赵键 崔玉福 赵鸿志（航天东方红卫星有限公司）

委内瑞拉当地时间2014年10月5日，在委内瑞拉总统尼古拉斯·马杜罗的见证下，中国航天科技集团公司所属中国长城工业集团有限公司总裁殷礼明与委内瑞拉高教与科技部部长马努埃尔·费尔南德斯，在委内瑞拉首都加拉加斯签署了《委内瑞拉遥感卫星-2项目合同》，这标志着将由中国空间技术研究院下属的航天东方红卫星有限公司承制的委内瑞拉遥感卫星-2将进入研制阶段。

回想由航天东方红卫星有限公司研制的委内瑞拉遥感卫星-1（简称VRSS-1卫星），作为我国第一颗整星出口的遥感卫星，历时18月完成卫星的设计、制造、发射以及对委内瑞拉学员长达6个月的卫星基础课程、卫星设计讲解、卫星项目管理和卫星总装、集成和测试（简称AIT），以及卫星操作培训等项目，卫星于2012年9月29日成功发射并进入640km的目标轨道。VRSS-1卫星经过5个多月的在轨测试完成卫星在轨交付的所有工作，其工作正常且性能优异，满足了用户对卫星的要求，并于委内瑞拉当地时间2013年3月7日完成卫星在轨交付。目前，VRSS-1卫星在轨运行正常，已广泛应用于委内瑞拉各个领域，造福于委内瑞拉人民生活。

1 项目背景

作为我国第一颗整星出口的遥感卫星，由航天东方红卫星有限公司研制的VRSS－1历时18个月完成卫星的设计、制造、发射，以及对委内瑞拉学员长达6个月的卫星基础课程、卫星设计讲解、卫星项目管理、卫星总装、集成和测试，以及卫星操作培训等项目，卫星于2012年9月29日成功发射并进入640km的目标轨道。

回顾VRSS－1卫星的设计，分析项目的特点，总结VRSS－1卫星的典型应用情况，可从成功中寻找前进的源泉，为后续国际出口卫星项目的设计、研制、管理和履约奠定良好的工作基础。

2 VRSS－1卫星介绍

考虑到委内瑞拉用户的需求及快速研制的特殊要求，卫星采用成熟的CAST-2000小卫星公用平台，配置2台成熟的全色/多光谱高分辨率相机和2台成熟的宽幅多光谱相机，在640km的轨道高度分别能获取分辨率2.5m（全色）/10m（多光谱）、幅宽为57km的高分辨率图像，以及分辨率为16m、幅宽为370km的宽覆盖多光谱图像。

VRSS－1卫星系统组成

卫星发射状态示意图

卫星飞行状态示意图

（1）CAST-2000平台

航天东方红卫星公司开发的CAST-2000小卫星公用平台，采用三舱设计，即推进舱、平台服务舱和有效载荷舱。卫星入轨后沿X方向飞行，星体Z方向对地，Y方向为轨道负法向。星体±Y方向布放两副太阳电池翼，发射时呈收拢状态，入轨后帆板展开在星体的±Y两侧并绕Y轴转动。

卫星平台热控方案采用隔热和舱内等温化设计及被动热控为主、主动热控为辅的设计思路，对关键设备如蓄电池组、电源控制器、行波管放大器和相机等进行重点设计，确保卫星在轨工作在正常的温度范围。

卫星平台星务分系统是整星信息系统的核心，负责完成卫星的综合信息处理工作。它对星上各任务模块的运行进行高效可靠的管理和控制，监视全星状态，协调整星的工作，与地面配合实现对有效载荷的各种在轨控制和参数传递、设置等。通过控制器局域网（CAN）总线，将分布于星上各分系统的下位机有机地连接起来，实现星上信息交换和共享，实时完成星上运行管理、控制和任务调度。卫星遥测采用分包遥测体制，可以根据实际需要发送遥控指令调整某类遥测参数的速度。

卫星平台姿态控制采用三轴稳定对地定向的姿态控制模式，由高精度姿态测量敏感器组合（星敏感器+陀螺）来获得卫星精确的姿态数据，由动量轮实现正常对地定向和侧摆机动控制。为实现卫星对地快速重访，平台设计的最大侧摆范围可以扩大到±35°在640km的轨道高度能实现全球任意地方4天重访的能力。另外携带84kg燃料可以进行轨道维持以及寿命末期的离轨操作。

