“高分四号”卫星凝视相机的技术特点

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1、航天返回与遥感第37卷第4期26SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2016年8月“高分四号”卫星凝视相机的技术特点马文坡练敏隆（北京空间机电研究所，北京100094）摘要“高分四号”卫星凝视相机具有高时间分辨率、较高空间分辨率和较大成像幅宽的特点。它包含可见光近红外（VNIR）通道和中波红外（MWIR）通道，VNIR通道有5个谱段，MWIR通道有1个谱段，具备昼夜成像能力。相机光学系统为折反射系统，采用分色片实现VNIR与MWIR谱段分离，利用旋转滤光轮将入射VNIR辐射分成5个谱段。VNIR

2、焦面组件采用全局电子快门CMOS面阵探测器；MWIR焦面采用HgCdTe面阵探测器，由脉冲管制冷机制冷到80K。MWIR谱段采用两个黑体进行星上定标。基于用户需求和地球静止轨道环境开展了相机与卫星平台一体化设计、光学系统力学和热学稳定性设计、微振动抑制设计、活动机构长寿命高可靠性设计。关键词凝视相机旋转滤光轮面阵探测器一体化设计“高分四号”卫星中图分类号:TP7文献标志码:A文章编号:1009-8518(2016)04-0026-06DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2016.04.004Techn

3、icalCharacteristicsoftheStaringCameraonBoardGF-4SatelliteMAWenpoLIANMinlong（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractThemultispectralstaringcameraonboardGF-4satellitehasthecharacteristicsofhightem-poralresolution,higherspatialresolu

4、tionandwidercoverage.Itincludesvisibleandnearinfrared(VNIR)channelandmiddlewaveinfrared(MWIR)channel.TheVNIRchannelhasfivespectralbands,whileMWIRchannelhasonespectralbandwithdayandnightimagingcapability.Itsopticalsystemadoptsacatadioptricsystem.Adichroicbeam-split

5、terisutilizedtoseparateVNIRspectralbandsfromMWIRspectralband,andafilterwheelassemblyisusedtosplitthein-comingVNIRradiantfluxinto5spectralbands.TheVNIRfocalplaneassemblyusesCMOSareaarraydetectorwithglobalshutter,whiletheMWIRfocalplaneassemblyusesHgCdTeareaarraydete

6、ctorcooledto80Kbypulsetubecooler.OnboardcalibrationofMWIRspectralbandisachievedwithtwoblackbodies.Integrateddesignofthecameraandtheplatform,mechanicalandthermalsta-bilitydesignofopticalsystem,micro-vibrationsuppressiondesign,long-lifeandhighreliabilitydesignofme-c

7、hanismsareconductedbasedonuser’srequirementsandgeostationaryearthorbitenvironments.Keywordsstaringcamera;filterwheel;areaarraydetector;integrateddesign;GF-4satellite0引言空间分辨率优于1m的低地球轨道（LEO）光学成像遥感卫星已经广泛应用多年，但时间分辨率较低。例如，WorldView-3卫星全色谱段星下点空间分辨率高达0.31m，星下点幅宽为13.1km，通

8、过卫星收稿日期：2016-06-05基金项目：国家重大科技专项工程第4期马文坡等:“高分四号”卫星凝视相机的技术特点27侧摆平均重访时间可达1天。地球静止轨道（GEO）气象卫星具有较高的时间分辨率和较大的成像幅宽，但空间分辨率较低。例如，正在研制的欧洲第三代气象卫星（MTG）全地球圆盘观测的重访时间为1