静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况

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静止轨道

静止轨道(GEO)卫星系统静止轨道卫星（GEO）移动通信业务的特征来源于使用位于赤道上方35800km的对地同步卫星开展通信业务的条件。

在这个高度上，一颗卫星几乎可以覆盖整个半球，形成一个区域性通信系统，该系统可以为其卫星覆盖范围内的任何地点提供服务，例如美国一颗卫星就可以覆盖美国大陆的连续部分，如阿拉斯加、夏威夷、波多黎各几百海里的近海地区。

在GEO卫星系统中，只需要一个国内交换机对呼叫进行选路，信令和拨号方式比较简单，任何移动用户都可以被呼叫，无需知道其所在地点。

同时，移动呼叫可以在任何方便的地点落地，不需要昂贵的长途接续，卫星通信费用与距离无关，它与提供本地业务的陆地系统的费用相近。

当卫星对地面台站的仰角较大的时候（如在美国本土经度范围内，卫星对地面的仰角一般在20°～56°之间），移动天线具有朝上指向的波束，可以与地面的反射区分开，这样就可以几乎完全避免在陆地系统中常见的深度多径衰落。

卫星信号因其仰角大，仅仅穿过树冠，从而使由枝叶引起的衰减降到只有几dB。

一、系统的组成1、空间系统由于移动天线终端尺寸小，在L频段每信道所需卫星辐射功率较固定卫星业务中相应的信道的功率为大，预计所需的卫星功率为3000W，天线直径约为5m，用多波束覆盖业务区。

这就要使每个信号选定从单一K 频段波束到所需L频段波束以及反向的接续路由。

K频段被划分几段，每段对应L频段的一个特定的点波束。

为解决以下两个难点：（1）每个L段上的业务无法精确预测，而且随时变化；（2）国内业务和国际业务的分配很复杂，也使得卫星移动通信系统业务的陆地、海上、空中三个部分的分配很困难，以便与本波束内业务取得一致。

