1.5 小微卫星的特点

1．技术先进、功能密度高、可自主管理、属于智能卫星

随着微电子技术、微机电技术、微光电技术等微米/纳米技术的发展，小微卫星大都采用MEMS中的多重集成技术，即利用大规模集成电路的设计思想和制造工艺，不仅把机械部件像电子电路一样集成起来，而且把传感器、执行器、微处理器以及其他电学和光学系统都集成于一个极小的几何空间内，形成机光电一体化的、具有特定功能的高度集成系统，整星功能密度显著提高。

传统卫星全部由西安卫星测控中心进行测控，测控数据需要人员值班盯守，当多颗卫星同时过境，出现异常报警时，地面处理人员压力极大，而且有可能处理不过来。

目前，随着小微卫星的快速发展，有可能一年发射的卫星就和目前在轨卫星的数量一样多，在该情况下，研制智能化卫星、卫星高度自主管理、在轨故障诊断具有迫切需要解决的关键问题。

传统卫星由于用户任务单一，另外由于星上电子系统智能化水平偏低，大多数卫星的设计和生产都面向特定任务。用户使用时只有特定的几种工作模式和参数可调整。这决定了航天工程中大多数产品都需要进行一些定制化工作。

为了有效提高卫星的易用性、有效降低卫星的研制成本、缩短研制周期，结合目前电子系统迅速发展的特点，借鉴PC和手机的发展方向，研制通用的智能化卫星、软件化卫星，由软件定义卫星是必由之路，可满足各种应用需求，只需应用软件进行加载上注。

同时针对卫星的载荷，采用软件有效载荷方式，设计由通用的硬件处理平台和各种功能应用软件组成，如要实现通信、电子侦察功能，只要加载相应的软件即可。可以通过软件上注进行更新来修改或提升卫星有效载荷的特性，满足不同的用户应用需求。因此，软件卫星技术和软件有效载荷技术可以大大降低卫星研制和发射成本，提升卫星的使用生命周期，实现卫星的一星多能、一星多用。

2．总体费用低廉，风险承受能力强

研制费用低廉是小微卫星的一个显著特点，也是小微卫星受到广泛关注的主要原因之一。现代小微卫星采用全新的集成设计理念和大量微型器件，急剧提高卫星的功能密度及其性价比。另外，由于小微卫星质量很轻，可不使用高成本的大型运载工具进行发射，其总成本可比一般卫星大大降低。

目前小微卫星可采用单星方式完成飞行任务，但是主要还是采用编队、星座方式实现在轨飞行任务，通过多颗卫星组成编队或星座完成单颗大卫星难以胜任的空间任务。单颗卫星失效对整个系统没有根本的影响，而且由于卫星研制费用比较低，可以承担更大的风险，设计人员和用户更敢于使用高新技术，而价格高昂的大卫星对新技术的使用就必须慎重。

3．快速迭代、灵活应用、全新管理

应该特别强调工程研制周期的缩短，在现代经济社会，由于世界空间研究经费已被显著削减，无论政府投资还是私人投资，都十分强调快速实现，无论该工程是军事、商业还是科学试验，都要求能够快速获得回报。小微卫星的研制周期很短，在技术成熟的条件下，研制周期仅为几个月（完成卫星的设计、制造、集成、测试、发射并最后投入使用）。后续微纳卫星面临几百颗、几千颗卫星的生产需求，而且微纳卫星的相对寿命较短，面临快速补网需求，因此需要实现快速制造、批量化生产。这将改变目前卫星研制和生产的模式，由以前长周期研制演变成短周期研制，实现快速设计、快速制造、快速生产，从而实现快速迭代。为了满足卫星对用户的好用、易用，结合小微卫星技术发展的特点，小微卫星设计、制造与应用的问题是如何相互支持。应根据用户需要、用户应用，设计制造出卫星产品，根据卫星产品的特点，将卫星数据推向各行各业的应用。

另外，小微卫星发射不需要大型火箭和大型发射场，可使用多种方式发射入轨，如搭载发射、寄生发射、小运载火箭机动发射，甚至导弹发射等，在轨使用方式多样，如防御、侦察、攻击、干扰、服务等，因此小微卫星本身就具备反应能力快捷和使用灵活的特点，能有效提供战术支持，是构筑未来空间信息战不可缺少的角色。

现代小微卫星是当代最新微型集成化纳米技术与空间科学技术相结合的最新成果，要实现现代小微卫星的健康快速发展，除了继续采用高新技术以外，还必须有科学的、高效率的管理机制予以支持。如何在小微卫星应用领域快速扩张的同时，探索出一套使小微卫星健康快速发展的全新研发管理模式，也是必须面临的课题，这在一定意义上也许比卫星技术的发展与进步更重要。

4．广泛应用星座/编队飞行

虽然小微卫星存在许多优点，但是与一般卫星相比它还是存在一定的局限性，单颗小微卫星的应用还是受到一定的限制。正是为了弥补性能上的不足，小微卫星星座以及编队飞行是未来小微卫星应用发展的主要方向。利用小微卫星组网，或者多颗卫星编队飞行、协同工作，组成一个巨大的“虚拟卫星”（也称为“分布式卫星”），可以提供很大的孔径和测量基线（千米量级），在电子侦察、导航定位、三维云层气象观测、移动通信等方面具有巨大的优势，其应用前景十分宽广。

同时随着卫星星座和编队飞行等技术的发展，集群化的星座正在成为目前卫星行业的研究重点和重要发展趋势，特别是依靠小微卫星构建的星群将成为卫星通信、地球观测和物联网服务的主要手段。小微卫星星群以其成本低、周期短、机动性高、组网能力强、技术新等优势，最大限度地提升了全球系统组网运营能力。

微纳卫星星座或星群将大范围地采用小微卫星群自组织网络技术、小微卫星群高精度自主时间同步技术、小微卫星群高精度星间测距技术，以提高整个星座的性能。