目前全球各类遥感卫星详细介绍

一、高分一号

高分一号(GF-1)是中国高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)的第一颗卫星。“高分专项”于2010年5月全面启动,计划到2020年建成中国自主的陆地、大气和海洋观测系统。

高分一号(GF-1)卫星是由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院航天东方红卫星有限公司研制的应用卫星,于2013年4月26日在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭成功发射,是中国首颗设计考核寿命是要求大于五年地轨遥感卫星。采用成熟的CAST2000卫星平台,配置了2台分辨率为2米全色以及8米多光谱的高分辨率相机和4台分辨率为16米的多光谱中分辨率宽幅相机。同时,它也实现了在小卫星上中高分辨率和宽幅成像能力的结合。它可以满足多种空间分辨率,多种光谱分辨率以及多元遥感数据需求。相比其他的光学遥感卫星,它对地观测的效率应该是大幅提升,也大大提高了我国对地观测卫星的总体观测能力。

北京时间2013年4月26日12时13分,中国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭以“一箭多星”方式,将“高分一号”成功发射升空,同时还成功搭载发射了两个荷兰卫星分配器和三颗分别由厄瓜多尔、阿根廷和土耳其研制的小卫星。

GF-1卫星轨道和姿态控制参数 [1]
参数指标
轨道类型太阳同步回归轨道
轨道高度645 km(标称值)
倾角98.0506°
降交点地方时10:30 AM
侧摆能力(滚动)±25°,机动25°的时间≤200 s,具有应急侧摆(滚动)±35°的能力

设计目的及意义

高分专项的主要使命是加快我国空间信息与应用技术发展,提升自主创新能力,建设高分辨率先进对地观测系统,满足国民经济建设、社会发展和国家安全的需要。

高分专项的实施将全面提升我国自主获取高分辨率观测数据的能力,加快我国空间信息应用体系的建设,推动卫星及应用技术的发展,有力保障现代农业、防灾减灾、资源调查、环境保护和国家安全的重大战略需求,大力支撑国土调查与利用、地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理、卫生疫情监测、地球系统科学研究等重大领域应用需求,积极支持区域示范应用,加快推动空间信息产业发展。

高分专项建设将为我国在对地观测领域开展国际交流与合作提供有力支撑,按照平等互利、和平利用、共同发展的原则,积极参与联合国及相关国际组织开展的有关活动,推动双边和多边政府间合作。

设计特点

“高分一号”是中国高分辨率对地观测卫星系统重大专项(简称“高分专项”)的第一颗卫星。“高分专项”于2010年5月全面启动,计划到2020年建成中国自主的陆地、大气和海洋观测系统。尽管该“专项”主要是民用卫星,但外国专家认为,由于分辨率较高,也具备相当价值的军事用途,识别飞机、坦克已经不成问题。

“高分一号”的全色分辨率是2米,多光谱分辨率为8米。它的特点是增加了高分辨率多光谱相机,该相机的性能在国内投入运行的对地观测卫星中最强。此外,“高分一号”的宽幅多光谱相机幅宽达到了830公里,而法国发射的SPOT6卫星幅宽仅有60公里。“高分一号”在具有类似空间分辨率的同时,可以在更短的时间内对一个地区重复拍照,其重复周期只有4天,而世界上同类卫星的重复周期大多为10余天。可以说,“高分一号”实现了高空间分辨率和高时间分辨率的完美结合。

实际上,“高分专项”是一个非常庞大的遥感技术项目,包含至少7颗卫星和其他观测平台,分别编号为“高分一号”到“高分七号”,它们都将在2020年前发射并投入使用。“高分一号”为光学成像遥感卫星;“高分二号”也是光学遥感卫星,但全色和多光谱分辨率都提高一倍,分别达到了1米全色和4米多光谱;“高分三号”为1米分辨率;“高分四号”为地球同步轨道上的光学卫星,全色分辨率为50米;“高分五号”不仅装有高光谱相机,而且拥有多部大气环境和成分探测设备,如可以间接测定PM2.5的气溶胶探测仪;“高分六号”的载荷性能与“高分一号”相似;“高分七号”则属于高分辨率空间立体测绘卫星。“高分”系列卫星覆盖了从全色、多光谱到高光谱,从光学到雷达,从太阳同步轨道到地球同步轨道等多种类型,构成了一个具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率能力的对地观测系统 。