但是，这里不存在L频段到L频段的路径。

2、地面系统（1）卫星移动无线电台和天线卫星移动无线电台和陆地移动无线电台的功能、复杂性。

部件数量和类型很相似，只是卫星移动无线电台使用5kHz信道间隔而不是25或30kHz。

高分辨率卫星遥感技术的研究现状

高分辨率卫星遥感技术的研究现状在过去的几十年里，卫星遥感技术已经成为了一种非常重要的遥感数据获取手段，这项技术已经被广泛应用于许多领域。

近年来，随着遥感技术的发展，高分辨率卫星已经成为了遥感技术发展的一个重要方向。

高分辨率卫星的优势高分辨率卫星是指分辨率在1米以下的卫星。

相比于传统的卫星，高分辨率卫星具有以下几个优势：1.空间分辨率更高。

高分辨率卫星的像素尺寸远小于传统卫星，能够提供更为详细的图像信息。

2.时间分辨率更高。

高分辨率卫星的重访时间更短，可以更加及时地获取目标地区的图像信息。

3.观测能力更强。

高分辨率卫星可以在宽光谱范围内获取图像信息，能够提供更多种类的图像数据。

高分辨率卫星在遥感技术中的应用高分辨率卫星已经被广泛应用于军事、民用和科学研究等领域。

在军事领域，高分辨率卫星可以用于侦察、监视等任务，其高分辨率的成像能力能够提供更为详细的情报信息。

在民用领域，高分辨率卫星可以用于城市规划、土地管理、灾害应对等领域。

例如，高分辨率卫星可以在地震、洪涝等灾害发生后，获取目标地区的图像信息，为救援和重建工作提供有力的支撑。

在科学研究领域，高分辨率卫星可以用于环境监测、地质勘探等领域。

例如，在矿产勘探中，高分辨率卫星可以通过获取地表信息、岩石成分等数据，帮助地质工作者在更短时间内发现矿产资源。

目前，高分辨率卫星遥感技术的研究已经取得了很大进展。

以下是其中一些最新研究成果：1.合成孔径雷达成像技术。

合成孔径雷达（SAR）成像技术是一种基于雷达波测量地表反射的技术，能够在任何天气和时间条件下工作。

最近，一些新的算法和技术被应用于SAR成像，提高了地表反射的分辨率和对噪声的抑制能力。

2.高光谱成像技术。

高光谱成像技术是指在较短时间内，获得由数百个连续光谱波长组成的图像数据。

这种成像技术能够提供物体的下表面细节信息，例如温度、压力等。

3.三维成像技术。

三维成像技术是指获取三维物体的图像信息，这可以通过使用不同的遥感传感器和数据处理技术实现。

高分四号静止轨道卫星高精度在轨几何定标

高分四号静止轨道卫星高精度在轨几何定标王密;程宇峰;常学立;龙小祥;李庆鹏【摘要】GF4 satellite is the first high resolution optical geostationary satellite for remote sensing in the world,and the high accuracy geometric calibration is the key factor for the geometrical quality of satellite imagery.The positioning errors and the features of imaging region of GF4 were analyzed,the rigorous imaging model was introduced.Then on orbit calibration model and parameters estimation method were introduced for planar array sensor of GF4 satellite.The experiments used the DOM of Landsat 8 and DEM of GDEM2 for the on-orbit calibration,and the results indicated that internal accuracy of the panchromatic and near-infrared sensor and intermediate infrared sensor can be stably better than 1 pixel in the along and vertical track direction,and the absolute positioning accuracy of GF4 would be greatly affected by imaging time and imaging angle,and fluctuated remarkably.%高分四号是世界上第一颗静止轨道高分辨率光学遥感卫星,高精度的几何定标是确保其成像几何质量的关键.本文分析了静止轨道卫星成像几何误差源及成像区域特点,提出了其严格几何成像模型;并在此基础上提出了静止轨道卫星面阵传感器在轨几何定标模型与定标参数估计方案.本文利用Landsat 8数字正射影像与GDEM2数字高程模型对高分四号卫星进行在轨几何定标,结果表明,通过严格的几何定标,可见光近红外传感器与中红外传感器的内部畸变在沿轨与垂轨方向上均稳定优于1个像素,通过统计分析可知,高分四号静止轨道卫星影像的绝对定位精度会受到成像时间与成像角度的影响而存在显著的波动.【期刊名称】《测绘学报》【年(卷),期】2017(046)001【总页数】9页(P53-61)【关键词】静止轨道卫星;高分四号;几何定标;内部精度;定位精度【作者】王密;程宇峰;常学立;龙小祥;李庆鹏【作者单位】武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079;武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉430079;中国资源卫星应用中心,北京100094;中国资源卫星应用中心,北京100094【正文语种】中文【中图分类】P237高分四号是世界上第一颗静止轨道高分辨率光学遥感卫星，于2015年12月29号发射成功。

空间光学遥感器技术发展成就与展望

1 引言我国空间光学遥感器研制始于1967年11月，迄今已走过50年光辉历程。

经过长期的艰苦奋斗、自主创新，我国空间光学遥感器技术取得了一系列重大突破，建立了完整一流的空间光学遥感器的设计、制造、检测和试验体系，进入了一种新的发展业态。

中国空间技术研究院作为我国空间光学遥感事业的主力军，主持并参与了多项遥感相关的国家重大科技攻关专项及项目，极大推进了遥感理论、技术及应用等方面的进步。

通过50年的建设与发展，可见多光谱探测技术、红外探测技术、光谱探测技术等取得了长足的进步，已形成了以陆地观测卫星、环境和灾害监控及预测小型卫星、海洋卫星、气象卫星以及高分辨率地球观测卫星等为系列的卫星系统，研制出系列化的空间光学遥感器产品，产品广泛应用于国防事业和国民经济建设相关领域，不断满足国家安全和人民生活等多方面需求，也为人类探索宇宙空间奥秘、更好地保护地球家园做出了重要贡献。

空间光学遥感器技术发展成就与展望2 光学遥感发展历程迄今为止我国研制发射成功了多品类的空间光学遥感器产品。

从胶片型相机发展到遍布高、低轨道的各类传输型相机，从对地球观测的相机发展到对深空探测的相机，不断填补空白取得重要突破。

自1967年起步，20年间我们发展了两代胶片型对地观测相机和测绘相机。

这些相机系统包括地相机和星相机。

地相机拍摄地表目标，把信息记录在胶片上；星相机在地相机拍摄同时，对恒星成像，记录卫星摄影时姿态并确定所摄地面目标位置。

相机的摄影胶片经暗道卷绕到回收片盒，随返回舱一起返回地面，后续经冲洗等处理后供用户使用。

该型产品实现了2m分辨率的对地观测和1:100000比例尺地图测绘。

1999年，中巴资源-1卫星两台相机在轨应用，实现了从胶片型相机到传输型相机的跨越，以及从可见光相机向红外相机的拓展。

卫星遥感系统覆盖了l1个谱段，4种分辨率，CCD相机通过侧摆镜可实现3天对重点地物重复观测，解决了多谱段、高分辨率和王小勇（北京空间机电研究所）短观测周期的难题。

