环境减灾一号A、B卫星在轨运行十周年回顾与展望

白照广（航天东方红卫星有限公司）

1 概述

2008年9月6日，环境与灾害监测预报小卫星星座A、B（简称环境减灾一号A、B，HJ－1A/B）卫星在太原卫星发射中心由长征二号丙火箭发射升空，至2018年9月6日，已整整运行10年。在民政部卫星减灾应用中心的精心运营管理下，目前双星仍在按业务需求开展遥感任务，成为我国寿命最长的遥感卫星。

环境减灾一号A星（左图）、B星（右图）在轨示意图

2 在轨运行情况

HJ－1A/B卫星入轨后，于2008年10月13日完成双星轨道控制，形成180°相位星座布设。为维持双星相位，2010年5月22日、2012年3月7日至3月10日对星座相位维持实施了二次轨控。2014年，卫星降交点地方时已由标称值10∶30漂移到9∶20左右，整星发电能力受到较为严重的影响。2014年3月11日开始对星座实施了卫星倾角的调整，增 加0.3056°，使得卫星降交点地方时开始向正午漂移。2016年以后，卫星相位差拉大，考虑到卫星处于寿命末期，卫星以保寿命运行为主，未再进一步进行轨道调整。

经过10年的运行，卫星太阳电池阵发电电流相对入轨初期衰减0.6～1.8A左右。目前卫星能源仍能满足负载运行要求。卫星运行姿态稳定，整体工况良好。姿态指向精度维持在0.1°以内，姿态稳定精度维持在0.01°/s以内。星上温度环境适宜，蓄电池组温度水平一直保持在3.3～8.8℃正常范围内,其他舱内设备保持在0～30℃以内，随运行时间整体上呈微微上涨趋势，平均每年增加0.5℃。卫星星务、测控等主要功能正常，具备支持遥感业务持续运行的能力。运行10年期间，A星使用燃料12.0kg，剩余燃料9.9kg；B星使用燃料9.7kg，剩余燃料10.7kg。双星仍有一定轨道调整能力。

3 经验与成果

开创了我国民用遥感四大系列之一——环境减灾系列，提升了我国环境与灾害监测能力与水平

作为环境减灾首组卫星，HJ－1A/B卫星的成功超寿命运行开创了民用遥感卫星新系列。双星不仅很好完成科研卫星的新技术验证任务，而且圆满完成3年任务要求，并超寿命运行，极大提升了卫星应用价值，为我国空间基础设施建设节约了成本，实现了科研与业务成功并举，这在我国新型卫星系列首组卫星运行寿命表现上难得一见。

10年积累的卫星遥感数据，已成为我国基础遥感数据的重要组成，可为后续遥感历史数据分析提供强有力支撑。

助推了我国卫星环境、减灾应用中心建设和运营，为其他行业和国际社会提供了丰富遥感数据源

依托环境减灾卫星数据源建设了卫星减灾应用中心、卫星环境应用中心，并持续以双星数据源为主开展了环境与灾害监测等遥感业务工作，提升了我国环境与灾害监测的能力与水平。

卫星数据在国土、农业、气象、海洋等多个行业得到了广泛应用，充分体现了一星多用、小卫星大作为的能力。

卫星减灾应用中心和资源卫星应用中心在国际减灾事务上开展了环境减灾卫星遥感数据服务，扩展了我国航天在国际上的影响力。

多要素、高时效遥感卫星星座设计技术得到了应用，扩展了我国卫星遥感设计技术内涵

双星是集可见光、短波红外、中波红外、长波红外及高光谱等的多要素、高时效多功能遥感组合体，可为应用提供各类遥感信息。双星差异化载荷配置，既保证了主遥感要素高时效覆盖遥感，又确保辅助遥感要素多手段实现。

