环境减灾二号：不畏浮云遮望眼

文/ 胡蓝月

9 月27 日，我国环境减灾二号A、B 星成功进入太阳同步轨道。两颗卫星以180 度相位分布于同一轨道面内，接替已经在轨运行12 年的环境减灾一号A、B 星，通过同轨组网，实现全谱段、大视场、高光谱对地遥感监测。

环境减灾二号A、B 星由中国航天科技集团有限公司所属航天东方红卫星有限公司抓总研制，由两颗技术状态相同的光学对地遥感卫星组成。卫星设计寿命为5 年，在满足国家应急减灾、生态环境保护等重大应用需求的同时，兼顾国土资源、水利、农业、林业、地震等行业业务需求，应用领域广泛。

▲ 环境减灾二号卫星效果图

单星能力提升，星座组网融合

“老用户有新需求。”环境减灾二号A、B 星总指挥白照广用一句话概括环境减灾卫星12 年的发展变革。

应应急管理部、生态环境部需要，环境减灾二号星从2008 年开始组织论证，于2012 年并入国家空基规划大系统中。

从发射环境减灾一号A、B 星至今12 年来，我国对地遥感观测能力稳步提升，高分、海洋、资源、气象等民用遥感项目纷纷上天入轨，遥感卫星应用场景和业务需求同步增加。在环境减灾方面，用户要求卫星看得更清、反应更快。

环境减灾二号A、B 星，采用CAST2000 公用卫星平台技术和产品体系，每颗卫星配置有16 米相机、高光谱成像仪、红外相机、大气校正仪4类光学载荷。单颗卫星可以实现可见及红外多光谱数据国土4 天1 张图，双星同轨组网可以提升1 倍效率，实现2天1 张图。

环境减灾二号A、B 星主任设计师马磊介绍，相比环境减灾一号卫星，环境减灾二号A、B 星主要有三方面提升。

其一，数据获取能力提高10 倍。其中，16 米相机载荷由4 台可见光CCD 相机组成，比环境减灾一号星的CCD相机数量增加1倍，通过视场拼接，可以提供幅宽为800 公里的多光谱图像；双星配置红外相机，卫星夜间监测能力大幅提升。

其二，卫星技术性能大幅提升。在保证宽视场遥感的基础上，可见、红外、高光谱数据空间分辨率提高了1～2倍，谱段范围、通道数、光谱分辨率、信噪比大幅提升，满足用户更高精度的定量化应用需求。

▲ 环境减灾二号A、B 卫星模拟图

其三，遥感数据精度更高。卫星研制团队依托卫星平台更高的姿态控制精度，增加多种在轨定标模式，在轨同步获取大气参数，确保遥感数据精度更高、稳定可靠。

“看似载荷相同，但与12 年前相比，卫星能力得到全面提升。”白照广总结，“研制业务星，我们既要确保卫星应用效能高、风险可控，又要保证卫星先进性。”

白照广介绍，环境减灾二号A、B星分辨率16 米、视场800 公里，对标国际水平，在同等分辨率下每种分辨率视场都是最大的，这意味着卫星能在更短时间内看得更广，看得更清。

在提升单星能力之外，环境减灾二号A、B 星还实现了星座项目融合创新。环境减灾二号A、B 星将和高分一号卫星、高分六号卫星组网，通过卫星项目融合提升对地观测效率，对地观测覆盖周期可缩短至一天。

▲ 单星能力提升，星座组网融合

地面依赖少一点，星上处理多一点

遥感卫星对地观测时，地面大气干扰会影响测量精度。为此，卫星研制团队双管齐下，配置了大气校正仪，可实时、同步剔除大气干扰，从底图上提升质量，同时在回传数据中增加姿态、位置信息，使地面处理工作更快更准。

“从依赖地面到星上处理，就是让卫星多一点自主处理，为智能卫星做技术积累。”白照广介绍。“定标”即检测地物辐射特性，“标”就是标准，相当于给卫星遥感这杆“秤”加上“刻度”，遥感数据是否可靠，取决于“刻度表”是否准确。

传统的地面定标效率低，阴天下雨、草黄草青，都会影响定标结果。环境减灾二号卫星采用多种定标模式，确保数据应用精度。依托卫星平台更强的姿态机动能力，探测器可以从横排扫描模式偏航90 度，列成竖队，观测同一地物并记录差值。

偏航90 度定标模式从“高分一号”开始试验，目前已经上星开展业务化应用。

同时，卫星方联合中国气象局开展国内首次对月观测定标活动，着手建立我国的月球定标模型。

地球阴晴冷暖、四季更替给定标带来难度，月球对外辐射光来自太阳的反射光，具有周期稳定性。因此，以月亮为参照是另一种定标思路。目前国际采用的ROLO 模型绝对辐射精度约为5%～10%，随着遥感技术发展，这一精度不足以满足定标要求。白照广认为：“如果建立自己的月球定标模型，精度可以提升至3%。”

在国家重大需求的引领下，卫星的技术水平也得到大幅提升。要满足用户对响应速度和精度的更高要求，从1天重访1 次到每4 个小时重访1 次，再到重访周期提升至小时级、分钟级，开展星座建设是大势所趋。

“卫星成本和生产效率是关键。”白照广介绍，目前部分卫星已经开展流程优化工作，从各环节开始省钱、省时间，为后续小卫星批量生产打好基础。