高分辨率静止轨道遥感卫星可见光及近红外波段邻近效应建模及分析

ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ —３１７７．２０１３．０３．００３
中图分类号：ＴＰ７９
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００ —３１７７（２０１３）１２６～００１４ —０６
（１．南京大学国际地球系统科学研究所，南京２１００９３；
２．中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室，北京１００１０１；
３．国家航天局航天遥感论证中心，北京１００１０１）
ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＡｎａｌｙｚｉｎｇｏｎＡｄｊａｃｅｎｃｙＥｆｆｅｃｔｆｏｒＶｉｓｕａｌ＆ＮｅａｒＩｎｆｒａ－ｒｅｄ
ＢａｎｄｓｏｆＨｉｇｈ。ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎＧｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＳａｔｅｌｌｉｔｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｓａｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔｓａｔｅｌｌｉｔｅ，ｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈ — ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅａｎｄｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙｏｎｅｓ．Ｔｈｏｕｇｈａｔｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｒｅｉｓｎｏｓｕｃｈａｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｆｏｎ－ｏｒｂｉｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｐｏ — ｔｅｎｔｉａｌｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅ，ｗｅｄｉｄｎｅｃｅｓｓａｒｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｏｖｅｒ

高分四号卫星

高分四号卫星
邓薇
【期刊名称】《卫星应用》
【年(卷),期】2016(0)1
【摘要】高分四号卫星是我国研制的首颗地球静止轨道高分辨率光学成像卫星,于2015年12月29日成功发射,也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球静止轨道遥感卫星,它的发射和应用将显著提升我国天基对地遥感观测能力。

高分四号卫星是高分专项工程首批启动的重要项目之一。

该卫星将定点于东经105.6°赤道上空,对中国及周边地区进行高时间分辨率的近实时观测.
【总页数】1页(PF0003-F0003)
【关键词】光学成像卫星;地球静止轨道;高时间分辨率;遥感卫星;空间分辨率;高分辨率;观测能力;实时观测
【作者】邓薇
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】V474.27
【相关文献】
1.高分四号卫星创遥感卫星最高成就 [J],
2.高分四号卫星多项试验完成/高分八号卫星发射成功/天津大型航天器AIT中心启用 [J],
3.暗物质卫星“悟空”成功获取首批科学探测数据/加普惠推出PT6A-140A涡桨发动机油耗可降低5％/高分四号卫星成功发射我国航天“十二五”圆满收官 [J],
4.“长征”四号B火箭成功发射高分多模卫星及“西柏坡”科普卫星 [J], 苗珊珊
5."高分四号"卫星相机在轨温度分析及热设计优化 [J], 于峰;徐娜娜;赵振明
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高分辨率成像技术

高分辨率成像技术近年来，高分辨率成像技术的发展已经为人们的生产、生活和科研带来了极大的便利和帮助。

以前在诸多领域的瓶颈问题，现在也可以通过高分辨率成像技术来得到一定的解决和完美。

本文就从高分辨率成像技术的发展历程、应用场景和未来发展方向这些方面对高分辨率成像技术做一简要的介绍。

一、高分辨率成像技术的发展历程高分辨率成像技术是多个学科交叉融合的产物，发展历程可以追溯到20世纪初。

以遥感技术为例，自从1960年美国创建首个卫星——TIROS-1，遥感技术就开始逐渐成熟，进而涌现出了包括SPOT、Landsat、EO-1等一批具有重大影响的高分辨率成像技术。

此外，Yuzuru Takashima等人在1985年首次提出的共焦点激光雷达 (Confocal laser scanning microscopy，CLSM）是高分辨率成像技术中的代表。