卫星平台测控采用统一S频段测控辅以GPS定轨的体制，GPS接收机实时获取卫星高精度星历信息并用于卫星图像的精确定位。

卫星平台采用分散供配电体制，应用高效三结砷化镓电池片的太阳电池阵与镉镍蓄电池组联合供电方案，使用开关分流全调节母线，确保卫星平台和载荷在轨正常工作。

为了保证“可视即可测”的测控要求，星上配置4副同频异旋圆极化测控天线。为了保证图像数据对地传输的可靠性，星上采用两主＋两备共4副赋形数传天线以实现对地传输。

（2）有效载荷

高分全色/多光谱相机分系统由两台设计完全一致的成熟轻小型全色/多光谱相机组成，每台相机均采用非球面同轴三反偏视场式光学系统，应用时间延迟积分（TDI）推扫成像技术在640km轨道高度可以获取分辨率为2.5m（全色）/10m（多光谱）、组合幅宽为57km的高分辨率图像。为了确保高分辨率图像的质量，高分全色/多光谱相机具有在轨调焦、调整积分时间、积分级数的功能。

宽幅多光谱相机分系统由两台设计完全一致的成熟的中等分辨率的多光谱相机组成，每台相机均采用透射式光学系统，通过推扫成像的方式在640km的轨道高度可以获取地面像元分辨率为16m、组合幅宽为370km的多光谱图像，设计的相机在轨增益连续可调保证了相机优异的成像质量。

数据传输分系统将相机产生的图像数据进行压缩和格式编排后形成格式数据，根据使用模式可以将数据存储于星上数据存储器，然后再将存储于星上数据存储器中的数据进行信道编码并传输至地面，也可以直接将格式数据进行信道编码并传输至地面，还可以先将格式数据存储然后进行信道编码处理并直接传输。不同的工作模式将可以选择不同的压缩比，以保证图像质量和传输效能。数据传输至地面通过X频段独立两通道传输的方案，每通道码速率能达到190Mbit/s。

（3）卫星主要技术指标

根据设计结果，VRSS－1卫星每天可以有14～15轨的成像机会，将能支持每轨获取2.5×104m（全色）/10m（多光谱）图像、1.5×106的16m多光谱图像的能力。与国外同等遥感卫星相比，具有显著的获取能力优势。

VRSS－1卫星主要技术指标

3 VRSS－1卫星项目的特点

VRSS－1卫星的研制与成功发射在中国航天史创造了多个第一，在技术和管理上都取得了较大的突破，回顾卫星项目的整个历程，具有如下突出特点：

1）VRSS－1卫星的成功发射，实现了我国第一颗光学遥感卫星的整星出口，实现了我国航天史上光学遥感卫星整星出口“零的突破”，为以后我国光学卫星出口方面奠定了一系列的技术、质量、管理、对外履约等方面的坚实基础。

2）首次实现了18个月从卫星方案论证到发射的研制周期，创造了我国航天史上的卫星研制奇迹；也创造了卫星成功发射、质量零缺陷的奇迹。在各级领导高度重视下，航天东方红公司提前策划，优化卫星研制流程，利用过硬的技术、科学的决策、智慧的管理确保了卫星能按时发射、卫星在轨工作稳定且性能优异。高度责任心的研制队伍和履约团队确保了卫星研制和履约期间委内瑞拉用户对项目的较高满意度。

3）首次探索出了小卫星对外履约的新机制，建立了一支对外履约团队，形成了对外出口卫星履约运行体系，建立了一套符合国际卫星市场的产保体系，制定了符合国际遥感卫星市场需求的先进卫星技术流程，探索并形成了有效的培训机制和相应的培训教材体系，为以后我国航天全面进入国际低轨光学遥感卫星市场奠定了坚实的基础。

4）VRSS－1卫星是中国航天首颗设计寿命长达5年、并发射入轨的低轨光学遥感卫星，依靠合理的设计，采用长寿命的二浮陀螺、定向与电源变换装置（BAPTA）和动量轮等影响卫星寿命的关键部组件，确保卫星在轨长期稳定运行，达到了国际低轨光学遥感卫星同等水平。

5）首次在CAST-2000小卫星平台上实现了单颗卫星高分辨率与宽覆盖的有效统一，既具有高分辨率的全色/多光谱图像获取能力又同时能实现对地宽覆盖观测的能力，将能广泛应用于委内瑞拉国土资源调查、评价、动态监测与管理、资源利用、环境灾害监测与城市建设等业务领域。

6）首次在轨实现了新一代小卫星海量图像数据处理系统，实现卫星图像无损压缩、准实时传输的工作模式，解决了小卫星海量图像数据处理的技术瓶颈，形成了新一代小卫星海量图像数据处理系统，为提高卫星图像质量起到了重要作用。

