? ? ? 高分二號（GF-2）衛星是我國自主研制的首顆空間分辨率優于1米的民用光學遙感衛星，搭載有兩臺高分辨率1米全色、4米多光譜相機，具有亞米級空間分辨率、高定位精度和快速姿態機動能力等特點，有效地提升了衛星綜合觀測效能，達到了國際先進水平。高分二號衛星于2014年8月19日成功發射，8月21日首次開機成像并下傳數據。這是我國目前分辨率最高的民用陸地觀測衛星，星下點空間分辨率可達0.8米，標志著我國遙感衛星進入了亞米級“高分時代”。主要用戶為國土資源部、住房和城鄉建設部、交通運輸部和國家林業局等部門，同時還將為其他用戶部門和有關區域提供示范應用服務。

其技術特點如下：

亞米級、大幅寬成像技術

高分二號衛星配置的兩臺相機，采用長焦距、大F數、輕小型化光學系統設計，焦距達到7.8m, F數15，均為我國在軌遙感衛星中最大值；采用全色和多光譜五譜合一的TDI CCD器件，以推掃的方式實現對地面景物成像，以器件拼接方式實現單臺相機2.1°的視場角，通過兩臺相機拼幅，進一步擴大視場，使星下點地面像元分辨族核率達到全色0. 81m、多光譜3 . 24m，觀測幅寬達到45.3km，在亞米級高分辨率衛星中幅寬達到世界最高水平。

寬覆蓋、高重訪率軌道優化設計

通過運行軌道、側擺機動等參數優化設計，高分二號衛星的傾角為97.9°、回歸周期為69天的運行軌道，可以保證對地球南北緯80°之間廣大區域的觀測覆蓋，一個回歸周期內運行1021圈，可完成全球無縫覆蓋。在衛星側擺±23°的情況下，即可實現全球任意地區重訪周期不大于5天，在衛星側擺±35°的情況下，重訪周期還將進一步縮小。衛星寬覆蓋特性及重訪率均達到我國遙感衛星領先水平。?

高穩定度快速姿態側擺機動控制技術

高分二號衛星為國內首顆配置全國產化高精度APS星敏感器的衛星，執行機構采用控制力矩陀螺CMG和動量輪的混合配置方式，實現衛星的快速姿態側擺機動和穩定控制。通過星敏感器單兆稿掘機級算法改進、系統級姿態確定算法和控制算法的優化設計，首次依靠全國產化部件實現了高精度、高穩定度的姿態控制。在軌實測數據表明，衛星姿態穩定度可以達到1.5e-4°/s，姿態確定精度達到0.0025°。通過設計精確的操控律，采用“盡量避免激勵撓性振動”這一約束下的姿態快速機動、快速穩定控制方法，高分二號衛星在軌實現了150s之內側擺機動35°并穩定，為目前國內遙感衛星的最高水平。

圖像高定位精度設計

為滿足用戶定量化應用的要求，高分二號衛星采用了多項提高圖像定位精度的措施，其中整星高精度時統方案確保了時間同步精度誤差不超過50μs，使成像時相機、控制和測控GPS等工作在統一的時間基準下；國產高精度星敏感器直接定姿和星敏感器+陀螺聯合定姿等多種高精度姿態測量方案，以及星敏和相機一體化安裝和高精度溫控，使得能精確獲得衛星成像指向；專門的微振動減隔振裝置抑制微振動影響，確保成像指向穩定性。多種措施使軌道測量、姿態測量等多項與圖像定位精度相關的指標達到國際先進水平，其中軌道測量精度達到在軌實時10m、事后0.5m，姿態測量精度達到0.003°。在軌圖像測試初步評定表明，無控制點定位精度達到20-35m，優于50m設計指標，達到國際先進水平。

圖像高輻射質量設計

高分二號衛星針對圖像輻射質量提升采取了多項保證措施，相機光學系統和成像電路進行調制傳遞函數MTF優化設計，在小相對口徑情況下實現了高的MTF數，奈奎斯特頻率處，靜態MTF全色譜段不低于0.12、多光譜不低于0.2,在軌動態MTF不低于0.1。在圖像采樣10bit量化的基礎上，首次采用內遮光罩進一步改進雜散光抑制，采用高精度低溫焦面電路和CCD控制等措施降低電子學噪聲，采用格雷碼編碼降低系統噪聲，確保圖像信號噪聲盡可能小，信噪比在各種太陽高角度、地面反照條件下，全色達到23-43dB、多光譜達到25-43dB，敬缺均為國內衛星領先水平。