CLSM在显微镜领域中，通过单个像素的点加一次反馈扫描，减少了这种本征杂散光对测量精度和空间分辨率的干扰，大幅度提高了显微镜图像建设的质量和进行量化分析的能力。

尽管正在使用的共焦点激光雷达已经得到有效改进, 但仍有很多人在通过CLSM成像来了解微观器件或生物体的潜在机制。

目前, 在一个简单的手持相机中，可见光图像采用使成像所需分辨率达到数百万像素的CMOS图像传感器,这一领域的技术也得到了长足的发展。

相比传统的工艺, 采用硅晶精细加工技术的CMOS图像传感器, 提高了成像质量和性能, 进一步拉开了数字成像质量和高分辨率成像技术的距离。

同时，利用多种传感器技术，比如以磁性场为基础的磁共振成像（MRI）、触觉（Tactile Sensing）传感器、激光散斑成像法等，也对高分辨率成像技术发展产生了积极的推动作用。

二、高分辨率成像技术的应用场景高分辨率成像技术广泛应用在遥感、医学、生物、数码相机、展示等众多领域。

以下仅就其中几个应用场景做一简要介绍。

1. 遥感遥感技术利用卫星、飞机等平台收集地面数据，通过专业的软件处理提取出有用的信息。

高分辨率卫星遥感技术的进展与应用

高分辨率卫星遥感技术的进展与应用高分辨率卫星遥感技术是一项现代化的科技手段，随着卫星技术的不断发展，遥感技术的应用范围也不断扩大。

这种技术以其高效、精确、准确的特点，成为了现代科学领域中不可或缺的重要手段，并广泛应用于环境监测、农业、城市规划、国土资源调查、自然灾害预警等领域。

本文将重点关注高分辨率卫星遥感技术的进展与应用。

一、高分辨率卫星遥感技术的发展历程高分辨率卫星遥感技术在技术的不断进步中经历了一系列变革。

20世纪50年代初期，美国开始运用摄影、空中拉线照相、无线电通信等手段进行卫星遥感。

到1972年，美国的第一颗LANDSAT卫星搭载有多光谱扫描仪，并且拍摄了美国的一些土地、岛屿等。

随着遥感技术的发展，多个国家陆续推出了自己的高分辨率卫星遥感技术，卫星的分辨率不断提高。

2005年，我国首次成功发射了高分辨率遥感卫星，自此便打开了我国在遥感技术领域的新篇章。

目前，我国高分辨率遥感卫星的分辨率约为1-5米，已经可以在不同领域中实现高精度的应用。

二、高分辨率卫星遥感技术的应用范围高分辨率卫星遥感技术的应用范围非常广泛，下面我们将阐述一些典型的应用场景。

1.城市规划城市规划是一项复杂的工程，需要从不同方面做出正确的判断和调整。

高分辨率卫星遥感技术可以从宏观角度全面精确地观察城市的各个区域，包括建筑规模、装饰、位置等信息。

城市规划人员可以根据这些信息进行细致的分析和规划，以适应城市的发展和需求。

2.环境监测高分辨率卫星遥感技术可以通过获取卫星图像，精确地观察和监测空气质量、水污染、土地质量等环境指标，及时掌握区域内生态环境情况。

对于生态环境保护部门、国土资源部、水利部等部门具有重要参考价值。

3.资源调查高分辨率卫星遥感技术的应用可以帮助国土资源等部门及时获取土地、森林等资源的信息，包括类型、分布、面积等，这对于自然资源的保护和开发利用都有非常大的作用。

4.农业高分辨率卫星遥感技术可以在农业研究中发挥重要作用，帮助农业领域人员掌握农田地块的信息，包括土壤质量、灌溉情况等，以为种植农作物提供依据，更好地控制作物产量和质量。