4 VRSS－1卫星典型应用情况

VRSS－1卫星自发射之后，已在轨正常运行两年多，获取了包括委内瑞拉与中国在内的世界许多国家和地区的图像数据，目前已经成功分发10000余景图像数据，在委内瑞拉航天局（ABAE）、委内瑞拉测绘局（DIGICARFA）、环境部地理信息中心（IGVSB）、委内瑞拉石油公司（PDVSA）、委内瑞拉科学院图像研究中心（FIIDI）等用户单位得到广泛使用，应用领域涵盖农业、环境、减灾、国防安全、水利、测绘等多个行业，起到了良好的应用效果和经济效益。

对于不同的应用行业对图像有不同的要求，根据一般的应用经验，高分辨率相机主要应用在城市建设及规划、测绘、资源调查、国防安全等领域，中等分辨率的宽幅相机主要应用在农业、林业、水利、环境、减灾等领域。因此，VRSS－1卫星上配置的不同分辨率的相机能够应用于不同的行业，典型应用举例如下。

VRSS－1卫星高分相机拍摄的南京地区融合产品（分辨率2.5m真彩色）

2013年4月21日委内瑞拉湾水体富营养化产品和叶绿素a产品（分辨率16m多光谱图像）

2013年4月21日委内瑞拉湾水体悬浮物产品和水体透明度产品（此类产品将可用于委内瑞拉湾的水质监督、水环境治理等）

（1）城市规划类应用

对于城市建设及规划、测绘、资源调查等领域的应用，需要较高的图像分辨率，且部分应用对图像的光谱信息要求较高，因此可以采用分辨率2.5m全色图像与分辨率10m多光谱图像融合，使图像既具有高分辨率的几何信息又具备丰富的光谱信息。为VRSS－1卫星高分相机于2013年3月2日拍摄的南京地区，通过分辨率2.5m全色和分辨率10m多光谱融合处理后得到的2.5m真彩色产品，该产品可以明显发现南京长江大桥上行驶的小轿车。此类产品由于既具有详细的结构信息，又具有丰富的光谱信息，可以广泛用于彩色正射影像图的制作、城市建设与规划应用、国土资源调查、精细化农业等对分辨率和光谱都有较高要求的典型应用。

（2）环境类应用

环境类应用对分辨率的要求相对较低，对图像的光谱信息要求较高，因此可以利用分辨率10m多光谱或分辨率16m多光谱数据进行典型应用。以水环境为例。

（3）水利类应用

水利规划对分辨率的要求相对较低，因此可以利用分辨率10m的多光谱或分辨率16m的多光谱数据进行水利规划应用，在水利建设中可以应用高分辨率图像进行动态监视。

（4）农林业类应用

用VRSS－1卫星分辨率为10m的多光谱数据提取的水体产品[根据VRSS－1卫星高分相机于2013年5月24日拍摄的委内瑞拉埃斯皮诺地区分辨率为10m的多光谱图像生成的归一化植被指数（NDVI）和增强植被指数（EVI）产品，该类产品能反映植被的生长状态以及区域植被覆盖情况]

委内瑞拉埃斯皮诺地区NDVI和EVI产品

农林业领域的应用对分辨率的要求相对较低，但对图像的光谱信息要求非常高，因此可以利用分辨率为10m的多光谱或分辨率为16m的多光谱数据进行典型应用。以植被覆盖情况为例，能够反映不同空间尺度的指标覆盖信息及其变化趋势，是反映植被资源和绿化水平的重要指标。

此外，应阿根廷、古巴等国的请求，分别在阿根廷洪灾、古巴海啸等自然灾害中发挥了应急作用，引起了国际社会的广泛关注。

5 启示

VRSS－1卫星已成功发射两年多，卫星在轨工作稳定，图像质量优异，已在委内瑞拉国内和世界上其他国家和地区得到广泛应用，得到了用户的高度评价，这是委中项目团队联合长期工作的结果。对于VRSS－1项目取得的成绩都已经成为过去式，我们能从成功中可以体会到用户需求至上的原则、过硬的产品质量以及对客户优异的服务才是项目的关键，这也是VRSS－2项目能继续深入合作的基础。用户的需求将决定最终的产品的设计，良好的产品质量将确保卫星在轨后是否能满足用户的应用要求，良好的客户服务将确保用户对产品的应用恰到好处，也是确保卫星长期在轨稳定运行的基础。

VRSS－1项目的成功必将提升我国航天在第三世界国家的“航天大国地位”，项目中形成的技术、管理、对外履约的整套解决方案为我国光学卫星出口、国际航天市场开拓打下了坚实基础。