高分一号卫星发射成功后,能够为国土资源部门、农业部门、环境保护部门提供高精度、宽范围的空间观测服务,在地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理,疫情评估与公共卫生应急、地球系统科学研究等领域发挥重要作用。

下行码速率2.64 GB/s,具备中继测控能力、偏航定标能力、设计寿命5~8年,载荷质量占比47.2%

正在地面进行测试的高分一号

组成发射

高分一号卫星由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院航天东方红卫星有限公司研制,主要用户为国土资源部、农业部和环境保护部。

组成

高分一号任务由卫星、运载火箭、发射场、测控、地面、应用六大系统组成。专项工程由天基观测系统、临近空间观测系统、航空观测系统、地面系统、应用系统等组成,计划“十二五”期间发射5至6颗观测卫星,目标是建成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的对地观测系统。 到2020年,高分系统与其他观测手段相结合,形成具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的稳定运行。

高分一号卫星三维渲染图

“高分一号”卫星是中国高分辨率对地观测系统的首发星。2006年中国将高分辨率对地观测系统重大专项列入《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020年)》,是当年部署的16个重大专项之一。高分辨率对地观测系统是中国正着手研发的新一代高分辨率对地观测系统。

GF-1卫星搭载了两台2 m分辨率全色/8 m分辨率多光谱相机,四台16 m分辨率多光谱相机。卫星工程突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术,多载荷图像拼接融合技术,高精度高稳定度姿态控制技术,

高分一号发射现场图

5年至8年寿命高可靠卫星技术,高分辨率数据处理与应用等关键技术,对于推动我国卫星工程水平的提升,提高我国高分辨率数据自给率,具有重大战略意义。

发射

高分一号卫星于2013年4月26日发射成功,承担发射任务的“长征二号丁运载火箭”由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。同时此次发射任务中“长征二号丁运载火箭”还成功搭载发射了两个荷兰卫星分配器和三颗分别由厄瓜多尔、阿根廷和土耳其研制的小卫星。

2018年3月31日,中国高分一号02、03、04卫星在太原三星齐发,以“一箭三星”成功发射,标志着中国首个民用高分辨率光学业务星座正式建成投入使用。该星座拥有多种星座运行模式,星座任务模式可实现灵活转换。

科学载荷

GF-1卫星搭载了两台2 m分辨率全色8 m分辨率多光谱相机,四台16 m分辨率多光谱相机,幅宽830 km。卫星工程突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术,多载荷图像拼接融合技术,高精度高稳定度姿态控制技术,5年至8年寿命高可靠卫星技术,高分辨率数据处理与应用等关键技术,对于推动我国卫星工程水平的提升,提高我国高分辨率数据自给率,具有重大战略意义。

GF-1卫星有效载荷技术指标[1]

卫星影像

2013年6月6日,国家航天局公布了 “高分一号”卫星首批影像图,包括北京、上海、银川、大同四个城市。其中,大同市影像图为“高分一号”卫星首次开机成像获取的图片,西部城市银川影像图为2米全色、8米多光谱、2米全色与8米多光谱融合和16米多光谱宽幅影像组图,体现了高分一号卫星多模式同时工作的能力。

中国国家国防科技工业局16日对外发布“高分一号”卫星观测和拍摄成像的一组高分辨率图片,这组图像是以反映自然地理地貌特征为主题,主要选用8米和16米分辨率多光谱图像,以国际遥感专业技术领域中常用的标准假彩色合成。[2]

