2016年12月28日高景一號01組兩顆衛星在太原衛星發(fā)射中心以一箭雙星方式成功發(fā)射。（新華社發(fā)）
2016年12月28日，我國高景一號01組兩顆衛星以一箭雙星方式成功發(fā)射。截至2017年1月10日，地面系統已成功接收處理了15軌1241景影像。從此，茫茫宇宙多了兩位中國籍“太空神探”。
作為我國首個(gè)自主研制的0.5米級高分辨率商業(yè)遙感衛星，高景一號身懷哪些獨門(mén)絕技，其發(fā)射升空又有何意義？請跟隨《經(jīng)濟日報》記者的腳步，一起走近我國史上最強商業(yè)遙感小衛星。
突破遙感市場(chǎng)壟斷
一眼下去覆蓋800公里的“高分一號”，將中國遙感衛星空間分辨率帶進(jìn)“亞米時(shí)代”的“高分二號”，能全天時(shí)全天候觀(guān)測成像的“高分三號”……
回望近年來(lái)發(fā)射的遙感衛星，很多人至今記憶猶新。不過(guò)，今天要出場(chǎng)的“主角”高景一號雖同屬遙感大家庭，卻更接地氣�！斑^(guò)去，我國遙感衛星多為政府等部門(mén)提供公益性服務(wù)，高景一號則將為各類(lèi)商業(yè)用戶(hù)提供更專(zhuān)業(yè)、定量化的遙感數據�！敝袊教炜萍技瘓F公司旗下專(zhuān)業(yè)公司中國四維測繪技術(shù)有限公司（該公司負責高景一號商業(yè)化運營(yíng)）總經(jīng)理徐文表示。
這樣的定位既是實(shí)現數據自主供給的要求，也有著(zhù)現實(shí)考量。隨著(zhù)技術(shù)應用的不斷開(kāi)發(fā)，遙感的價(jià)值不斷被發(fā)掘。而幾經(jīng)市場(chǎng)洗禮脫穎而出的數字地球、空中客車(chē)等商業(yè)遙感衛星公司，已對我國高分辨率商業(yè)遙感市場(chǎng)形成壟斷。
根據徐文提供的數據，我國每年優(yōu)于2.5米分辨率的衛星原始數據直接消費約為5億元，并保持約8%的增長(cháng)率，其中國外衛星數據占據了75%的市場(chǎng)份額。更為棘手的是，在遙感數據市場(chǎng)，亞米級以上特別是優(yōu)于0.5米分辨率的數據是主流的消費指標，但過(guò)去受制于自主商業(yè)遙感衛星的性能，我國沒(méi)有一顆商業(yè)遙感衛星的分辨率能夠達到0.5米。
21世紀，服務(wù)于國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展各領(lǐng)域的遙感衛星應用產(chǎn)業(yè)正顯示出巨大成長(cháng)性。徐文坦陳，因為沒(méi)有話(huà)語(yǔ)權，有時(shí)，即便花費大價(jià)錢(qián)也買(mǎi)不到急需的亞米級數據。
面對有些沉重的現實(shí)，2015年9月，經(jīng)財政部批準，航天科技集團成立商業(yè)遙感衛星公司。此后，航天東方紅衛星有限公司用17個(gè)月完成了高景一號01組兩顆衛星的研制。2016年末，隨著(zhù)這兩顆衛星在太原發(fā)射升空，我國商業(yè)遙感受制于人的局面宣告終結。
“高景一號的成功發(fā)射，實(shí)現了我國國產(chǎn)遙感衛星運營(yíng)模式商業(yè)化的突破，中國從此擁有了自主的0.5米高分辨率遙感數據�！敝袊教炜萍技瘓F黨群工作部部長(cháng)賈可表示。
0.5米的分辨率意味著(zhù)什么？在全球高分辨率商業(yè)遙感衛星市場(chǎng)上，這是一個(gè)分水嶺。此前，僅有美國、韓國達到了這一水平�！岸呔耙惶柊l(fā)射圓滿(mǎn)成功，標志著(zhù)國產(chǎn)商業(yè)遙感衛星正式邁入國際一流行列�！焙教鞏|方紅衛星有限公司副總經(jīng)理張曉敏說(shuō)。
