1.2.1 国外光学遥感微纳卫星发展介绍
美国凭借强大的科技实力以及创新精神在微纳卫星领域占据着全球领先地位，在最近几年的卫星发射中占据了40%～50%的份额。美国空军研究实验室、美国国防高级研究计划局（DARPA）都投入了微纳卫星研究热潮中，而美国新型微小卫星公司的兴起也对微纳卫星产业发展做出了重要贡献。
英国的萨里大学独家拥有萨里卫星技术有限公司。该公司开发的50kg级微纳卫星平台技术在世界范围内得到广泛应用。
俄罗斯高度重视质量越来越轻、费用越来越低的微纳卫星。俄罗斯在统一平台的基础上大量使用新型微小卫星，大幅提高其轨道卫星群的实力。
日本很重视发展微纳卫星，早在1990年就成立了小卫星研究会，一开始就把开发小卫星的重点放在了微纳卫星上。
1.2.1.1 美国光学遥感微纳卫星介绍
（1）“鸽群”系列卫星
美国行星实验室（Planet Labs）公司于2014年，先后4次发射“鸽群”（Flock）系列卫星，其中前3次成功，最后1次失败，共发射93颗卫星，成功发射67颗。
行星实验室公司希望通过快捷、廉价的高分辨率卫星图像，拓展对地观测图像用户群体，并利用其中蕴含的信息更好地解决人道主义、环境及商业问题。
“鸽群”系列卫星采用更低轨道实现了更高分辨率（达到3～5m），兼具了高分辨率、高重访周期的特性。这些卫星完全相同，均为3U构型、质量5kg、尺寸10 cm×10 cm×34 cm。“鸽群”系列卫星大部分由COTS部件组装，包括光学相机，其结构如图1-1所示。
美国行星实验室公司低轨星座组网的方案比现有的光学遥感卫星具有明显优势。传统方案大多为分时单点观测（Point and Shoot Mode），同一时刻的观测范围有限，难以捕捉突发事件。“鸽群”依靠多星星座实现了全时段全区域覆盖（Always-on Mode），重访率高，因此数据更新率得到大幅提高，更易捕捉突发事件，并且依靠自主任务控制实现高效星座管理。
图1-1 “鸽群”系列卫星结构
（2）SkySat系列卫星
基于Skybox公司的授权设计，劳拉空间系统公司（SSL）建造了13颗SkySat卫星，SkySat系列卫星每颗尺寸约为60 cm×60 cm×95 cm，质量约为120kg，每颗卫星的设计寿命超过6年，于2013年发射了6颗。SkySat系列卫星参数如表1-1所示。
表1-1 SkySat系列卫星参数
（3）FalconSat-7卫星
美国空军学院在2014年发射FalconSat-7卫星，这颗卫星采用波音公司（Boeing）的ColonyⅡ卫星平台。FalconSat-7卫星的尺寸约为30 cm×10 cm×10 cm，卫星计划发射到450km的轨道，对地观测分辨率为1.8m。该项目可视为DARPA的MOIRE项目的初步演示验证，MOIRE项目拟在地球同步轨道通过20m直径的衍射薄膜实现高分辨率对地成像。
（4）MCubed-2/COVE
MCubed-2/COVE是密歇根大学（University of Michgan）制作的1U立方体卫星，尺寸为10 cm×10 cm×10 cm，质量小于1kg。
MCubed-2使用OmniVision 2M像元CMOS片上相机（OV2655），能够获取优于200m分辨率的地表图像，单幅照片1 600 pixel×1 200 pixel（3.76 MB/image）。获取的图像经Colibri PXA270微处理器得到1 280 pixel×1 024 pixel图像，每个像元尺寸为3.6 μm×3.6 μm。该CMOS相机有效焦距为9.6mm（平凸镜片）。
1.2.1.2 其他光学遥感微纳卫星介绍
（1）TUBSAT系列卫星
The Institute of Aeronautics and Astronautics at Technische Universität Berlin是德国久负盛名的宇航研究中心，由其实施的TUBSAT计划始于1985年，数代卫星均带有光学对地遥感载荷，其中LAPAN-TUBSAT（如图1-2所示）带有一个地面分辨率6m的彩色视频载荷。TUBSAT系列卫星是全球可靠性最高的小卫星系列，累计在轨时间超过40年，TUBSAT-A卫星在轨运行达16年之久。目前，基于TUBSAT平台已研发出总质量不超过100kg，空间分辨率1.5m的彩色视频卫星。
图1-2 LAPAN-TUBSAT
LAPAN-TUBSAT于2007年1月成功发射，设计寿命2年，目前超期服役，质量56kg，有效载荷包括一台高分辨率摄像机和一台低分辨率摄像机。LAPAN-TUBSAT的高清视频主要用来监视火山喷发、森林砍伐、水面舰船等。LAPAN-TUBSAT使用了大量的商业器件，这些器件均经过了严格的环境试验筛选。整星设计时遵循KISS（Keep It Simple, Stupid）原则。
高分辨率摄像机主要由索尼公司的高清晰度DXC-990P型民用摄像机和尼康公司制造的1m焦距、f/11相对孔径的折射望远镜组成，空间分辨率6m，幅宽3.5km，包括支撑结构总质量为7.8kg。低分辨率摄像机由德国Kappa公司研制，使用50mm焦距镜头，采用752像素×582像素CCD面阵探测器，空间分辨率200m，幅宽81km。
（2）BRITE
BRITE（BRIght-star Target Explorer）旨在研究并观测太空中最亮的恒星随着时间更移恒星亮度所发生的变化，这也是纳米卫星首次应用在天文学上。BRITE被称为有史以来最小的天文观测卫星，事实上，卫星不是一个，而是两个。双子星中的每一个都有着立方体的外观，每一边的长度只有20 cm。
BRITE质量12kg，尺寸0.2m×0.2m×0.2m，功耗5.6 kW，太阳同步轨道，高度786km，遥感器每轨可工作15min（100min）。BRITE上的遥感器采用5镜片透射式光学系统，口径30mm，视场角24o，分辨率26.52 arcsec/像素，使用kodak的行转移KAI 11002-M CCD，11 MB像素，4 008像元×2 672像元，峰值量子效率0.5，像元尺寸9 μm，饱和电子数60 000，谱段390～460 nm和550～700 nm。