类型正射影像
时间2015年10月24日
地区广东省
分辨率2 m
传感器全色/多光谱 (P/MS) 相机
云量<2%

2014年8月16日,由国防科工局重大专项工程中心和中国科学院遥感与数字地球研究所提供的“高分一号”卫星图像共10幅,命名为《巡天遥看神州美,重彩高分山水情》,分别包括新疆昌吉州呼图壁县山谷“大地的‘肌肉’”、吐鲁番鄯善县罗布泊镇“大地在‘倾听’”、甘肃酒泉阿克塞县附近“大地的‘年轮’”、敦煌附近“游弋在戈壁滩上的‘水母’”、青海湖畔东北角“湖中之‘吻’”、甘肃庆阳市正宁县崇山峻岭“山河相间显‘秋颜’”、陕西延安黄陵县洛河“高原九曲十八弯”、山东东营河口区海滩“海滩利用展宏图”、新疆和田墨玉县“沙漠中的绿洲”、山西长治市附近“大地上的‘红叶’”。

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业内专家介绍说,本次发布的“高分一号”卫星图像色彩斑斓,是以国际遥感专业技术领域中常用的标准假彩色合成,即用近红外波段、红光波段和绿光波段分别对应红、绿、蓝三个通道。标准假彩色遥感图像,可更好区分不同地物特性,解译地物类型。但是,该图像与普通相机拍摄的图像又有一些明显颜色差异,例如在标准假彩色遥感图像上,茂密的植被显示为鲜红色,清澈的水体显示为深蓝色,裸露的土壤显示为暗灰色等。

同时,遥感解译中可能会出现反立体效应,即观察图像获得的光学立体模型与实地物体的凹凸变化,其视觉效果可能相反,例如有时会把山谷和山峰的立体效果颠倒。此外,为了在小幅图片上完整地展现自然之美,图像经过压缩,空间分辨率有所降低。

媒体评价

据《世界报》2013年4月12日报道,综合俄罗斯《航空港》杂志、英国《新科学家》杂志等媒体报道,中国于2013年4月发射首颗高分辨率对地观测卫星“高分一号”。 有外媒揣测,高分辨率卫星会增强解放军的精确打击能力,并反制美军用于威慑中国的隐身武器。

俄罗斯《航空港》杂志指出,中国“遥感”系列卫星、“天链”系列卫星都已完成组网;“北斗”导航卫星导航已覆盖亚太地区,其定位精度接近美国GPS的水平。 另外,中国还有数十颗用于观测和资源探测的各类卫星。在此基础上,“高分一号”及以后发射的高分辨率卫星,进一步增强中国的天基对地监测系统。

报道称,中国先发射“天链”系列卫星,再发射高分卫星,表明其太空项目颇具策略性。“天链”卫星的主要功能是整合卫星数据,它们就相当于卫星系统的“司令部”。 中国高分卫星服役后,其所搜集到的数据可以传递给“天链”卫星,从而全面提高中国卫星系统的数据质量。

美国《全球安全》杂志指出,分辨率为30米的卫星可以发现港口、基地、桥梁、公路及在水面航行的舰船;分辨率为3-7米的卫星能发现雷达、小股部队、导弹发射装置、坦克等目标;分辨率在3米以内的卫星能找到小型军用车辆和单兵。据称美国较先进的军用侦察卫星,分辨率达到5厘米,“足以看清某名士兵手中拿的是什么型号的枪支”。

报道揣测,中国选择在这个时候发射首颗高分卫星,一个重要目的是应对复杂的国际形势。如果“高分一号”卫星服务于解放军,增强中国的反隐身作战能力。报道指出,美国高调推出的“空海一体战”计划,主要依靠其强大的隐身武器系统威慑中国,包括核潜艇、隐身轰炸机和战斗机,特别是B-2隐身轰炸机、F-22隐身战斗机和未来会大量服役的F-35隐身战斗机,是美国谋求对华军事优势的关键。 中国高分卫星服役后,可在一定程度上削弱美军隐身武器的优势。

