“高分”三星齊飛天民用光學業務星座開啟新征程訪高分一號02、03、04衛星總指揮白照廣

本刊特約記者 詹桓 本刊記者 祁首冰

2018年3月31日，高分一號02、03、04衛星以“一箭三星”的方式由長征四號丙火箭于太原衛星發射中心成功發射。高分一號02、03、04衛星的成功發射，標志著我國首個民用高分辨率光學業務星座正式投入使用。在衛星發射成功后，高分一號02、03、04衛星總指揮白照廣接受了本刊記者的專訪。

記者：白總，祝賀高分一號02、03、04衛星發射成功，請您介紹一下高分一號02、03、04衛星工程的意義。

白照廣：作為我國高分辨率民用遙感系列衛星的重要組成部分，高分一號02、03、04衛星將組成國內首個民用高分辨率光學業務星座。它主要滿足我國國土資源調查監測的緊迫需求，按照業務衛星建造要求，開展3顆衛星工程項目建設，采用同星多顆、批量生產、“一箭三星”發射，并通過多星統籌運控，全面降低業務衛星的生產運營成本，提高投入產出效益。

高分一號02、03、04衛星單星繼承CAST2000平臺技術，為三軸穩定的太陽同步軌道對地遙感光學成像衛星，三星等相位間隔分布于同一軌道高度的太陽同步軌道上。每顆衛星裝載2臺2m/8m相機，成像幅寬優于60km；采用高速X頻段2×450Mbit/s數據傳輸分系統。

高分一號02、03、04衛星綜合利用星座組網、姿態機動控制技術和可見光、多光譜成像手段，在全球范圍可執行成像任務。其主要工作模式包括實傳模式、記錄+回放模式、記錄模式和回放模式。

高分一號02、03、04衛星星座可實現3星15天全球覆蓋、2天重訪，長期、連續、穩定、快速地獲取全球2米全色、8米多光譜影像。

高分一號02、03、04衛星星座可用于國土資源調查、監測、監管與應急等主體業務，并可服務于減災、環保、住建交通、農業、林業、海洋、測繪等行業，提供社會化應用，實現國土資源應用中1:2.5萬～1:5萬比例尺遙感數據國產化率達90%以上，減少重大行業和大用戶對國外數據的依賴，全面扭轉目前國內遙感數據市場供需極不平衡的國外數據賣方市場局面，為圓滿完成我國第三次全國土地調查提供高精度、業務化、海量光學衛星遙感數據。

記者：高分一號02、03、04衛星有哪些特點？

白照廣：高分一號02、03、04衛星主要有三大特點。一是星座具備多種星座運行模式，可根據使用要求靈活轉換。3顆衛星同相位編隊飛行時，可采用立體成像模式實現立體成像，或采用圖像拼接模式實現大幅寬成像；等相位飛行時，可實現指定目標快速重訪成像和指定地區拼接成像；同時，3顆衛星可與高分一號/高分六號組網，實現更快重訪和更快覆蓋成像。

二是成像質量高。相比高分一號衛星，高分一號02、03、04衛星量化位數從10bit提高到12bit，同時提高了低輻亮度條件下的信噪比，降低了噪聲等效反射率差，圖像質量顯著提高。高分一號02、03、04衛星是我國低軌光學衛星首次采用對月定標，可有效修正相機的不均勻性，降低對地面校正系統的依賴程度，可為用戶提供質量更高的影像。

三是成像效率高。與高分一號衛星相比，高分一號02、03、04衛星設計壽命提高至6年；衛星側擺25°的機動時間由200秒減少到150秒，從而使衛星可以更“快”地調整到合適拍攝的角度；增加每天工作圈次和時長，由單星每天8圈成像提升到每天14圈均可成像，每天累計成像時間由80分鐘提升到100分鐘，成像效率顯著提升。

記者：高分一號02、03、04衛星的主要技術難點是什么？研制團隊實現了哪些技術創新？

白照廣：高分一號02、03、04衛星的技術難點主要有三點。一是衛星無控定位精度要求高。在無控制點條件下，定位精度需從高分一號衛星的50m提高到30m，相當于提高60%。二是減重難度大。由于采用“一箭三星”發射方式，運載能力需要單星質量控制在805kg以內。高分一號02、03、04衛星與高分一號衛星有效載荷配置基本相同，而高分一號衛星發射質量約為1000kg，即需要實現減重20%。三是需要6臺相機響應一致性優于4%。

為實現無控定位精度提高，研制團隊有針對性地進行了適應性改進設計，主要措施包括：1）采用高精度星敏感器保證姿態測量精度；2）提高星敏感器、陀螺及姿態廣播數據的輸出頻率；3）進行了相機力-熱穩定性設計；4）采用雙頻衛星導航接收機，提高定軌精度。經過以上工作，高分一號02、03、04衛星無控定位精度優于25米，滿足30米的指標要求。

為降低衛星質量，研制團隊主要采取了優化配置和集成化、小型化設計。具體包括：整星設備優化布局、結構減重、2m/8m相機分系統減重、數傳分系統減重、電源分系統減重、控制分系統減重等優化措施。通過采取以上優化設計措施之后，三星質量均控制在795 kg以下，滿足任務要求。

為實現用戶提出的6臺相機響應一致性優于4%的指標要求，衛星總體通過優化相機設計、嚴格選用元器件、嚴格各環節標定過程、應用高精度測試設備等措施，在相機標定過程、標定精度分析、響應一致性重點控制方面開展了創新工作。最終，6臺相機響應一致性優于3%，滿足指標要求。

記者：高分一號02、03、04衛星從立項到發射，不足24個月，請您介紹一下研制團隊是如何在如此緊張的研制周期下確保衛星質量的？

白照廣：我們嚴格質量控制。首先，在制度上公司設立了產品保證中心，針對每個型號都設立了專職產品保證經理和產品保證助理，使質量工作貫穿于科研生產活動始終。具體到高分一號02、03、04衛星的研制過程，在型號研制初期和轉階段時，項目辦編寫了產品保證大綱、產品保證要求、初樣/正樣產品保證計劃，并下發至各個外協場所；結合失效模式和影響分析（FMEA）的分析結果以及衛星技術狀態的實際控制情況，做到質量控制點前移，客觀證據充分，對多余物控制等強制檢驗點進行了拍照，留有照片。在整星研制過程中，我們從元器件、空間環境、工藝、材料、軟件、可靠性等多個方面保證衛星質量受控，每一個方面都進行了相關的試驗與把關，每一個關鍵環節都進行了相關的評審。在產品交付前，組織各個場所開展數據包審查工作，并要求場所編寫相關的產品保證總結文件，確保質量受控。

此外，在衛星研制的各個環節，有國軍標、院標、企標、三層次文件等各類標準規范。按照要求，在每一個環節都按照嚴慎細實的工作作風做到“做事有依據、做事按依據、做事留記錄”。

總的來說，我們就是把質量工作滲透到工作中的每一步，任何一步都有相關規定并嚴格執行，并且有監督與復檢，而且留有記錄。這樣才能做到層層把關，質量受控。

在采訪結束時，高分一號02、03、04衛星總指揮白照廣通過本刊向為衛星研制做出突出貢獻的各分系統研制單位和協作單位表示感謝。同時，他說，研制隊伍將會同有關單位和用戶，再接再厲，把衛星維護好、應用好，為我國高分辨率對地觀測系統建設和遙感衛星應用做出新貢獻。