8月24日，北京三號(hào)B衛(wèi)星順利升空并成功入軌。衛(wèi)星上搭載著一臺(tái)由航天科集團(tuán)五院508所研制的0.5米級(jí)高分辨率“天舒相機(jī)”。相比北京三號(hào)A衛(wèi)星“天瞐相機(jī)”，“天舒相機(jī)”的鏡頭口徑更大，視野更明亮，是北京三號(hào)系列衛(wèi)星相機(jī)中的高端旗艦產(chǎn)品。

“天舒”二字源自毛澤東詩(shī)詞《水調(diào)歌頭·游泳》中的“極目楚天舒”，寓意著“天舒相機(jī)”將在太空中飽覽祖國(guó)廣袤大地。

▲ 北京三號(hào)B衛(wèi)星“天舒相機(jī)”研制圖

千里之外，輕松識(shí)別

小轎車(chē)的前后擋風(fēng)玻璃、馬路上的斑馬線(xiàn)、停車(chē)位的劃線(xiàn)、廣場(chǎng)上的人影……這些0.5米大小的目標(biāo)，“天舒相機(jī)”遠(yuǎn)在千里之外也可輕松識(shí)別，是名副其實(shí)的“千里眼”。 

“天舒相機(jī)”采用超長(zhǎng)焦距光學(xué)鏡頭，分辨率達(dá)到目前國(guó)內(nèi)商業(yè)遙感的最高水平。相機(jī)配備了低噪聲的CMOS面陣焦面，可以像單反相機(jī)一樣畫(huà)幅成像，也可進(jìn)行流暢的視頻成像。焦面采用國(guó)產(chǎn)高性能多譜段TDICMOS線(xiàn)陣，能夠像掃描儀一樣推掃成像。

“天舒相機(jī)”將廣泛運(yùn)用在林業(yè)管理、農(nóng)業(yè)管理、城市建設(shè)等方面，如區(qū)分單個(gè)樹(shù)冠、評(píng)估森林火災(zāi)損失、監(jiān)測(cè)非法采伐、評(píng)估農(nóng)作物種植面積、及時(shí)發(fā)現(xiàn)違規(guī)建筑與違法用地等等。

重塑鏡頭，提升成像質(zhì)量

成像質(zhì)量是航天相機(jī)的安身立命之本。為進(jìn)一步提升成像清晰度，挖掘成像系統(tǒng)潛力，五院研制團(tuán)隊(duì)在北京三號(hào)A衛(wèi)星“天瞐相機(jī)”大師級(jí)鏡頭標(biāo)志性的優(yōu)異解像能力的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)了性能更強(qiáng)的光學(xué)鏡頭。
　　

“欲窮千里目，更上一層樓”。相比北京三號(hào)A衛(wèi)星，B衛(wèi)星軌道提高了100多公里，相當(dāng)于成像距離遠(yuǎn)了100多公里?！疤焓嫦鄼C(jī)”的焦距更長(zhǎng)，可適應(yīng)更高的軌道，實(shí)現(xiàn)了“站得高、離得遠(yuǎn)、看得廣、看得清”。

此外，研制團(tuán)隊(duì)增加了主鏡口徑，通過(guò)大光圈鏡頭提升了收集光線(xiàn)的能力和解像力；拓寬了全色成像譜段，可吸納更多的光譜信息，使得彩色圖像細(xì)節(jié)更豐富；增加了消畸變的光學(xué)元件，進(jìn)一步消除了最后殘留的畸變。

豎直裝調(diào)，無(wú)懼重力

地面重力一直是高品質(zhì)鏡頭裝調(diào)無(wú)法繞過(guò)的難題，在精密的航天光學(xué)鏡頭裝調(diào)時(shí)，通常重力造成的幾十分之一波長(zhǎng)的面型影響就會(huì)導(dǎo)致裝調(diào)的失敗。
　　

與北京三號(hào)A衛(wèi)星“天瞐相機(jī)”相比，“天舒相機(jī)”最大的區(qū)別之一就在于其光學(xué)鏡頭采用了豎直裝調(diào)技術(shù)。相比傳統(tǒng)的水平裝調(diào)，該技術(shù)能克服地面重力影響，適用于大口徑相機(jī)的裝調(diào)，技術(shù)上更具挑戰(zhàn)性。以“天舒相機(jī)”為開(kāi)端，攻克豎直裝調(diào)技術(shù)可以為我國(guó)未來(lái)的更大口徑相機(jī)裝調(diào)奠定基礎(chǔ)。

