号”卫星。本次任务还搭载发射了一颗波兰小卫星。
“高分二号”是高分辨率对地观测系统重大专项首批启动立项的重要项目之一,是目前我国分辨率最高的光学对地观测卫星,具有米级空间分辨率、高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力,主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、林业局,同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。
高分专项工程由国家国防科工局组织,联合有关部门共同实施。该局副局长张建华指出,“高分二号”的成功发射,是高分专项建设取得的重大阶段性成果,标志着我国遥感卫星进入亚米级“高分时代”。

多方面实现技术突破

“高分二号”卫星是由中国航天科技集团公司五院(空间技术研究院)研制的太阳同步轨道卫星,在诸多方面实现技术突破。突破米级的空间分辨率是其技术亮点之一。
航天科技集团五院研究员、高分二号任务工程总师马世俊介绍说,该卫星全色成像分辨率优于1米,多光谱成像分辨率优于4米,创造了我国遥感卫星分辨率最高纪录;成像宽度达45公里,在全世界同等分辨率卫星中幅宽最大
为此,该卫星配备了2台高分辨率、大口径、长焦距相机。据该航天科技集团五院高分二号任务相机分系统主任设计师姜海滨介绍,我国经过长时间攻关,采用创新设计、试验、测试及仿真方法,并在关键原材料、元器件研制方面取得突破,仅镜头部分就申报了百余项专利。最终研制的相机不但兼具长焦段和同级相机最大幅宽等特点,还进一步实现了轻量化。
“我们下一步目标是实现0.5米分辨率。”马世俊说,“只要国家立项,我们有信心在五年内干出来。”
要提高图像质量,除了高分辨率,对卫星姿态稳定也有很高要求。“就好比用长焦镜头拍照,必须把相机端稳,否则也会影响图像质量。”马世俊说,卫星在运行过程中速度很快,而且星上转动部件、推进器、太阳帆板等都会对星体造成影响。为使相机能够稳定拍摄,科研人员首次在相机底座及卫星各转动部件处加装阻尼减震装置,尽量吸收震动能量,以保证图像质量。
如果人们急需了解某个地点的情况,而卫星并不在该地点的正上空,则可以通过侧摆的方式拓宽观测范围。航天科技集团五院研究员、“高分二号”卫星系统总指挥兼总设计师潘腾介绍,“高分一号”的摆动能力是正负20度,“高分二号”进一步得到增强,可以在180秒内摆动35度,从地面上看观测范围可移动数百公里。
由于分辨率高、幅宽大,“高分二号”的数据量非常大,一景图的大小达到20到30G。潘腾说,为此,该卫星采用高速传输技术,同时用两个通道,各以每秒450兆的速度下传,可以在每天过境时间内把所有数据传回地面,为及时处理提供保障。
同时他介绍,该卫星的国产化率进一步提高。以前一些关键设备如陀螺等依靠引进,受到很多限制,但“高分二号”上200多台设备,包括陀螺、星敏感器等均为自主研制,一些国产设备质量已经达到甚至超过国外同类产品水平
本次任务所用长征四号乙运载火箭由中国航天科技集团公司八院(上海航天技术研究院)研制。该院研究员、“高分二号”火箭系统总师樊宏湍介绍,该箭型适用于轨道在400至1000公里范围内的遥感卫星,太阳同步轨道运载能力约2.4吨,完全符合“高分二号”的发射要求。火箭升空后,在10分钟左右时间内将“高分二号”送入轨道,为方便其对地观测姿态,火箭做出了一个“低头”的动作,与“高分二号”分离。随后火箭重新“抬头”,继续飞行,将搭载的另一颗小卫星送到预定位置。