关于地球静止轨道卫星文章

关于地球静止轨道卫星文章1.引言1.1 概述概述地球静止轨道卫星是指位于地球赤道上空，与地球自转保持同步的轨道上运行的人造卫星。

它们具有特殊的轨道特征和运行规律，是现代通信、气象、广播、导航等多个领域的重要工具和设备。

地球静止轨道卫星的运行轨道是指其绕地球运行的轨道平面与地球赤道平面重合，且在轨道上的运行速度与地球自转速度保持同步。

这种轨道的选择是基于实际需要和科学考量的结果，可以最大限度地减少卫星对地面的运动，从而使卫星在特定位置上保持相对静止。

根据国际标准，地球静止轨道卫星的轨道高度为35800公里。

地球静止轨道卫星被广泛应用于各个领域。

在通信方面，卫星提供了广域覆盖和可靠的通信服务，使得人们可以在任何地方进行电话、传真、电视广播和互联网接入等通信活动。

气象卫星利用地球静止轨道的特点，可以全天候地实时监测和预测气象变化，为气象灾害的防范和预警提供重要支持。

此外，地球静止轨道卫星还被用于导航、科学研究、广播电视等领域，为人类社会的各个方面提供了全方位的服务。

随着技术的不断发展和进步，地球静止轨道卫星的应用将会越来越广泛。

未来，我们可以期待地球静止轨道卫星在更多领域的应用，为人类创造更多便利和可能。

总之，地球静止轨道卫星是现代科技的重要成果，它们具有特殊的轨道特征和广泛的应用前景。

通过深入了解地球静止轨道卫星的定义和应用，我们能更好地认识和利用这一科技成果，推动人类社会的进步和发展。

文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写：1.2 文章结构本文将分为三个主要部分，分别是引言、正文和结论。

引言部分将对地球静止轨道卫星进行概述，并说明本文的目的。

正文部分将详细介绍地球静止轨道卫星的定义以及其应用领域。

最后，结论部分将对文章进行总结，并展望下一步可能的发展方向。

在引言部分，我们将首先对地球静止轨道卫星进行概述，介绍其基本概念和特点。

然后，我们将说明本文的目的，即通过对地球静止轨道卫星的研究和应用进行探讨，来帮助读者更好地了解和认识这一领域。

地球静止轨道高分辨率相机系统控制技术应用

地球静止轨道高分辨率相机系统控制技术应用地球静止轨道高分辨率相机系统控制技术应用随着人类技术的不断发展，航空航天领域中的高分辨率相机技术也取得了显著的进步。

在现代空间观测中，地球静止轨道高分辨率相机系统是一个重要的工具。

针对这种技术，本文将探讨其控制技术应用并分析其优缺点。

地球静止轨道高分辨率相机系统的控制技术应用主要包括图像采集与处理、相机姿态控制、相机对准及对焦控制等方面。

图像采集与处理是系统的重要组成部分，通过合理的图像采集策略以及高效的图像处理算法，可以在多光谱、高分辨率等方面实现更为突出的性能。

这需要对相机系统的控制技术有充分的掌握，了解相机技术的相关知识和基础，充分发挥相机系统的性能。

相机的姿态控制是相机系统控制的重要组成部分之一。

在地球静止轨道上，当相机旋转或转动时，其姿态信息即发生改变，从而影响到图像的成像质量。

针对这种情况，在相机系统的控制中，需要实现相机姿态控制，通过合理的算法和控制模型，对相机的旋转和转动进行控制，从而保证相机姿态信息的稳定，从而达到最好的成像效果。

相机对准以及对焦控制是相机系统控制的另一个重要方面。

由于地球静止轨道的高度，相机与地球之间的距离相对较高，因此传感器成像物体的大小较小，而且目标距离变化较小，相机对准与对焦控制变得尤其关键。

在相机系统的控制中，我们需要更好的算法和控制模型，通过控制相机的对准并精确对焦来实现最佳成像效果。

总的来说，地球静止轨道高分辨率相机系统控制技术应用能够帮助我们实现更好的成像效果。

但是其控制技术应用也存在一些缺点。

比如相机姿态控制需要对传感器、惯性仪及控制算法等都有较高的要求；对准与对焦控制需要通过高级算法实现，其控制复杂度相对较高，需要用优秀的工程师来完成。

总结：综上，地球静止轨道高分辨率相机系统的控制技术应用是航空航天领域的重要工具之一。

随着控制技术的发展，相机系统的成像性能会不断得到完善，为我们更好地了解地球上的形态、状况等提供更好的服务。

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第39卷第4期航天返回与遥感2018年8月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING55静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况李果孔祥皓（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）摘要近年来，随着光学载荷成像技术和卫星姿态控制技术的发展，出现了在地球静止轨道实现几百至几米分辨率光学成像卫星的相关研究，此类卫星运行在地球静止轨道上，可长期驻留于固定区域上空，具有实时任务规划与响应能力，在灵活的任务编排、实时动态监测、多任务适应的工作模式等方面具有低轨卫星不可比拟的优势，能够实现“同时具有高空间分辨率和高时间分辨率”的天基光学遥感能力。