自主智能，方便好用

“天舒相機(jī)”嵌入大量先進(jìn)智能芯片，大幅度提高了智能化、自主化水平。為幫助用戶(hù)更好的使用，相機(jī)在設(shè)計(jì)上也更“貼心”。
　　

相機(jī)采用了與衛(wèi)星同款的高性能CPU，實(shí)現(xiàn)智能最佳成像參數(shù)，并具備自糾錯(cuò)能力。相機(jī)具備斷電保持的記憶調(diào)用功能，讓調(diào)整好的各項(xiàng)參數(shù)不受開(kāi)關(guān)機(jī)的影響，讓使用者更加關(guān)注拍攝的目標(biāo)。相比北京三號(hào)A衛(wèi)星“天瞐相機(jī)”的傳統(tǒng)地面人工調(diào)焦，新增星上自動(dòng)調(diào)焦功能，可以快速適應(yīng)不同遠(yuǎn)近目標(biāo)，方便用戶(hù)使用。
　　

相機(jī)焦面視頻電路具備計(jì)算處理能力、正反向掃描能力以及面陣視頻成像能力，以適應(yīng)衛(wèi)星多種復(fù)雜成像模式。電路的快速驅(qū)動(dòng)能力保證了最佳成像參數(shù)，還可進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。數(shù)據(jù)率比北京三號(hào)A衛(wèi)星“天瞐相機(jī)”快了1倍多，可用于打造數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹案咚俟贰薄?/p>

不畏溫差，“四季常春”

光學(xué)成像系統(tǒng)除了需要提供優(yōu)異清晰的像質(zhì)外（高輻射質(zhì)量），還需要提供優(yōu)異的幾何質(zhì)量，來(lái)保證圖像的幾何位置精度。宇宙之中，忽冷忽熱，溫差極大，相機(jī)只有在極其穩(wěn)定的溫度環(huán)境下工作，才能保證成像的幾何質(zhì)量。為此，“天舒相機(jī)”具備一套精密熱控系統(tǒng)來(lái)保證自身極高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　

“天舒相機(jī)”鏡頭熱控采用創(chuàng)新的多模式控溫技術(shù)，保證鏡頭始終處在最佳的成像溫度環(huán)境中。相比間接控溫技術(shù)，節(jié)省了近200W的熱控功耗。
　　

相機(jī)的多路精密控溫能力，在保障相機(jī)鏡頭自身的同時(shí)，也使安裝在相機(jī)主體上的星敏支架、測(cè)微陀螺等的溫度保持穩(wěn)定，這些姿態(tài)部組件共同保證了相機(jī)圖像的幾何定位精度。

超穩(wěn)防抖，安心拍攝

對(duì)于0.5米級(jí)高分辨成像，極其微小的抖動(dòng)都會(huì)對(duì)成像質(zhì)量造成明顯影響。如何讓相機(jī)在衛(wèi)星機(jī)動(dòng)過(guò)程中，依然“不懼抖動(dòng)安心拍”？
　　

研制團(tuán)隊(duì)將相機(jī)通過(guò)3組可控作動(dòng)桿類(lèi)似懸浮地精確安裝在衛(wèi)星平臺(tái)上，在姿控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制下，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)穩(wěn)定防抖。為了摸索減震效果，研制團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一套微振動(dòng)顫振測(cè)量系統(tǒng)，可以測(cè)出成像時(shí)每個(gè)光學(xué)元件的微小的振動(dòng)情況。在相機(jī)與衛(wèi)星平臺(tái)的親密合作下，保障了成像的質(zhì)量。

“太空直播”，流暢自然

“天舒相機(jī)”利用衛(wèi)星姿態(tài)控制能力，可以對(duì)目標(biāo)“屏息凝視、目不轉(zhuǎn)睛”，實(shí)現(xiàn)高機(jī)位“太空直播”。相機(jī)焦面增加了面陣探測(cè)器，具備熱門(mén)的視頻成像功能，能夠自動(dòng)曝光，使得錄制出的視頻自然流暢，將用于動(dòng)態(tài)監(jiān)視地面、海上、空中活動(dòng)目標(biāo)，甚至還能捕捉到太空中高速運(yùn)行衛(wèi)星的精彩瞬間。

▲五院北京三號(hào)B衛(wèi)星“天舒相機(jī)”研制技術(shù)團(tuán)隊(duì)

打造“中國(guó)高分”品牌，推動(dòng)遙感應(yīng)用的發(fā)展，五院相機(jī)研制團(tuán)隊(duì)將接續(xù)拼搏，不懈追求，為航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)作出新的更大貢獻(xiàn)。