报道指出,高分卫星具备一定的军事用途,但外界不必为中国开始发展高分卫星而感到紧张。分辨率高于0.3米的卫星,都可用于军事侦察,从而识别军用飞机、车辆及其型号。但是,光有高分卫星还不够,还需要大量专业人员研读卫星图片。 正是由于缺乏相关人员,美军卫星在阿富汗反恐战争中并未充分发挥作用,只能对塔利班武装比较集中的地区大力实施侦察,但对于零散分布在山区的塔利班分子和装备,则无暇顾及。 报道揣测,虽然中国开始发射高分卫星,但解放军可能尚未培养出足够的专业研读人员,因此在短期内可能难以为军事行动提供支持。

俄罗斯《商业咨询日报》指出,尽管中国在卫星技术发展上取得了一定的成就,但在高分卫星技术领域仍是“初学者”,其商业应用处于相对落后的状态。中国于2012年初发射了迄今为止分辨率最高的民用遥感卫星“资源三号01星”,其分辨率为2.1米,而印度和日本在数年前就分别发射了具备相同分辨率的CartoSat-1和ALOS卫星。 因此,中国完全有理由发展民用高分卫星,并进行商业应用。

报道认为,高分卫星是大国航天产业发展到一定阶段的必然产物,美国利用高分卫星支持军事行动,并维护国家利益,中国也迈出这一步,没什么值得大惊小怪的。

实际应用

搜寻马航

中国高分一号卫星在南印度洋海域(南纬44度57分,东经90度13分)观测到疑似漂浮物,其位置在澳大利亚公布疑似物位置的南偏西120公里左右,中方把这一新发现通报给马方。

根据中国资源卫星应用中心、中国科学院遥感与数字地球研究所等单位对相关卫星数据进行研判,在高分一号卫星3月18日中午12时许获取的图像中发现了疑似漂浮物,该物体长约22米,宽约13米。

据悉,中国已调动高分、海洋、风云、遥感等系列共21颗卫星,并建立了统一指挥协调会商体系,为失联马航客机的搜救提供支持

高分一号在中朝边境和新疆发现非法越境通道

公安部利用高分一号卫星数据和高分专项先期攻关成果,在黑龙江、内蒙古、河北等地发现了多处罂粟种植区;在中朝边界、新疆发现数十条非法越境通道;在福建发现海上大型走私油库等。

这些成果为公安部有关部门执法提供了重要信息支撑。

二、中国资源卫星

中国资源系列卫星从20世纪80年代开始研制,发射了资源一号至资源三号三个系列卫星。

资源一号

1999 年,中国成功发射的首颗陆地卫星资源一号01星,填补了自主遥感卫星数据的空白。 资源一号系列卫星分为两个分支,一个是“中巴资源卫星”CBERS系列,另一个是国内独立研制的ZY1业务卫星系列。

资源一号01 和 02 星(CBERS-01、02),以法国SPOT 4卫星的设计指标为目标,由中国和巴西联合研制,是中国发射的第一颗民用国产陆地观测卫星。星上有效载荷包括1台5波段的CCD相机、1台4波段的红外多光谱扫描仪和1台2波段的宽视场成像仪。CBERS-01星于1999-10-14发射,2003-08-13寿命结束;CBERS-02星于2003-10-21发射,2009-01-15寿命结束。 

资源一号02B(CBERS-02B),于2007年9月发射升空,首次搭载2.36m高分辨率相机,具备了全色多光谱同时成像的能力,在轨运行两年7个月,于2010年4月寿命结束。

资源一号02C(ZY1-02C)于2011-12-22发射升空,是中国第一颗国土资源普查的业务卫星,搭载全色5m的多光谱相机、全色2.36m的高分辨率相机和10m的PMS多光谱相机,幅宽达到54km,目前在轨运行。

资源一号04星(CBERS-04)于2014-12-07发射,由中巴合作完成,被誉为“南南合作典范”。CBERS-04搭载5m全色、10m多光谱相机、20m多光谱相机、40m/80m的红外相机)和分辨率为67m的宽视场成像仪,卫星轨道高度778km。

