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中巴兩國研制資源一號04A衛星紀實

2020-02-14 09:19 來源: 國務院國資委新聞中心

2019年12月20日,資源一號04A衛星在太原衛星發射中心成功發射。資源一號04A星是中國和巴西兩國航天合作30周年后的首發星,是中巴航天合作新篇章的開啟者。它承載著中巴兩國開展航天合作的美好期許,也是中巴航天合作征程中的里程碑。

自1999年資源一號01星成功發射,20年間,經過幾代航天人的共同奮斗,雙方已合作研制了包括04A星在內的6顆CBERS系列衛星(中巴地球資源衛星),取得了豐碩成果。中巴地球資源衛星數據廣泛應用于農業、災害、水利、沙漠、城市、環境監測等領域,截至目前,CBERS系列衛星是中巴兩國各行業重要、連續的數據源之一。

資源一號04A星總設計師張慶君介紹,中巴雙方以CBERS衛星項目為基礎建立起了各自的遙感衛星研制和應用的基礎體系。同時,在多年的相互配合下,雙方的航天器研制技術和應用技術取得了長足進步。

樹南南合作典范

31年前,中巴兩個發展中國家在北京簽署了《中華人民共和國政府和巴西聯邦共和國政府關于核準研制地球資源衛星的議定書》,至此,中巴地球資源衛星的合作拉開了序幕,中巴地球資源衛星項目成為中巴兩國政府間合作的重要內容。

彼時,中國的航天事業正處于上升水平的關鍵階段,國民經濟尚未達到小康水平。中巴合作,通過中方70%、巴方30%的出資比例,解決了國內立項的燃眉之急。同時,中巴資源衛星的首次合作解決了衛星公用平臺、動量輪、帆板驅動結構、載荷等一大批關鍵技術國產化難題。

1999年10月14日,由航天科技五院與巴西空間研究院聯合研制的中巴地球資源衛星01星發射升空。01星是我國首顆技術難度最大、用途最為廣泛的實時傳輸型對地遙感衛星,創造了當時我國衛星研制史上首次發射成功就投入應用的紀錄,被譽為南南合作的典范。在它之前,我國的遙感衛星還處于返回式階段,衛星拍照后需返回地面進行膠片的沖洗。這顆衛星的出現使我國的衛星遙感技術有了質的飛躍,從此,遙感圖像可以如數碼相機一般,從太空直接傳回地面。

攜手提升技術

多年來,隨著中國空間技術的不斷發展,航天科技在中巴地球資源衛星研制中始終堅持自主創新、成果共享原則,不斷將中國航天科技發展的新成就運用在國際合作中,在衛星研制中不斷提升性能、提高技術水平。

資源一號04A衛星主任設計師雷勇坦言,每一顆中巴地球資源衛星的研制都會不同程度地改進技術狀態,提升衛星的可靠性。此次發射的資源一號04A星是04星的接替星,也是在繼承的基礎上針對04星的改進型衛星。

2013年6月,巴方提出參考02B星研制模式,利用巴方03、04星的正樣備份設備,采取一步正樣的研制策略,配置符合用戶要求的有效載荷,研制04A星,以保持CBERS系列衛星的數據連續性。于是在04星發射之后,中巴雙方在04星基礎上提升載荷性能,配置1臺分辨率優于2米/8米、幅寬優于90公里的寬幅全色多光譜相機。

經過五院508所5年的創新攻關,這臺寬幅全色多光譜相機終于研制成功,它也是04A星上唯一一個全新研制的分系統。

資源一號04A星載荷副總師王軍介紹,這臺寬幅全色多光譜相機是中巴資源合作衛星中分辨率最高的相機,分辨率從04星相機的5米/10米,提升至全色分辨率優于2米,多光譜分辨率為8米;拍攝幅寬也從04星相機的60公里,提升到了90公里,相機采用對地推掃方式成像,其全色圖像可分辨地面2米的景物。王軍形象地解釋,這樣的數值意味著從太空“望去”,一輛小汽車都可以看得清清楚楚。

此外,其強大的高分辨率能力,也促進了數據存儲和傳輸能力的進一步提升。雷勇介紹,星上提供900M比特每秒數據傳輸和1.5T比特的數據存儲能力。

數據分發量世界第一

通過前期對中巴兩國用戶需求的調研,兩國用戶要求04A星可提供1∶25000制圖所需的2米級光學遙感數據,同時可單次覆蓋國內中大型城市,這樣,對于災害預警、環境變化等應急監測需求,可穩定快速響應。

為此,除了3臺光學相機的搭載,衛星還具備了滾動方向±32度以及偏航90度定標的機動能力,可實現南北緯80度范圍內全球無縫覆蓋,即使星下點不在觀察區域,也能迅速調整姿態,“舉起相機,說拍就拍”。

此外,資源一號04A星采用了高精度星敏和載荷一體化、雙頻GPS接收機及秒脈沖高精度時統等設計,將寬幅全色多光譜相機的圖像定位精度由350米提升至優于50米,能夠為用戶提供幾何精度更高的圖像產品。

雷勇介紹,中巴地球資源衛星屬于多種分辨率有效載荷聯合成像的遙感衛星,該系列衛星在1個月內可完成對全國陸域范圍的覆蓋,主要提供高中低等分辨率較大幅寬的地面景物圖像,可獲取我國50萬以上人口城市、經濟建設熱點地區以及大中型礦山的數據。

目前,我國該衛星用戶共有2000余家,衛星數據惠及農業、林業、水利、國土資源、城市規劃、環境保護、災害監測等各個領域,為政府部門科學決策提供了重要依據。

在巴西,該衛星的應用更加廣泛。巴西境內擁有60%占比的亞馬孫熱帶雨林。中巴地球資源衛星可以通過星上DCS(數據收集)分系統與地面無人值守站的配合,在人力資源配備最小化的情況下實現境內300多萬平方公里熱帶雨林管理。

目前,中巴雙方正在就下一階段合作開展研討,衛星副總設計師韓波透露,“巴西已成為全球最大的大豆種植國,后續的中巴資源衛星合作將以應用為牽引,把遙感服務運用于精準農業領域,進一步推進兩國經濟發展。”

從第1顆中巴地球資源衛星到第6顆中巴地球資源衛星,20年的牽手帶來了一次又一次的技術提升。目前,該系列衛星已免費向世界各國提供衛星獲取的20米分辨率數據累計50萬景,成為世界上數據分發量最大的對地觀測衛星系列。

對于未來,資源一號04A衛星中方項目經理李一凡說,“下一步,我們將瞄準國家需要、服務用戶的目標繼續加強合作,一同探索衛星研制的新模式,讓中巴地球資源衛星走向更廣闊的國際舞臺。”

【責任編輯:李子紅】

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