高分四號(hào)衛(wèi)星是由中國(guó)航天科技集團(tuán)空間技術(shù)研究院（航天五院）研制的一顆50m分辨率地球同步軌道光學(xué)衛(wèi)星。高分四號(hào)運(yùn)行在距地36000公里的地球靜止軌道，與此前發(fā)射的運(yùn)行于低軌的高分一號(hào)、高分二號(hào)衛(wèi)星組成星座，具備高時(shí)間分辨率和較高空間分辨率的優(yōu)勢(shì)。
高分四號(hào)衛(wèi)星是中國(guó)第一顆地球同步軌道遙感衛(wèi)星，采用面陣凝視方式成像，具備可見光、多光譜和紅外成像能力，可見光和多光譜分辨率優(yōu)于50m，紅外譜段分辨率優(yōu)于400m，設(shè)計(jì)壽命8年，通過(guò)指向控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國(guó)及周邊地區(qū)的觀測(cè)。
2016年6月13日高分四號(hào)正式投入使用。
研制背景
2013年和2014年，高分一號(hào)、高分二號(hào)衛(wèi)星相繼發(fā)射并投入使用，標(biāo)志著中國(guó)遙感衛(wèi)星應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新階段。高分二號(hào)衛(wèi)星的空間分辨率首次精確到1米以內(nèi)，引領(lǐng)中國(guó)衛(wèi)星遙感進(jìn)入亞米級(jí)時(shí)代。
低軌遙感衛(wèi)星空間分辨率高，看得更清楚，但一次成像觀測(cè)視野較小，對(duì)固定區(qū)域重訪所需周期較長(zhǎng)，時(shí)間分辨率較低。而高軌遙感衛(wèi)星恰恰可以彌補(bǔ)低軌遙感衛(wèi)星的不足，兩者結(jié)合使用才能發(fā)揮出更大效益。
正是由于這種需要，高分四號(hào)衛(wèi)星被納入中國(guó)高分專項(xiàng)工程計(jì)劃，并于2012年正式立項(xiàng)，開始工程研制。
研制歷程
成功發(fā)射
2015年12月29日0時(shí)04分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射“高分四號(hào)”衛(wèi)星。
執(zhí)行發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院研制，這是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第222次飛行。
2016年1月5日，高分四號(hào)衛(wèi)星發(fā)回首幅圖像。圖像質(zhì)量優(yōu)越，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。36000公里軌道高度、50米分辨率，高分四號(hào)衛(wèi)星填補(bǔ)了我國(guó)乃至世界高軌高分辨率遙感衛(wèi)星的空白。此次成功成像，意味著衛(wèi)星抓總研制單位——中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院在多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。
2016年2月3日，國(guó)防科技工業(yè)局對(duì)外公布了高分四號(hào)衛(wèi)星獲取的首批影像圖。此次發(fā)布的圖片選取了北京、火焰山、納木錯(cuò)、甘肅敦煌、珠穆朗瑪峰、黃河三角洲、珠江三角洲、湖北丹江口市、黃河小浪底、澳大利亞等衛(wèi)星影像。“反映了不同地貌影像特點(diǎn)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、林火監(jiān)測(cè)等情況。
技術(shù)特點(diǎn)
高分四號(hào)衛(wèi)星將在距地面約36000公里的地球同步軌道運(yùn)行，分辨率在50米以內(nèi)，觀測(cè)面積大并且能長(zhǎng)期對(duì)某一地區(qū)持續(xù)觀測(cè)。
高分四號(hào)重約5噸，設(shè)計(jì)壽命8年，定位于東經(jīng)110度的赤道上空，即海南島的正南方，利用長(zhǎng)期駐留固定區(qū)域上空的優(yōu)勢(shì)，能高時(shí)效地實(shí)現(xiàn)地球靜止軌道50米分辨率可見光、400米分辨率中波紅外遙感數(shù)據(jù)采集工具，這是中國(guó)國(guó)內(nèi)地球靜止軌道遙感衛(wèi)星最高水平，在國(guó)際上也處于先進(jìn)行列。
高分4號(hào)的可見光分辨率為50米，航母在其圖片上是由7個(gè)像素組成的模糊圖像，日益完善的自動(dòng)識(shí)圖軟件可以迅速完成標(biāo)定。但由于像素太少，因此無(wú)法將其與遍布西太平洋的超級(jí)油輪區(qū)分開，不能直接識(shí)別目標(biāo)。
由于軌道、環(huán)境和要求的巨大區(qū)別，“高分四號(hào)”的設(shè)計(jì)與近地軌道遙感衛(wèi)星有很大的區(qū)別，五分是平臺(tái)還是光學(xué)傳感器都無(wú)法原樣照搬。
“高分四號(hào)”位于遙遠(yuǎn)的靜止軌道，和地面直線距離約3．6萬(wàn)公里，幾乎是近地軌道高度的上百倍。差之毫厘繆以千里，如果衛(wèi)星姿態(tài)偏差角秒，地面上就會(huì)偏差數(shù)公里，拍攝高質(zhì)量的衛(wèi)片對(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定性提出了高的要求，還要求盡可能降低自身的振動(dòng)。靜止軌道是地球軌道上受到太陽(yáng)活動(dòng)影響最嚴(yán)重的區(qū)域，平時(shí)靜止軌道直而來(lái)自太陽(yáng)和星際空間的高能輻射；如果太陽(yáng)發(fā)生磁暴或是其他劇烈的活動(dòng)，靜止軌道可能被范艾倫輻射帶(環(huán)繞地球的高能粒子輻射帶)吞沒(méi)，航天器將而對(duì)更危險(xiǎn)的高能粒子，引發(fā)工作異常“高分叫號(hào)”對(duì)抗輻射能力要求高。靜止軌道上沒(méi)有大氣阻力的影響，無(wú)需近地軌道那樣考慮大氣阻力引起的軌道衰減，但太陽(yáng)光壓和日月的引力攝動(dòng)，會(huì)影響衛(wèi)星的軌道穩(wěn)定性，尤其是南北向需要不小的軌道維持需求，很多近地軌道遙感衛(wèi)星運(yùn)行住500～600公里高度，軌道維持壓力更小；靜止軌道的衛(wèi)星還面對(duì)更苛刻的溫控環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間受到太陽(yáng)光照后照射區(qū)域與背光區(qū)域的溫差可能達(dá)到卜百攝氏度，這就要求設(shè)計(jì)更強(qiáng)大的熱控系統(tǒng)控制衛(wèi)星的溫度變化，防止出現(xiàn)衛(wèi)星過(guò)熱失效等故障。