文章调研了世界各国静止轨道高分辨率光学成像卫星的发展现状，进一步分析了适合静止轨道成像的新型成像技术及静止轨道高分辨率光学成像卫星载荷与平台一体化设计技术的发展趋势，并在此基础提出了中国发展静止轨道高分辨率光学成像卫星的启示和建议。

关键词地球静止轨道光学成像卫星新型成像技术中图分类号: TP7文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2018)04-0055-09DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2018.04.007Overview and Development Trends of High-resolution OpticalImaging Satellite at Geostationary OrbitLI Guo KONG Xianghao（Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China）Abstract Recently, with the developments of optical imaging and satellite attitude control technologies, studies on high-resolution (from hundreds to a few meters) optical imaging satellite at geostationary orbit have caught more and more attentions. At the geostationary orbit, the advantage in long integral time can be utilized adequately to meet the demands of military and civilian users. This paper presented the development status of global new imaging technology and high-resolution optical imaging satellite at high orbit. And then, the development trends of these technologies were further discussed. In the end, based on this analysis, inspirations and suggestions were depicted on how to develop the high-resolution optical imaging satellite at high orbit in China.Key words geostationary orbit; optical imaging satellite; new imaging technology0引言地球静止轨道对地观测技术非常适合于对地球进行长期的连续监视。

但由于轨道高度高，成像物距是近地轨道的数十倍，早期在光学成像载荷技术能力的限制下，难以获得高空间分辨率探测图像，因此其发展多在对空间分辨率要求不高的气象卫星和导弹预警卫星领域。

21世纪初，随着大口径主镜成像技术、可展开式光学成像技术、光学合成孔径成像技术以及衍射望收稿日期：2018-06-1956航天返回与遥感2018年第39卷远镜技术等新型成像技术的发展，静止轨道高分辨率光学成像技术开始蓬勃发展，各国纷纷提出了各自的静止轨道高分辨率光学成像卫星计划[1-3]。

本文从典型国家的发展计划和专项技术的发展趋势两个维度对静止轨道高分辨率光学成像卫星发展情况和发展方向进行调研和分析，并基于调研和分析的结果，提出我国静止轨道光学成像卫星发展的建议和启示。

1发展概况1.1 美国美国在“锁眼”侦察卫星（KH-12）、“哈勃望远镜”（Hubble）等卫星上早已实现主镜口径2.4~3m，据推测，目前具备在地球静止轨道实现5m左右分辨率的技术能力。

但由于美国各类可以用于军事侦察的低轨光学卫星数量非常多，天基之外的侦察手段也很完备，对地球静止轨道低于5m分辨率的需求并不强烈。

因此美国并未在基于整体式主镜的静止轨道光学遥感卫星方面开展实质性工作。

美国从上世纪80年代末便制定了对于整体式主镜之外的新型光学系统的研究发展规划，从研究进程来看，美国正力图通过大型空间望远镜James Webb项目（JWST）的发展。

逐步解决可展开式成像技术，提高技术成熟度，随后应用到静止轨道对地观测领域[4-5]。

JWST望远镜如图1所示，采用三反同轴消像散光学系统，焦距131.4m，主镜口径约6.5m，主镜面积为25m2。

系统中加入快速像稳定镜提高光轴稳定度。

图1 James Webb望远镜设计Fig.1 Design of “James Webb”此外，在光学合成孔径光学系统方面，美国的其它研究包括：美国麻省理工学院空间系统实验室（MIT）基于Golay-3布局的自适应侦察光学卫星项目（ARGOS）、波音公司基于Golay-6布局的静止轨道对地光学遥感器项目等等。

目前，光学合成孔径成像的理论研究已经较为成熟，并针对需要解决的关键技术进行了一些地面试验。

总体来说，距离工程应用还有非常大的差距。

1.2欧洲发展相比于美国，欧洲的静止轨道光学遥感卫星发展起步略晚，开始于21世纪初。

欧洲的新型光学成像技术大多参考美国，在技术攻坚的过程中，欧洲同样难以攻克稀疏孔径成像技术和基于编队飞行的光学干涉合成孔径成像技术，相关例子如达尔文（DARWIN）计划被取消。

