2013年宇航任務首發，高分辨率對地觀測系統首發，肩負着我國民用高分辨率遙感數據儘快實現國產化的重任……在外部鎂光燈的照耀下，由中國航天科技集團公司五院航天東方紅衛星有限公司抓總研製的高分一號衛星有了更多熠熠生輝的理由。但不容忽視的一點是，高分一號衛星本身就是一顆足夠璀璨的“明星”，在航天創新突破的功勞簿上記載着它諸多傲人的資本。

高壽命——

如何打響“長壽保衛戰”

“高分一號衛星是我國首顆設計、考核壽命要求大於5年的低軌衛星。”高分一號衛星總指揮兼總設計師白照廣介紹說，以前國內低軌衛星的設計壽命基本都在3年，只有資源三號衛星的設計壽命是5年、考核壽命是4年。而高分一號衛星設計壽命5年、考核壽命5年～8年的指標無疑創下了一個全新記錄。

“要保長壽命，就必須要抓住對壽命最為敏感、最易造成威脅的關鍵環節，首當其衝的就是衛星的活動部件。”白照廣解釋說，衛星中的活動部件終日磨損，一般會最先亮起生命紅燈。為此，高分一號衛星設計團隊的“長壽保衛戰”重點圍繞飛輪、陀螺、地球紅外敏感器等活動部件的延壽工作集中展開。

而這其中，陀螺恐怕是最令衛星設計隊伍頭疼的一個問題。星上陀螺運轉速度非常高，工作時間長久，耗損極大，而其對精度的要求又非常之高。再加上目前國內陀螺產品質量並不穩定，屢有衛星栽在陀螺這道坎上。也正鑑於此，說陀螺的壽命直接危及整星壽命，一點都不誇張。為此，高分一號衛星實現了在小衛星上裝配全新陀螺，減小了摩擦，也就相應降低了耗損，可以有效地提高產品壽命。

但是新技術、新產品也必然伴有新的風險，從未經過上天驗證的全新陀螺能夠經受得住空間環境的檢驗嗎？對此，白照廣顯得信心十足：“有周全的設計和精密的地面驗證做支撐，我們對成功有很大把握。”

除此之外，高分一號衛星將電池更換為鋰離子電池，在增加容量的同時，降低了重量；衛星的太陽翼採用三級砷化鎵，在整個翼展面積不變的前提下，發電效率從原來的18%提高到28%，這些都為衛星長壽命運行提供了充足的能量。同時，衛星設置了很多“智能”措施，以提高衛星自身的問題辨識能力和自我醫治能力，達到“延年益壽”的目的。

與中繼衛星這位“老大哥”的“牽手”，也是高分一號衛星延壽的秘方之一。由於高分一號衛星更多的時間都是在境外上空飛行，地面測控站觀測不到，一旦遇到險情想要補救都來不及。而中繼衛星“站得高、看得遠”，藉助於它的幫忙，就能更加周全地確保衛星運行的安全穩定。如此一來，高分一號衛星也就多了一份來自空間的關照和看護。

而同時，通過中繼衛星報告的及時位置信息，在高分一號衛星即將入境之前，地面可以對其實現臨時發送或修改指令，提高衛星工作計劃的靈活度，大大提高了衛星的使用效能，對於節省能量、提高壽命也大有裨益。

高要求——

如何把控圖像質量的生命

考量高分一號衛星優劣的最關鍵因素之一就是衛星裝載的相機在太空中的工作實效及其成像質量。從某種意義上說，對於高分辨率對地觀測衛星而言，成像質量就是生命。

據白照廣介紹，高分一號衛星的圖像質量要求之高，表現在幾個方面。一方面是對圖像的定位精度要求更高，過去衛星的定位精度要求基本都是百米量級的，而高分一號衛星的定位精度則達到幾十米。另一方面是對衛星的姿態穩定度要求更高，如果衛星姿態不夠穩定，就像拿着照相機的手不斷抖動，會直接影響成像質量。所以相較於普通衛星千分之一度每秒的姿態穩定度要求，高分一號衛星的姿態穩定度要達到萬分之五度每秒，足足提高了半個量級。再一方面是對同步性的更高要求，從發送指令到實施拍照，再考慮到電路延遲、匯總衛星的位置信息、姿態信息等因素，高分一號衛星的同步性要完全控制在很小的範圍之內。

為此，衛星研製團隊在方案設計、產品更新換代、技術優化升級等方面齊發力、共突破，全方位地確保實現整星對於定位精度、姿態穩定度和同步性等方面近乎嚴苛的要求。

同時，成像質量好壞還要取決於相機，因此，在相機成像質量驗證方面，衛星研製團隊也是做足了文章、下足了工夫。

為考察極端條件下相機的成像能力，衛星研製團隊將相機放在高溫和低溫瞬態極端環境下進行了軌道周期內光照區不同成像時間的相機成像能力測試。結果表明，經過兩個極端工況後，相機的焦面位置並未改變。除此之外，從幾何質量驗證到輻射質量驗證再到外景成像試驗，相機都經受住了嚴酷的考驗。

高結合——

如何完美匹配實現最優

高分一號衛星最突出的優勢之一就在於實現了空間分辨率和時間分辨率的完美結合。

單就空間分辨率（空間分辨率是指從遙感衛星照片上辨別出的地面目標的最小尺寸，例如某衛星能夠辨別的最小目標為5米，則其分辨率就為5米）這一因素來講，高分一號衛星的高分辨率全色相機與目前國內民用分辨率領先的資源一號02C星所用相機相近，基本可以達到2米級的空間分辨率指標。但同時，高分一號衛星又在其基礎之上增加了高分辨率多光譜成像能力，也就是說，除了黑白照片，高分一號衛星還能下傳具有紅黃藍綠四個譜段的彩色圖像。這已經是目前國內運行衛星載荷中的最高水平。

而時間分辨率指的是重複觀察同一地物所需要的時間，比如對同一區域，衛星重訪一次是需要2天時間還是需要4天的時間，當然，在空間分辨率相當的前提下，重訪時間越短優勢越明顯。目前，氣象衛星的時間分辨率最高，但它觀測雲層是“行家”，觀測地物就捉襟見肘、寸步難行了。而高分一號衛星的另外4台寬幅多光譜相機通過多角度拼接視場，可以實現較高分辨率的大視場成像。如此一來，只需4天，高分一號衛星就能把地球完整地看上一遍。

一般意義而言，空間分辨率與時間分辨率是一對“冤家”，通常需要以犧牲一方來保證另一方的領先水平，而“高空間分辨率+高時間分辨率”，高分一號衛星在這兩點上實現了一個最優組合。

載荷比超高也是高分一號衛星的驕人之處。其有效載荷重量占到整星的47.2%，載荷與平台基本實現了“平分秋色”。而對於一般衛星而言，載荷比能達到20%～30%就已經是不錯的成績了。

這主要得益走輕小型化產品設計路線和採用新型材料。同時，高分一號衛星在燃料方面也做了優化處理，裝配精細，不增加過多額外負擔。