5米光学卫星

资源一号02D(ZY1-02D)于2019-09-12发射升空,是中国首颗民用高光谱业务卫星。ZY1-02D搭载9谱段的多光谱相机和166谱段的高光谱相机,提供2.5 m全色、10 m多光谱和30m高光谱影像数据。

5米光学卫星01星(资源一号02D卫星)、02星(资源一号02E卫星)是空基规划中部署建设的高光谱业务卫星,属于自然资源部主持建造的中分辨率对地观测星座,分别于2019年9月12日和2021年12月26日成功发射,以等相位方式组网运行在太阳同步轨道上,单星轨道回归周期为55天,组网条件下可实现最快2天的全球对地重访观测。

5米光学卫星01星是资源一号02C星的接续星,设计寿命五年。该星配置可见近红外相机和高光谱相机两型载荷,其特点是大幅宽观测和定量化遥感信息获取。可见近红外相机在传统的四波段基础上,增加海岸蓝波段、黄波段、红边波段和近红外波段,形成9谱段宽幅观测能力;高光谱相机可实现高信噪比条件下的166个波段辐射信息获取,可支撑地物的精细化光谱信息调查,满足新时期自然资源监测与调查需求。

5米光学卫星02星继承01星成熟设计并与01星组网运行,设计寿命八年。该星除配置与01星相同的可见近红外、高光谱相机外,还新增一台空间分辨率为16米、115公里幅宽的推扫式热红外相机,使得该星进一步具备8μm-10μm的热红外探测能力。

5米光学卫星星座的持续有效运行,将进一步拓展我国自然资源调查监测技术手段,大幅度提高山水林田湖草等自然资源定量化调查监测能力,支撑及时掌控自然资源数量、质量、生态状况及变化趋势,是推动自然资源事业高质量发展的重要科技支撑,并可广泛应用于应急管理、生态环境、住房与城乡建设、交通运输、农业农村、林业草原等相关领域。

资源二号

资源二号卫星(ZY-2),是中国新一代传输型遥感卫星,其包含的01、02和03星分别于2000年9月、2002年10月和2004年11月成功发射,并实现了三星组网。ZY-2卫星搭载红外和可见光相机、多光谱扫描仪、微波辐射计、多功能雷达、重力及磁力遥感等多种遥感设备,用于国土资源勘查、环境监测与保护、城市规划、农作物估产、防灾减灾和空间科学试验等领域,目前已停止工作。

资源三号

资源三号卫星(ZY-3)包含01星和02星。01星于2012-01-09发射升空,是中国第一颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星,星上搭载的前、后、正视相机和多光谱相机,提供长期、连续、稳定、快速地获取覆盖全国的2.1m的高分辨率立体影像和6m的多光谱影像。02星于2016年5月成功发射,与01星组网运行,共同服务于国土资源调查与监测、防灾减灾、农林水利、生态环境、城市规划与建设、交通、国家重大工程等领域,目前在轨运行。

技术参数

基本信息[2]卫星名称资源一号02D资源一号02E
卫星标识5米光学卫星01星5米光学卫星02星
卫星重量1840 kg2500 kg
设计寿命5 年8 年
发射日期2019年9月12日2021年12月26日
轨道类型太阳同步轨道
高度约778 km
倾角98.5°
高光谱相机光谱范围0.4 μm~2.5 μm
谱段数166
地面像元分辨率30 m
幅宽60 km
量化位数12bits
光谱分辨率可见光近红外10 nm,共76个谱段
短波红外20 nm,共90个谱段
实验室定标精度绝对定标精度5%