對普通公眾而言，最直觀(guān)的感受是衛星看得更細更小了。以農作物監測為例，除了能夠識別農作物長(cháng)勢，還能分辨出不同時(shí)段農作物顏色之間的細微差異，清晰程度與普通遙感衛星相比，有如高清電視和普通電視的區別。
這一特殊之處決定了高景一號的與眾不同�！八粌H能夠采集到更細膩的地物細節，適用于高精度地圖制作、變化監測和影響深度分析，還可進(jìn)行大幅寬拍攝，對大面積地表觀(guān)測和環(huán)境監測具有獨特優(yōu)勢�！睆垥悦粽f(shuō)。
空間“體操”小能手
分辨率只是衡量衛星水平高低的參數之一。對衛星而言，能否根據實(shí)際需要進(jìn)行大角度的姿態(tài)轉向，并迅速地恢復穩定，對目標進(jìn)行成像，進(jìn)而獲取高質(zhì)量的圖像，同樣十分重要。
實(shí)現這一特性，需要衛星既能“轉得快”，又得“轉得穩”。不過(guò)，“魚(yú)”和“熊掌”兼得并非易事。要想轉得快，衛星的執行機構輸出的力矩就得大，可力矩大了慣量小，衛星不容易快速穩定，不能為高分辨率成像提供必備的姿態(tài)穩定度條件。
單顆星只有500公斤重的高景一號做到了。張曉敏說(shuō)，高景一號采用了我國最新研發(fā)的變速控制力矩陀螺。以往，衛星姿態(tài)控制選用動(dòng)量輪和控制力矩陀螺的組合方式。動(dòng)量輪就像平衡木運動(dòng)員張開(kāi)的雙臂，通過(guò)調整內部高速旋轉的輪子的轉速來(lái)調整或穩定衛星的姿態(tài)，雖然精度高但力量小，調整速度慢；控制力矩陀螺通過(guò)調整高速旋轉的輪子的旋轉軸的方向來(lái)調整衛星的姿態(tài)，可以提供“洪荒之力”，加快調整速度，但精度稍差。
而變速控制力矩陀螺集合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，它既可以作為控制力矩陀螺使用，又可以作為動(dòng)量輪使用。當工作在“控制力矩陀螺”模式時(shí)，可快速調整衛星姿態(tài)，工作在“動(dòng)量輪”模式時(shí)，可精準穩住衛星，而且還可以在兩種模式間平滑切換。這樣一來(lái)，在姿態(tài)控制方面，高景一號就像一位全能的太空體操運動(dòng)員，既可以“動(dòng)如脫兔”，也可以瞬間“靜若處子”。
此次發(fā)射的兩顆衛星，只是高景一號家族的部分成員。按照既定計劃，高景一號02組兩顆衛星將在2017年中前完成建設并投入市場(chǎng)�！�4顆空間分辨率達到0.5米級別的商業(yè)遙感衛星星座，這在全球尚屬首次�！毙煳姆Q(chēng)。
所謂星座，是相對于單顆衛星的叫法。這種多星組合意義何在？徐文有一個(gè)相對通俗的解釋?zhuān)旱厍蛟谵D，衛星也在轉，單顆衛星若想重復觀(guān)察同一地物通常需要好幾天。因為常見(jiàn)的遙感衛星為保證空間分辨率，多在低軌道運行，觀(guān)測面積相對狹小，無(wú)法對同一地點(diǎn)連續觀(guān)測，只能在經(jīng)過(guò)該點(diǎn)上空時(shí)拍攝照片。而有了星座，短時(shí)間內重訪(fǎng)故地變得更加簡(jiǎn)單。