但另一方面，欧洲单体大口径反射成像系统发展较为顺利，曾在2009年发射了口径达3.5m的赫歇第4期李果等: 静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况 57尔空间天文望远镜（Herschel ），欧洲以此为技术基础积极发展静止轨道光学遥感卫星成像载荷，同时发展具有高姿态控制精度和高敏捷性能的静止轨道光学遥感卫星平台。

欧空局在2005年4月召开的第一届欧洲AAAI 军事空间国际会议上，初步确定了实现静止轨道高分辨率对地观测的技术路线和技术途径，如图2所示[6-7]：图2 欧空局静止轨道高分辨率对地观测技术路线 Fig.2 Technical route of high-resolution observation at GEO orbit by ESA在静止轨道高分辨率光学成像技术领域，欧洲阿斯特留姆（Astrium ）公司实力最强，开展了一系列卫星的研制，表1所示为欧洲Astrium 公司面向地球静止轨道（GEO ）高分卫星工程化的发展计划。

表1 欧洲Astrium 公司面向GEO 高分卫星工程化的发展计划Tab.1 The development plans of Astrium company on high-resolution observation project at GEO orbit卫星空间分辨率/m 相机装配的主反射镜口径/m备注 COMS-1 500 0.14已于2010年发射，法国帮助韩国研制。

有效载荷设计为Geo-Oculus 进行了技术铺垫。

Geo-Africa 25 0.92010年完成预研，并宣布完全有能力制造 Geo-Oculus 10 1.52009年完成预研，目前部分技术尚不成熟 HRGeo 34 计划2020年后发射，于2013年4月对应用需求进行了论证1.3 韩国发展韩国航空航天研究所（KARI ）和阿斯特留姆公司（Astrium ）合作研制了首颗静止轨道海洋观测卫星COMS ，COMS 卫星通过Ariane5 V195火箭发射成功。

其上搭载了地球静止轨道海洋水色成像仪（GOCI ），可用来监测朝鲜半岛周边海域水色情况。

GOCI 载荷地面像元分辨率500m ，幅宽500km ，共8个谱段，光谱分辨率10~40nm ，平均信噪比优于1 000。

GOCI 载荷质量83.3kg ，峰值功耗106W ，是COMS 卫星的3个载荷之一[8]。

在GOCI 载荷取得成功的同时，韩国宇航局提出了GOCI-2载荷的研制计划，其地面像元分辨率提高到250m ，谱段数增加到13个[9-10]。

2 成像技术发展趋势分析通过目前的技术跟踪情况来看，静止轨道高分辨率光学成像技术对于新型成像技术、载荷与平台一体化设计技术的要求越来越高，图3为静止轨道高分辨率光学成像技术发展趋势。

58航天返回与遥感2018年第39卷图3 静止轨道高分辨率光学成像技术发展趋势Fig.3 Development trends of high-resolution optical imaging satellite at geostationary orbit2.1新型成像技术由于受发射平台载荷舱体积和质量、光学材料、制造工艺、机械结构、成本等诸多因素的限制，光学系统口径大于3~4m后已经无法进一步增大。

因此，为在地球静止轨道发展分辨率高于5m的对地观测系统，必须寻求传统的整体式主镜之外的技术途径。

为此，欧、美从20世纪90年代开始，开始开展各种新型成像系统的研究，以满足静止轨道高分辨率成像的需要。

先后提出的研究方案种类繁多，主要包括空间可展开光学系统、光学合成孔径成像系统、衍射成像光学系统等。

美、欧等国采用的静止轨道光学成像技术的发展概况如表2所示。

（1）空间可展开光学技术在众多的新技术中，可展开光学系统是实现大口径空间光学系统的主要技术途径之一。

可展开光学系统是指在发射时折叠为一个可接受的尺寸，到达预定轨道后再展开的光学系统；光学系统的主镜由一些较小尺寸的超轻、主动控制的分块镜组成，发射后在轨道上按要求的方式展开、锁定，在自适应光学系统的控制下“拼接”成一个共相位主镜。

可展开光学系统有效地解决了整体式大口径光学系统研制和发射中难以克服的种种问题，使轻量化、大口径遥感器的实现成为可能[11]。