双星同轨180°相位运行，实现了地面图像2天覆盖的观测能力，需要精准的轨道设计和卫星面质比设计等，同时也考验和提升了星座运行管理技术能力和水平。

新型遥感器技术得到成功应用，推进了我国遥感器技术的发展

新型的基于双相机视场拼接的30m分辨率、四谱段可见光、720km大视场遥感技术得到实现和应用，为大范围地物可见光信息获取提供了手段，同时提升了我国大视场遥感器设计水平。

新型的基于旋转扫描、机械制冷的150m分辨率短波、300m分辨率中/长波红外、四谱段720km大视场红外遥感器技术得到实现和成功应用，为地物红外信息获取提供了手段，同时提升了我国红外遥感器设计水平。

国内首台基于傅立叶变换可实现110个谱段、100m空间分辨率、纳米级光谱分辨率、50km幅宽、±30°摆镜（可视视场720km）的高光谱成像光谱仪成功得到在轨应用，为地物精细特征获取提供了强有力观测手段，同时实现了我国高光谱空间遥感技术突破，丰富了我国遥感器种类。

小卫星平台可靠性水平得到提高和充分验证

基于系统、分系统、单机的多级冗余与故障监测的低配置高可靠的小卫星平台的长寿命设计技术得到了在轨充分验证，充分利用软件可更改实现了卫星可靠性增长和在轨多起异常处理，确保了卫星的高可靠性。

基于能源安全、功能安全、部件安全、指令安全的多级容错或安全模式设计，确保了卫星运行稳定及故障安全规避，保障了卫星长寿命运行。

卫星可用性设计是提高卫星使用效能的重要保证

基于成像开始时间、成像时长的相对程控指令技术得到了成功应用，将以往数十条指令，压缩到一条指令中，大大压缩了卫星业务测控工作量，简化了卫星操作，提高了过境测控弧段的利用率。增加了任务指令错误或冲突容错、检错能力，降低操作与业务运行风险，深化了面向应用的可用性设计内涵。

开创了亚太空间技术合作新模式

环境减灾一号A卫星又称为“亚太多任务小卫星”（SMMS），装载了泰国负责的亚太合作项目Ka频段通信试验分系统（KABES），成功开展了在轨通信试验任务，加强了亚太空间技术合作，为后续亚太空间技术合作与开发开创了新模式。

4 发展与展望

基于我国环境与灾害面临的严峻形势，环境与灾害监测一直是我国政府持久关注的事业，环境减灾后续卫星已经纳入《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015－2025年）》中。新一代环境减灾卫星将在遥感性能、图像质量、成像效能、卫星可靠性上进一步提升能力，主要包括：

1）首批双星载荷配置相同，仍按同轨180°相位组网，可见光、红外可实现2天的覆盖观测，高光谱可实现2天的重访观测或14天的覆盖观测。

2）多光谱可见光遥感谱段增加到5个，在保持720km大视场遥感同时，空间分辨率提升到16m。

3）红外遥感谱段将扩展到9个，在保持720km大视场遥感同时，空间分辨率提升到48m（短波）/96m（中长波）。

4）高光谱遥感谱段扩展到短波，谱段数增加到220个，空间分辨率提升到48m，视场扩展到96km。

5）双星提升了数据传输码速率和成像时间，加大了星上数据存储空间，可支持境外成像能力的扩展或境外数据站接收能力的提升。

6）卫星将采用更高姿态指向与姿态稳定精度平台，实现角秒级姿态测量和每秒万分之五度量级的姿态稳定能力，可实现图像无控制定位精度达百米以内。

7）卫星设计寿命将提升到5年以上。

8）双星可与已在轨的高分一号、高分六号卫星组网协同运行，有效避免任务重叠，进一步实现16m遥感数据1天覆盖观测的能力，极大地提升卫星遥感效能。

随着我国人民对美好生活追求的新需求及“一带一路”倡议等的推进，环境减灾卫星技术与水平将得到不断的提升，卫星遥感数据不但在我国国民经济建设中发挥重要作用，也会在国际环境与减灾事务中发挥重要作用。