功能配置
高分四號(hào)衛(wèi)星配置一臺(tái)可見光50m/中波紅外400m分辨率的面陣相機(jī)，兼具可見光和紅外線全天候成像能力。可見光譜段分辨率50米，中波紅外譜段分辨率400米，相當(dāng)于從3.6萬(wàn)公里外看見大油輪，代表目前我國(guó)地球同步軌道遙感衛(wèi)星最高分辨率水平。”
高分4號(hào)裝有2個(gè)對(duì)地高增益信號(hào)傳輸天線，其數(shù)據(jù)下傳碼速率為每秒300兆，一幅照片只需要3～4秒即可完成傳輸，據(jù)此推測(cè)其不調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)時(shí)的拍照速度與此相當(dāng)。高分4號(hào)每張照片覆蓋范圍約16萬(wàn)平方公里，完成對(duì)西太平洋一千萬(wàn)平方公里海區(qū)的覆蓋約需60張，4～12分鐘即可完成拍攝，足以承擔(dān)對(duì)航母群的快速偵察任務(wù)。主要應(yīng)用高分四號(hào)衛(wèi)星將在監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)、洪澇災(zāi)害等方面發(fā)揮重要作用。正式使用2016年6月13日，我國(guó)首顆地球同步軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星高分四號(hào)正式投入使用。
主要應(yīng)用
高分四號(hào)衛(wèi)星將在監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)、洪澇災(zāi)害等方面發(fā)揮重要作用。
高分四號(hào)（GF-4）衛(wèi)星于2015年12月29日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，是我國(guó)第一顆地球同步軌道遙感衛(wèi)星，搭載了一臺(tái)可見光50米/中波紅外400米分辨率、大于400公里幅寬的凝視相機(jī)，采用面陣凝視方式成像，具備可見光、多光譜和紅外成像能力，設(shè)計(jì)壽命8年，通過(guò)指向控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國(guó)及周邊地區(qū)的觀測(cè)。高分四號(hào)衛(wèi)星可為我國(guó)減災(zāi)、林業(yè)、地震、氣象等應(yīng)用提供快速、可靠、穩(wěn)定的光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)、林火災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地震構(gòu)造信息提取、氣象天氣監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)補(bǔ)充了全新的技術(shù)手段，開辟了我國(guó)地球同步軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)的新領(lǐng)域。同時(shí)，高分四號(hào)衛(wèi)星在環(huán)保、海洋、農(nóng)業(yè)、水利等行業(yè)以及區(qū)域應(yīng)用方面，也具有巨大潛力和廣闊空間。高分四號(hào)衛(wèi)星主用戶為民政部、林業(yè)局、地震局、氣象局。
性能參數(shù)
軌道類型：地球同步軌道
軌道高度：36000km
定點(diǎn)位置：105.6°E
研制意義
高分四號(hào)衛(wèi)星的研制開辟了中國(guó)高軌高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的新領(lǐng)域，大幅提高了中國(guó)遙感衛(wèi)星的整體設(shè)計(jì)水平，對(duì)于掌握新一代遙感平臺(tái)的長(zhǎng)壽命、高可靠、高精度定位及快速機(jī)動(dòng)等核心技術(shù)，提高中國(guó)高性能遙感光學(xué)有效載荷技術(shù)水平具有重要意義。
"高分四號(hào)"衛(wèi)星在軌設(shè)計(jì)壽命8年，將是中國(guó)首顆遙感類8年長(zhǎng)壽命衛(wèi)星。為確保衛(wèi)星在復(fù)雜的空間環(huán)境里抗高溫、抗輻射，其材料及設(shè)備不會(huì)衰變或發(fā)生故障，研制團(tuán)隊(duì)對(duì)能源、控制、元器件和原材料等關(guān)鍵因素進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)。記者從衛(wèi)星系統(tǒng)的研制方中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院獲悉，為避免相機(jī)受曬影響成像功能，研制團(tuán)隊(duì)提出"陽(yáng)光規(guī)避模式"。還開展了一系列星上部件長(zhǎng)壽命試驗(yàn)驗(yàn)證。
投入使用
從國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局獲悉：我國(guó)首顆地球同步軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星高分四號(hào)今天正式投入使用。高分四號(hào)衛(wèi)星在軌運(yùn)行的6個(gè)月時(shí)間內(nèi)，圓滿完成衛(wèi)星平臺(tái)系統(tǒng)測(cè)試、衛(wèi)星載荷系統(tǒng)功能測(cè)試、星地一體化和地面系統(tǒng)測(cè)試、業(yè)務(wù)應(yīng)用測(cè)試等任務(wù)，狀態(tài)良好，達(dá)到研制設(shè)計(jì)要求。
參考資料 >
凝視衛(wèi)星.凝視衛(wèi)星.2023-12-19