徐文說(shuō)，高景一號星座的設計旨在解決兩個(gè)主要問(wèn)題，一是重復觀(guān)察同一地物，二是實(shí)現動(dòng)態(tài)觀(guān)察，在災害與環(huán)境監測預報方面，0.5米的高分辨率遙感衛星星座更具優(yōu)勢。比如地震發(fā)生時(shí)，過(guò)去可能要一天兩天之后才能接收到災區的數據，現在組成星座后，只需一兩個(gè)小時(shí)即可獲知災區的情況。
根據設計，2017年這4顆0.5米分辨率遙感衛星組網(wǎng)運營(yíng)后，可實(shí)現對全球任意地點(diǎn)每天重訪(fǎng)1次，這就意味著(zhù)，只要天氣狀況良好，全球任何一個(gè)區域的景觀(guān)都可盡收眼底。
走出國門(mén)將可期
不僅如此，在衛星數量、對地觀(guān)測類(lèi)型、采集能力等方面，該星座也將具備國際一流水平：日采集能力達300萬(wàn)平方公里，對國內十大城市（北京、上海、廣州、深圳、天津、重慶、沈陽(yáng)、成都、西安、武漢）可實(shí)現3天覆蓋一次。
更重要的是，得益于星座的建設，屆時(shí)，高景一號空間分辨率或將由現在的0.5米提升至0.4米甚至0.3米。這一指標將逼近目前商業(yè)遙感衛星的最高水平，即0.31米。
當然，這只是第一步。根據中國航天科技集團公司宇航部處長(cháng)楊亦可的說(shuō)法，高景一號也只是商業(yè)遙感“16+4+4+X”系統建設第一階段的首發(fā)星。按照計劃，“16+4+4+X”商業(yè)遙感衛星系統將在2022年前后建成，該系統包括16顆0.5米分辨率高分光學(xué)衛星、4顆高端光學(xué)衛星、4顆合成孔徑雷達衛星和若干顆高光譜、視頻小衛星組合的遙感衛星星座。系統最終建成后，日采集能力將達到1200萬(wàn)平方公里，可實(shí)現對國內十大城市1天覆蓋1次，配合雷達衛星的全天候全天時(shí)對地觀(guān)測能力，可實(shí)現小時(shí)級的高分辨率遙感數據獲取。
談及高景一號的未來(lái)，徐文表示，高景一號完成在軌測試后，將交付中國四維測繪技術(shù)有限公司下屬北京航天世景技術(shù)有限公司進(jìn)行數據推廣。衛星將在國土資源調查、測繪、環(huán)境監測等方面提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，日后還可能在新的市場(chǎng)——城市建設規劃、房地產(chǎn)投資、工業(yè)設施評估、金融保險以及互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)等多個(gè)方面大顯身手，為行業(yè)級和個(gè)人消費用戶(hù)提供衛星數據。比如在保險領(lǐng)域，數字地球已與合作伙伴共同努力，幫助保險公司在災害發(fā)生后，快速而準確地估算損失。
“得益于分辨率的提高，高景一號可以根據需要傳回一大批極具價(jià)值的高清遙感圖像，將社會(huì )大眾帶入太空讀圖時(shí)代�！毙煳姆Q(chēng)。
在鞏固國內市場(chǎng)的基礎上，高景一號也將積極走出國門(mén)。徐文透露，高景一號將為全球用戶(hù)提供全天候對地觀(guān)測的遙感數據服務(wù)和應用系統解決方案服務(wù)，加速現有國產(chǎn)遙感衛星向“市場(chǎng)業(yè)務(wù)型”轉變，帶動(dòng)引領(lǐng)自主遙感衛星市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化、國際化發(fā)展潮流。未來(lái)也將向國內外客戶(hù)提供高質(zhì)量的遙感衛星數據及增值服務(wù)。（經(jīng)濟日報記者 沈 慧）
