内容提要

本书分别介绍了光学遥感微纳卫星和智能微纳卫星的发展现状，光学遥感卫星设计任务分析，微纳卫星系统总体设计方法，卫星系统总装、测试及试验方法，微纳卫星系统项目实施规划方法，并针对微纳卫星系统中两个重要的关键分系统，介绍了低成本、高集成度的综合电子设计方法及微纳卫星光学载荷设计方法，最后对智能光学遥感微纳卫星进行了展望。

本书知识系统完整，理论联系实际，紧跟时代前沿技术，对未来智能遥感卫星系统设计具有一定的理论指导意义。本书可作为卫星系统设计、光学载荷设计、卫星产品开发人员的专业技术参考书。

前言

空间光学遥感作为人类感知地球的一种手段，其应用已经广泛深入地球资源普查、环境监测、大气探测、自然灾害监测等领域。空间光学遥感卫星作为空间光学遥感的直接载体，正以其前所未有的观测能力，为人类的生产和生活作出重要的贡献。

随着空间技术的发展，卫星系统的特点已经从传统追求大而全，逐步发展为追求智能、灵巧、分布式，这对卫星系统的成本控制和研制周期提出了更高的要求。因此，卫星系统的设计手段和研制模式正逐步被颠覆和改进。本书着眼光学遥感应用，总结了微纳卫星系统、光学载荷前沿设计方法及研制模式，希望能够为我国遥感产业快速发展提供参考依据。

本书特色之处有两点。

• 实用性强，知识点易接收且理论联系实际。本书规避晦涩的专业术语，由浅入深，可满足学习及工作实践中对专业知识的需求，本书方法可直接用于指导开展实践工作，且卫星设计结构紧凑、成本低廉、满足智能化卫星系统要求。

• 追踪热点，紧跟前沿，具有时代性。本书以软件定义、智能卫星等前沿卫星技术为基础，进行系统设计方法介绍，本书还对基于深度学习理论的超分辨率遥感图像复原技术在卫星系统设计中的应用进行了介绍，可为后续智能光学遥感卫星系统设计提供重要参考。

本书可以作为卫星系统设计、光学载荷设计、卫星产品开发人员的专业技术参考书，航天专业学生专业技术指导书，同时，可作为广大航天科技爱好者的科普读物。

本书的研究工作得到了国家自然科学基金（61976124、61976125、61772139），山东省自然科学基金（ZR2017MF049），山东省高等学校科技计划（J17KA069），山东省社会科学汇划数字山东研究专项（20CSDJ35），烟台市科技计划（2017ZH065）等项目的资助。

感谢一同参与本书撰写的赵峰教授、刘英副研究员，同时感谢为本书提供技术指导和帮助的全体人员。特别感谢李林研究员、占丰研究员、崔占国研究员、姜连祥研究员、刘中伟研究员，感谢你们在宇航技术上给予的指导，你们是我航天事业上的启蒙者和领路人；感谢刘培强教授、李晋江教授、毛艳艳副教授，同时感谢张彩明教授、范辉教授，感谢你们在大数据及人工智能技术上给予的指导，也感谢你们对我科研和教学工作的无私帮助；最后，感谢王晓曼教授、王肇圻教授、王建立研究员、王斌研究员，师恩难忘，感谢你们在光学、电子学技术上给予的指导。

由于撰写时间和作者水平有限，书中难免会存在缺点和错误，敬请读者批评、指正和帮助，感谢所有为航天事业默默奉献的辛劳工作者，向全体航天人致敬！

刘敏时

2021年7月5日

第1章

概述

1.1

卫星光学遥感

光学遥感通过光学手段实现对遥远信息的感知，即通过各种非接触、远距离的光学遥感探测和信息获取技术来进行感知。光学遥感技术为机器安装上了“眼睛”，能够让机器代替人类，随时随地帮助人类获取想要“看”到的事物。光学遥感作为观测的手段，能够搭载到不同的平台上，如飞机、舰船、陆地观测点等。卫星光学遥感作为光学遥感中重要的平台搭载方式之一，将光学遥感设备搭载在卫星的平台上，通过远距离、大角度、全视野来实现对地球上有用信息的观测，已经成为人类生产生活中必不可少的元素之一。