高分四號衛星是由中國航天科技集團公司空間技術研究院（航天五院）研製的一顆50m解析度地球同步軌道光學衛星。
高分四號運行在距地36000公里的地球靜止軌道，與此前發射的運行於低軌的高分一號、高分二號衛星組成星座，具備高時間解析度和較高空間解析度的優勢。
高分四號衛星是中國第一顆地球同步軌道遙感衛星，採用面陣凝視方式成像，具備可見光、多光譜和紅外成像能力，可見光和多光譜解析度優於50m，紅外譜段解析度優於400m，設計壽命8年，通過指向控制，實現對中國及周邊地區的觀測。
2016年6月13日，我國首顆地球同步軌道高解析度對地觀測衛星高分四號正式投入使用。
基本介紹
- 中文名：高分四號衛星
- 外文名：High score four satellite
- 發射時間：2015年12月29日0時04分
- 發射地點：西昌衛星發射中心
- 發射用火箭：長征三號乙運載火箭
- 重量：4600kg
- 解析度：50m
- 研製單位：中國航天科技集團空間技術研究院
發展沿革,研製背景,研製歷程,成功發射,技術特點,功能配置,主要套用,性能參數,研製意義,投入使用,
發展沿革
研製背景
低軌遙感衛星空間解析度高，看得更清楚，但一次成像觀測視野較小，對固定區域重訪所需周期較長，時間解析度較低。而高軌遙感衛星恰恰可以彌補低軌遙感衛星的不足，兩者結合使用才能發揮出更大效益。
正是由於這種需要，高分四號衛星被納入中國高分專項工程計畫，並於2012年正式立項，開始工程研製。
研製歷程
時間 | 內容 | 參試單位 | 備註 |
2015年3月 | 高解析度光學遙感相機振動試驗 | 航天五院 | 完成 |
2015年4月 | 高軌高解析度光學遙感相機熱環境試驗 | 五院508所 | 完成 |
2015年5月 | 整星加注流程驗證試驗 | 五院502所 | 完成 |
2015提6月 | 整星力學試驗及星箭對接分離試驗 | 五院 | 完成 |
2015年11月11日 | 衛星出廠審定工作 | 聯合審核組 | 完成 |
成功發射
2016年1月5日，高分四號衛星發回首幅圖像。圖像質量優越，達到預期目標。36000公里軌道高度、50米解析度，高分四號衛星填補了我國乃至世界高軌高解析度遙感衛星的空白。此次成功成像，意味著衛星抓總研製單位——中國航天科技集團公司五院在多項關鍵技術上實現了突破。
2016年2月3日，國防科技工業局對外公布了高分四號衛星獲取的首批影像圖。此次發布的圖片選取了北京、新疆火焰山、西藏納木錯、甘肅敦煌、珠穆朗瑪峰、黃河三角洲、珠江三角洲、湖北丹江口、黃河小浪底、澳大利亞等衛星影像。“反映了不同地貌影像特點及生態環境監測、林火監測等情況。
技術特點
高分四號重約5噸，設計壽命8年，定位於東經110度的赤道上空，即海南島的正南方，利用長期駐留固定區域上空的優勢，能高時效地實現地球靜止軌道50米解析度可見光、400米解析度中波紅外遙感數據獲取，這是中國國內地球靜止軌道遙感衛星最高水平，在國際上也處於先進行列。
高分4號的可見光解析度為50米，航母在其圖片上是由7個像素組成的模糊圖像，日益完善的自動識圖軟體可以迅速完成標定。但由於像素太少，因此無法將其與遍布西太平洋的超級油輪區分開，不能直接識別目標。
由於軌道、環境和要求的巨大區別，“高分四號”的設計與近地軌道遙感衛星有很大的區別，五分是平台還是光學感測器都無法原樣照搬。