高分“七兄弟”各有所长

潘腾介绍说,“高分二号”卫星于2010年5月启动研制,历时三年半完成,在技术成熟的CS-L3000A卫星平台基础上,进行了大量技术改进,实现了多项创新。如米级分辨率、大幅宽、快速侧摆、高精度定位等,满足各用户使用要求,提高我国高分辨率对地观测数据自给率。
过去我国许多部门需花费高昂的代价购买国外卫星数据。近年随着国产卫星技术水平快速提升,国产卫星数据逐渐得到越来越多用户的青睐。尤其是高分专项实施以来,其数据已在土地利用调查、矿产资源开发调查监测、大气环境和水环境监测、农业作物估产与长势监测、洪涝灾害及水利设施监测、地震灾害监测等行业部门应用,以及城市精细化管理、中小城镇开发现状监测、区域经济作物监测等区域应用中发挥重要作用。
马世俊表示,“高分二号”投入使用后,将与在轨运行的“高分一号”相互配合、协同工作。他说,这两颗卫星各有优势。“高分一号”的2米分辨率相机幅宽为70公里,16米分辨率相机幅宽达800公里,可以开展普查,实施大面积搜索;一旦发现可疑目标,再由“高分二号”进行详查。
马世俊介绍说,高分专项还有多颗后续卫星。除已发射的2颗光学遥感卫星外,“高分三号”“四号”“五号”已经进入初样研制阶段。其中“高分三号”是微波遥感卫星,主要用于对海洋目标的观测;“高分四号”将飞在距地面三万六千公里的地球同步轨道,俯瞰半个地球;“高分五号”主要用于气象观测。此外,“高分六号”“高分七号”项目也进入论证阶段,有望于今年年底立项。其中“高分六号”类似于与“高分一号”类似,但技术上会有进一步提升;“高分七号”则是测绘卫星。

不仅仅是发射一颗卫星那么简单

在高分专项工程总设计师张荣桥看来,“高分二号”任务不仅仅是发射一颗卫星那么简单。“高分专项的后续任务已有规划,这次如有闪失,必将影响后续推进。”他说,该卫星将在整个高分专项中承前启后,并在未来应用中发挥关键作用。
“卫星不是万能的。”张荣桥说,比如针对寻找马航飞机、抗震救灾等,卫星能发挥作用,但不是全部。为弥补卫星的不足,我国发展了临近空间的飞艇,携带载荷悬浮在二三十公里高度;还有无人机系统,更是具备便捷、迅速的特点。多种平台搭配目的,是要充分发挥其不同特点,互相弥补。
从用户需求角度看,不同用户的关注点也不一样。“比如气象关注有没有云,云中含水量多少;农业关注植物种类和长势,要素是不同植物叶绿素指数不同等等。”张荣桥说,高分专项的7颗卫星,基于现有的技术基础和能力,瞄准未来可预期的进展,将分别搭配不同的探测载荷,比如可见光、多光谱、微波、红外,大气成分探测等,就是为了满足各行各业不同的需求。
“对于遥感应用而言,卫星发射上天只是工程的一部分。天上获取的数据,还要拿到地面来应用。”张荣桥表示,我国遥感卫星发展近30年来,一度过于关注卫星而忽视了地面设施发展,导致卫星在天上“空转”,地面却因发展跟不上而造成资源浪费。他介绍,高分专项立项时,就致力于天地协调同步发展。通过高分工程统一所有数据接收,统一规划设计地面接收设施,建立北极、三亚、牡丹江、喀什、北京密云接收站等。
同时他指出,过去各部门相对封闭的状况比较严重。高分工程从立项开始便致力于推动数据共享,建立了统一的数据管理规章制度和共享机制。所有数据都在数据中心统一处理、编目、储存,再通过电子政务网送出,让用户单位能便捷获取。
此外张荣桥表示,高分专项的实施还将推进多层次的数据应用。在国家政府层面,有国土资源、气象、环保、林业、农业、水利,乃至防灾减灾、反恐等关系国民经济社会发展的公益类应用;在区域层面,各省、市、地区的区域用户也越来越关注遥感数据的应用;在市场层面,许多企业也看到了未来遥感市场的广阔前景,希望利用遥感卫星开发出增值服务。
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