為適應地表不同區域復雜成像光照條件，設計了動態范圍寬、線性度好，成像級數和增益均多檔可調方案，具有5檔調整功能，且各譜段可單獨進行增益調整，積分級數可1-96級調整，使系統動態范圍達到20-800DN值，線性度優于3%。經在軌測試直方圖統計，灰度分層值分布廣、圖像信息豐富，目視效果優異，達到國際同類衛星先進水平。

輕小型相機設計技術

高分二號衛星相機光學系統設計首次采用小相對孔徑(F數15)三反同軸方案，相機口徑較大減小，通過主次鏡間距及折鏡角度的優化設計，獲得了更大的焦長比(焦距與光學系統長度之比)；首次采用析架支撐+阻尼隔振的主支撐結構設計，確保相機更高的穩定性和火箭主動段抗力學環境能力，使得相機結構更緊湊、體積更小、重量更輕；相機主反射鏡、鏡筒等采用新型陶瓷基碳纖維復合材料，在獲得極低膨脹率保證相機機構穩定的同時，進一步減輕了相機重量；與傳統設計相比，相機體積和重量減小約1/20相機采用三鏡調焦方式以及五譜合一TDI CCD器件的方案，與國外同類相機相比，還使焦面組件、三鏡組件及調焦機構的尺寸及重量較大減小，輕小型狀態達到國際先進水平。

高集成度、高動態低噪聲成像電路設計

為適應相機輕小型設計，相機成像電路采用了先進的高動態低噪聲高集成度設計技術。針對相機電子學焦平面多色CCD器件拼接而成、像元數多、行速率高、CCD工作頻率達到10MHz,圖像原始數據率達到2Gbps、信噪比和時統精度要求高、器件功耗大等特點，同時需要適應多模式的工作狀態，相機成像電路采用了定制的高度集成的五譜合一TDI CCD器件，提高了器件光電轉換效率和MTF指標。衛星上首次使用TLK2711高速串行數據接口技術，實現圖像數據高速傳輸，并采用了高效圖像壓縮算法；降噪設計主要采用了低噪聲焦面CCD及讀出電路設計技術、焦面CCD時序控制及驅動設計技術、變速率時序信號產生與控制技術、高動態信號處理技術和自適應圖像處理及傳輸設計技術；為解決CCD器件暗電流變化對圖像像質的影響，同時可以增加系統的動態范圍，提高圖像質量，將CCD工作溫度設置在-5~10度之間，在軌實際溫度在-2~5度之間，使CCD信號中的暗信號部分得到有效的抑制。上述措施實現了成像電路的高集成度、高動態低噪聲設計，大大降低了信號噪聲水平，有效保證了相機成像信號質量。

載荷多種靈活工作模式設計

為滿足用戶使用要求，高分二號衛星設計了成像傳輸、成像記錄和數據回放等多種靈活載荷工作模式。在相機成像且衛星可與地面數據接收站進行數據傳輸作業時，衛星進行成像傳輸。成像傳輸模式又可分為準實傳、全色圖像實傳和多光譜圖像實傳三種模式。其中，準實傳模式為高分二號衛星在軌常規成像模式，全色圖像實傳模式和多光譜圖像實傳模式為特殊成像模式，主要用于試驗或存儲系統故障的應急情況。

在數傳無法與地面站進行數據傳輸作業時，衛星可工作在成像記錄模式，將相機成像的圖像數據、輔助數據以及服務系統數據等實時記錄在固態存儲器中。在衛星可與地面數據接收站進行數據傳輸作業時，衛星可將存儲在固態存儲器中的數據回放至地面站。此時衛星工作在數據回放模式，根據回放數據類型的不同，數據回放模式又可分為圖像數據回放模式和服務系統數據回放模式。

對于成像傳輸和數據回放模式，高分二號衛星和地面數據接收站進行數據傳輸作業時，依據地面站情況不同，可以單站接力傳輸、雙站接力傳輸和移動站接收。多種靈活的載荷工作模式方便用戶使用衛星和接收數據，進一步提高了衛星使用效能。

智能化的在軌健康檢測和故障處理能力

高分二號衛星具有智能化的星上自主管理能力，包括蓄電池充電自主控制、蓄電池放電深度安全控制、載荷強制關機、衛星姿態異常應急控制等多種在軌安全控制策略。同時，針對一般、緊急、致命三種不同程度故障分別建立了故障自主處理機制，提高了衛星在軌生存能力和可靠性。高分二號衛星還具備中繼衛星測控能力，天地配合擴大測控覆蓋率近一倍，提高了對衛星的監控能力，有效保證了衛星運行。另外，在軌工作策略的優化設計，也使蓄電池、控制系統動量輪、CMG、太陽翼驅動機構、數傳天線等工作強度和應力環境得到合理平衡，避免早期失效問題的發生，確保壽命滿足設計指標要求，使得我國低軌遙感衛星長壽命設計技術首次達到國際先進水平。（摘自百度百科）