我国超大幅宽商业遥感卫星四维高景三号02星背后的技术突围与模式革新_

3月15日，四维高景三号02星成功入轨，与01星形成相位差180度的“太空双瞳”。这对“百公里级扫描仪”，以单轨覆盖50万平方公里的能力，将我国重点区域影像更新周期从“年度级”缩短至“月度级”，我国的“太空慧眼”再度升级。

太空上演“数据极限挑战”

“传统卫星拍摄我国大型城市要‘拼图’多次，而这颗卫星可以一镜扫尽。”这是航天科技集团八院马文佳对这颗光学遥感卫星“大幅宽”特点的解释。四维高景三号02星和此前发射的01星状态保持一致，都配置大口径宽视场离轴三反可见光相机，具备130公里以上的超大幅宽，能够一次性覆盖大面积区域，同时提供0.5米分辨率的影像数据，既能“看得广”，又能“看得清”。

“相机分辨率高、成像幅宽大，这固然很好，但随之而来的是爆炸般的数据量。”中国四维张国梁表示，四维高景三号02星在成像过程中1秒要吞吐近50GB（千兆字节）的数据，较传统卫星高一个数量级。如何实现海量数据的实时压缩存储与传输，是这颗卫星在太空中务必要完成的“数据极限挑战”。

“这颗卫星每秒钟产生的数据量与一部2小时的4K高清电影相当，庞大的数据量对卫星实时处理数据的能力提出了挑战。”马文佳和卫星团队采用一块专用芯片搭建了实时处理平台，并与专门设计的图像压缩软件相结合，实现了海量数据高质量实时压缩、存储且高速率高可靠下传。

解决星上数据处理难题后，卫星的独特优势得以充分发挥。中国四维借此卫星，可以在土地资源调查中，快速完成省域范围的影像采集，提供月度和季度频次的动态监测服务，帮助政府部门更精准地掌握土地资源的变化情况。此外，在发生大面积自然灾害时，卫星大幅宽一次覆盖成像能快速帮助有关部门掌握灾区全域一手信息，为灾情评估、灾后救援、灾后重建等工作提供有效助力。

“在常见全色、红、绿、蓝、近红外波段基础上，四维高景三号02星新增沿海气溶胶、黄、红边和近红外2等4个波段，这些核心指标可以更好服务自然资源、城市管理以及农业生态等领域。”张国梁说。

商业航天开辟“国家队新赛道”

近年来，随着我国卫星遥感技术能力的不断提高，数字孪生、实景中国等领域的卫星应用场景逐渐成熟，市场对卫星遥感数据的需求日益增加，对高分辨率遥感数据的质量及数量要求逐渐提高，因此为各行业提供更灵活、更精细的数据服务是未来商业遥感卫星应用的必由之路。

建设“中国四维新一代商业遥感卫星系统”，是中国四维看清道路后下的一盘大棋。他们在空间段计划发射“16＋4＋8”共28颗卫星，包括：16颗优于0.5米分辨率光学卫星、4颗0.5米分辨率宽幅光学卫星、8颗优于1米分辨率SAR卫星，同步建设匹配的基于“四维云”的地面段（含测控、接收、处理、应用）。后续该系统根据市场发展情况可扩展至56颗卫星。

“四维高景三号02星便是‘4’中的一颗重要卫星，也是中国四维新一代商星系统的第10颗卫星。当新一代商业遥感卫星系统初步建成后，就可以形成全球任意点每天14次以上重访的高分辨率对地观测能力了。”张国梁充满信心，他用“高分宽幅、手段丰富、时级响应、周级覆盖”总结该系统建成后可实现的综合效能，表示这将充分满足各行各业对空间高分辨率数据的需求。

八院对商业卫星研制模式的探索也从未停止。在商业卫星研制上，像八院这样的“国家队”具有深厚的技术积累、完善的保障条件、规范的质量体系、稳定的协作配套等优势，但与真正的商业化模式相比依旧有差距，因此学习商业化管理模式、实现降本增效也是卫星团队在技术研发外要思考的一环。

四维高景三号卫星是八院抓总研制的首例商业应用级光学卫星，团队创新采用商业项目制，按照商业项目的管理方法和流程，以实现项目目标为导向，进行资源的科学优化和集中配置，在限定的时间、限定的成本、高质量的要求下顺利完成了卫星的研制任务。

“商业项目需要转变思路。我们积极与高校、科研机构和创新型企业等建立合作关系，引入外部创新资源，也会选择采购成熟的载荷数据加载器产品等。”马文佳表示，四维高景三号02星对标国内外商业遥感卫星，在同等分辨率和幅宽的情况下实现了低成本控制、短周期研制。

航天版卫星“智能调度”或将上线

人工智能的热度其实早已传至宇宙。从研制阶段的效率提升到应用场景的智能化拓展，其在降低成本、增强功能和提高响应速度等方面的价值越发明显。张国梁认为，更“智能”，是未来卫星该有的样子。这一点，在四维高景三号02星上已有体现。

张国梁介绍，这颗卫星具备星上任务规划和星上图像目标智能化检测识别能力，能够根据用户需求自动规划观测任务，并在星上对观测对象进行智能识别和提取。

举例来说，当地震、洪水等自然灾害发生时，四维高景三号02星可以自动规划对灾区的观测任务，快速获取灾区的全域影像数据，并通过星上智能识别技术对特定观测对象进行关键信息提取。这种智能化应用使得卫星在应急响应中的时效性和准确性得到了显著提升，为救援决策提供了有力支持。

此外，该卫星还具备动态调整压缩比功能，能够根据不同区域的云层覆盖情况，自动调整数据压缩比，确保有效数据的传输效率。这种智能化技术的应用，不仅提高了卫星的任务执行效率，还大幅减少了地面运控资源的开销。

对卫星智能化的探索还不止于此，马文佳透露，未来最有趣的变革藏在任务系统里——研制团队将开发“智能调度”算法，让多颗卫星可以实现自主申请接下拍摄任务。当用户下达拍摄某区域的指令时，距离最近的卫星可以被第一时间调度，其他卫星继续搜寻新任务。

如此来说，航天版卫星“智能调度”或将上线，太空更热闹了。

（任长胜）