资源三号总设计师曹海翊

 

        资源三号不但是我国测绘史上一座新的里程碑，打破了民用测绘“零”的记录；同时，在我国系统中，也是一颗璀璨的明星，它实现了四项“中国第一”：第一次实现了我国民用多角度、多光谱综合立体成像；第一次使我国的影像质量及测必威现金回扣精度达到国际先进水平；第一次实现了我国超高码速率数据传输；第一次实现我国5年长寿命设计。

        自2012年初升空以来，资源三号以其稳定的运行表现、良好的数据质量，获得国内外众多客户的赞誉。不仅得到了国内用户的高度评价，而且在国际上也产生了一定的影响力，获得了国际同行的认可。

        这些破纪录成果的取得，是测绘部门与研制部门共同努力的结果。本刊记者独家专访了资源三号的总设计师曹海翊。

        作为中国空间技术研究院总体设计专家，技术学科带头人之一，曹海翊参与了我国第一代传输型的研制，并先后任资源二号、五号的副总设计师。此次，资源三号是曹海翊作为总设计师研制的第一颗。

      “精度”是设计核心

        2005年，资源三号进入立项论证阶段。研制单位中国空间技术研究院与用户单位国家测绘地理信息局就资源三号的总体设计方案进行了长达三年的讨论和分析。

        据曹海翊介绍，资源三号不但需要国土资源调查需求，更主要的是满足国家1：5万立体测必威现金回扣需求，供测绘部门使用。因此的总体设计方案主要围绕提高必威现金回扣像定位精度展开深入分析。“这是资源三号与我国其他的最大区别，也是我们下功夫最多的地方”，曹海翊说，“为了满足影像的高精度，我们在相机、定姿、定轨及时间精度四个方面采用了新技术。”

        在相机设计上，资源三号采用了三线阵测绘相机和分辨率优于6米的多光谱相机。其中，三线阵测绘相机由三部高分辨的全色相机组成，主要用于1：5万地必威现金回扣测绘。“所谓三线阵是以一台朝前、一台朝下、一台朝后的方式排列，沿着一条轨道上飞行的对地表相应位置都有三台相机跟踪拍摄，经过地面处理就可以形成地表的立体影像”，曹海翊说，“全色相机前视、后视全色影像地面像元分辨率优于4米，正视全色影像地面像元分辨率优于2.5米。”

        在定姿设计上，资源三号采用了角秒级定姿技术，配置了国产高精度星敏和国产高精度陀螺，以达到高姿态稳定度和高姿态确定精度；

        在定轨设计上，资源三号采用了厘米级精密定轨技术，配置了高精度GPS接收机以实现高精度定轨；在时间精度设计上，资源三号采用了全新设计的分布式时间系统、微秒级星上时间同步技术和高精度时间自动校准技术。

        这些新技术的采用，为资源三号影像数据取得超出预期效果打下了坚实的基础。

        娘子军的力量

        2008年，资源三号工程获得了国务院的批准，中国空间技术研究院便开始了持续紧张、有序的研制工作。在正式进入研制阶段之前，为了弥补研制经验的不足，中国空间技术研究院又加强了对资源三号设计方案的评审把关，从而确保设计方案准确无误。“只有在研制方案阶段，把所有问题都设计好，都分析好，这样才能确保在进入研制的过程中会比较顺利。”曹海翊说。

         由于资源三号工程从研制到发射只有三年多的时间，时间紧，任务重，中国空间技术研究院面临着发射节点和确保成功的双重压力。据了解，此次负责资源三号研制的核心团队人员非常年轻，整个参与项目的人员多达上千人。为了确保资源三号如期完成，整个研发团队本着对国家高度负责的态度，从的近十万个元器件把关开始,再到每个部件的精心设计,最后到对进行地面验证，每个环节都倾注了研制团队全部的心血，付出了超乎常人想象的努力。

        “在那段时间里，加班是常有的事，有时晚上突然出现问题，大伙也要急忙赶过来进行处理。”曹海翊说。对此，曹海翊特意提到了在三线阵测绘相机研制过程中，由于研发人员有限，每天24小时都有人在为相机的研发进展努力工作。“有一次做相机热实验，恰好是冬天，正值流感高发期，有一人感冒了，最后整个团队都得了感冒，”曹海翊说，“即便如此，相机的研制工作从未间断，他们一直坚守岗位，这让我很感动。”

        而最让曹海翊感动的是，此次资源三号研制团队的女性成员比较多。女性设计师们把细心、细致、追求完美淋漓尽致地倾注到指标分配、系统设计、过程控制及测试验收等每个环节。

        以热控设计为例，三线阵相机对透镜温度要求特别高。女性设计师们对每个部件材料的热耗精确计算，在传统热控措施基础上又采用新型热控材料，保证了相机温度的均匀性和稳定性，确保相机成像质量。

        但这样做的背后，是她们对家庭的牺牲。“她们既是科研人员，同时又是妻子、母亲、女儿，承担着工作和家庭的双重责任”，曹海翊说，“有的女同事，家里还有小孩，每次打电话的时候，小孩子都会在电话里哭着叫妈妈，这时心里就感觉特别心酸。”同时，曹海翊还提到，在三年的研制阶段，很多同事都没有时间照顾家里的亲人。“那时，大伙都以国家和事业为重，把自己的事情都抛到了脑后。”曹海翊说。

        当资源三号第一批影像数据经过处理、加工后，高清晰的必威现金回扣像超出了预期效果。对此，曹海翊表示，“这是整个团队的杰作。”

     寿命由三年提高至五年

        在资源三号总体设计方案中，如何提高寿命也是中国空间技术研究院重点研究的对象。目前，我国寿命为三年。根据资源三号主用户国家测绘地理信息局的需求，资源三号寿命将延长至五年。

        “资源三号的五年寿命，是目前我国寿命最长的低轨，将来寿命可能会更长”，曹海翊说，“寿命大幅度的提升，将会大大提高我国的应用效益。”同时，曹海翊提到，寿命的长短与我国工业基础和产品特性息息相关。由于我国基础工业与先进国家存在一定差距，直接导致我国元器件工艺水平的落后。“比如的太阳翼，当绕轨飞行到阳照区时，温度高达上百度，当飞至阴影区时，温度低至负一百度，这样每天高低温的交替，势必对太阳翼中的焊点产生很大热冲击”，曹海翊说，“如果制造工艺过关，焊点就能抵抗热冲击，那么的寿命会越长，反之则寿命越短。”

        此外，蓄电池的状态对的寿命也会有很大影响。“的蓄电池跟手机的电池一样，其充电次数是有限的。”曹海翊说。在阳照区，通过太阳翼发电，同时给蓄电池充电。而在阴影区，通过蓄电池发电。由于每天在轨运行十六圈，因此，蓄电池充放电次数为每天十六次。

         如今，资源三号已经在轨运行了一年多时间，从传送回的必威现金回扣像质量和定位精度等关键指标来看，影像数据远超了设计的预期要求，获得了用户的一致认可。“目前，资源三号的后续正在处于研发阶段，其分辨率和定位精度都将得到进一步提升。”曹海翊说。 （采访/本刊总编 胡炜 本刊记者 张庆英 撰稿/本刊记者 何溪 李祖林）

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