“地质一号”高光谱遥感小卫星载荷研制成功

学术   2025-01-01 08:18   湖北  

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“地质一号”高光谱遥感小卫星的载荷设计与组装工作(见图1左)已圆满完成,相机已经成功通过实验室定标(见图1右)。面向生态文明、新一轮找矿突破等国家重大需求,“地质一号”是地矿行业服务资源环境探测、调查、评估需求的新一代高光谱遥感智能小卫星。该卫星由中国地质大学(武汉)牵头,联合中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所等单位研制,中国地质大学(武汉)王力哲教授担任工程总师,预计2025年上半年择机发射

“地质一号”基本参数详见图2,卫星重83kg,采用520公里高的太阳同步轨道,具备强大的遥感探测能力其可见光成像分辨率达到14m,短波红外成像分辨率为30m,覆盖波长范围从400nm2480nm,涵盖了26个谱段(见图3特别是在1000~2500nm的短波红外区间设计了10个关键谱段,为复杂地质特征的探测、监测、识别、解译与分析提供了强大的技术支持。这一创新设计突破了传统地质遥感依赖人力密集型操作的技术局限,大大提高了地质要素的识别精度。地质一号卫星将为矿物、岩性、蚀变信息、土壤、水体等多种地质和环境要素的探测提供强有力的支持,开创了遥感技术在地质勘探中的新应用。

“地质一号”卫星团队针对载荷设计、光学配置以及结构集成等关键环节进行了多项技术创新与优化,成功平衡了高光谱成像的技术需求与小卫星平台在体积、重量、功耗等方面的多重约束。为了实现这一目标,相机框架采用碳纤维铺层优化设计,通过结构优化铺层方向刚度实现高度轻量化;此外,卫星载荷采用了可见光和短波红外共用镜头的结构机制,并采用非传统的离轴三反光学设计(图4。通过光路的高效折返,光学系统的复杂性得以有效控制,使其完全适应小型卫星平台的要求。这一创新设计实现了低成本、轻小型化和集成化的卫星平台设计。

“地质一号”卫星的研发是技术创新的结晶,反映了商业航天领域近年来小型化、规模化和大众化的发展趋势。采用商业卫星的先进设计理念,地质一号卫星采用了小型化、高集成、低成本的技术方案,在确保先进性能的同时,大幅降低了成本并提升了研发的效率。这一创新设计为下一步“地质资源环境”小卫星星座的研制提供了坚实的技术基础。

图1  地质一号卫星载荷(左)与实验室定标(右)

图2  “地质一号”卫星基本参数

图3  地质一号卫星 26 个谱段光谱响应函数

图4  “地质一号”载荷光学几何结构
文章信息:王力哲,2025.“地质一号”高光谱遥感小卫星载荷研制成功. 地球科学,50(1). doi: 10.3799/dqkx.2024.149

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地球科学编辑部
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