“高分四號”位於遙遠的靜止軌道，和地面直線距離約3．6萬公里，幾乎是近地軌道高度的上百倍。差之毫厘繆以千里，如果衛星姿態偏差角秒，地面上就會偏差數公里，拍攝高質量的衛片對衛星的姿態穩定性提出了高的要求，還要求儘可能降低自身的振動。靜止軌道是地球軌道上受到太陽活動影響最嚴重的區域，平時靜止軌道直而來自太陽和星際空間的高能輻射；如果太陽發生磁暴或是其他劇烈的活動，靜止軌道可能被范艾倫輻射帶(環繞地球的高能粒子輻射帶)吞沒，太空飛行器將而對更危險的高能粒子，引發工作異常“高分叫號”對抗輻射能力要求高。靜止軌道上沒有大氣阻力的影響，無需近地軌道那樣考慮大氣阻力引起的軌道衰減，但太陽光壓和日月的引力攝動，會影響衛星的軌道穩定性，尤其是南北向需要不小的軌道維持需求，很多近地軌道遙感衛星運行住500～600公里高度，軌道維持壓力更小；靜止軌道的衛星還面對更苛刻的溫控環境，長時間受到太陽光照後照射區域與背光區域的溫差可能達到卜百攝氏度，這就要求設計更強大的熱控系統控制衛星的溫度變化，防止出現衛星過熱失效等故障。
功能配置
高分四號衛星配置一台可見光50m/中波紅外400m解析度的面陣相機，兼具可見光和紅外線全天候成像能力。可見光譜段解析度50米，中波紅外譜段解析度400米，相當於從3.6萬公里外看見大油輪，代表我國地球同步軌道遙感衛星最高解析度水平。”
高分4號裝有2個對地高增益信號傳輸天線，其數據下傳碼速率為每秒300兆，一幅照片只需要3～4秒即可完成傳輸，據此推測其不調整衛星姿態時的拍照速度與此相當。高分4號每張照片覆蓋範圍約16萬平方公里，完成對西太平洋一千萬平方公里海區的覆蓋約需60張，4～12分鐘即可完成拍攝，足以承擔對航母群的快速偵察任務。
主要套用
高分四號（GF-4）衛星於2015年12月29日在西昌衛星發射中心成功發射，是我國第一顆地球同步軌道遙感衛星，搭載了一台可見光50米/中波紅外400米解析度、大於400公里幅寬的凝視相機，採用面陣凝視方式成像，具備可見光、多光譜和紅外成像能力，設計壽命8年，通過指向控制，實現對中國及周邊地區的觀測。高分四號衛星可為我國減災、林業、地震、氣象等套用提供快速、可靠、穩定的光學遙感數據，為災害風險預警預報、林火災害監測、地震構造信息提取、氣象天氣監測等業務補充了全新的技術手段，開闢了我國地球同步軌道高解析度對地觀測的新領域。同時，高分四號衛星在環保、海洋、農業、水利等行業以及區域套用方面，也具有巨大潛力和廣闊空間。高分四號衛星主用戶為民政部、林業局、地震局、氣象局。
性能參數
軌道類型：地球同步軌道
軌道高度：36000km
定點位置：105.6°E
研製意義
高分四號衛星的研製開闢了中國高軌高解析度對地觀測技術的新領域，大幅提高了中國遙感衛星的整體設計水平，對於掌握新一代遙感平台的長壽命、高可靠、高精度定位及快速機動等核心技術，提高中國高性能遙感光學有效載荷技術水平具有重要意義。
"高分四號"衛星在軌設計壽命8年，將是中國首顆遙感類8年長壽命衛星。為確保衛星在複雜的空間環境裡抗高溫、抗輻射，其材料及設備不會衰變或發生故障，研製團隊對能源、控制、元器件和原材料等關鍵因素進行系統改進。記者從衛星系統的研製方中國航天科技集團公司第五研究院獲悉，為避免相機受曬影響成像功能，研製團隊提出"陽光規避模式"。還開展了一系列星上部件長壽命試驗驗證。
投入使用
從國家國防科技工業局獲悉：我國首顆地球同步軌道高解析度對地觀測衛星高分四號今天正式投入使用。高分四號衛星在軌運行的6個月時間內，圓滿完成衛星平台系統測試、衛星載荷系統功能測試、星地一體化和地面系統測試、業務套用測試等任務，狀態良好，達到研製設計要求。
2022年1月8日，對災區進行觀測，同時通過專線直傳、網盤共享和FTP共享等多種方式，緊急共享災區歷史存檔和災後監測數據。