相对定标精度3%

可见光/近红外相机光谱范围全色B01:0.452 ~ 0.902 μm
多光谱B02:0.452 ~ 0.521 μmB02:0.45 ~ 0.52 μm
B03:0.522 ~ 0.607 μmB03:0.52 ~ 0.59 μm
B04:0.635 ~ 0.694 μmB04:0.63 ~ 0.69 μm
B05:0.776 ~ 0.895 μmB05:0.77 ~ 0.89 μm
B06:0.416 ~ 0.452 μmB06:0.40 ~ 0.45 μm
B07:0.591 ~ 0.633 μmB07:0.59 ~ 0.625 μm
B08:0.708 ~ 0.752 μmB08:0.705 ~ 0.745 μm
B09:0.871 ~ 1.047 μmB09:0.860 ~ 1.040 μm
地面像元分辨率全色:2.5 m

多光谱:10 m

幅宽115 km
量化位数12 bit
实验室定标精度绝对定标精度≤7%

相对定标精度≤3%

热红外相机光谱范围8 μm~10 μm
地面像元分辨率≤16 m
幅宽≥115 km
Nedt(K)≤0.2(@300K黑体)
动态范围(K)240~340(黑体)
测摆能力姿态机动范围俯仰/滚转方向±26°

偏航方向±90°

俯仰/滚转方向±32°,

偏航方向±90°

三、环境一号

环境一号
HJ 1
国籍中国
研发机构中国东方红卫星股份有限公司
任务类型遥感

环境与灾害监测预报小卫星星座A、B、C星(HJ-1A/B/C)包括两颗光学星HJ-1A/B和一颗雷达星HJ-1C,可以实现对生态环境与灾害的大范围、全天候、全天时的动态监测。环境卫星配置了宽覆盖CCD相机、红外多光谱扫描仪、高光谱成像仪、合成孔径雷达等四种遥感器,组成了一个具有中高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和宽覆盖的比较完备的对地观测遥感系列。[1]

研发单位

卫星由中国航天科技集团公司中国东方红卫星股份有限公司研制,中国科学院参加了有效载荷的研制任务。运载火箭由中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院研制,太原卫星发射中心负责星箭发射。西安卫星测控中心负责测控任务,包括卫星测控任务和长期管理。地面系统由数据接收、地面数据处理、分发服务系统组成,中国科学院遥感地面站负责卫星数据的接收,中国资源卫星数据中心负责数据处理、分发。应用系统由环境应用系统和减灾应用系统组成,国家减灾委和环境保护部共同负责卫星的业务运行管理。

环境一号A/B星(HJ-1A/B)于2008年9月6日上午11点25分成功发射。HJ-1A星搭载了CCD相机和超光谱成像仪(HSI),HJ-1B星搭载了CCD相机和红外相机(IRS)。在HJ-1A卫星和HJ-1B卫星上装载的两台CCD相机设计原理完全相同,以星下点对称放置,平分视场、并行观测,联合完成对地刈幅宽度为700公里、地面像元分辨率为30米、4个谱段的推扫成像。此外,在HJ-1A卫星上装载有一台超光谱成像仪,完成对地刈宽为50公里、地面像元分辨率为100米、110~128个光谱谱段的推扫成像,具有±30°侧视能力和星上定标功能。在HJ-1B卫星上还装载有一台红外相机,完成对地幅宽为720公里、地面像元分辨率为150米/300米、近短中长4个光谱谱段的成像。HJ-1A卫星和HJ-1B卫星的轨道完全相同,相位相差180°。两台CCD相机组网后重访周期仅为2天。

环境一号C星(HJ-1C)于2012年11月19日成功发射。星上搭载有S波段合成孔径雷达,S波段SAR雷达具有条带和扫描两种工作模式,成像带宽度分别为40公里和100公里。HJ-1C的SAR雷达单视模式空间分辨率为5米,距离向四视分辨率为20米,是中国首颗民用雷达卫星,也是中国首颗S频段合成孔径雷达卫星。卫星发射质量890 kg,运行在轨道高度500 km、降交点地方时06:00 的太阳同步轨道。其与已经发射的环境一号A/B星形成第一阶段的卫星星座。

环境一号C星采用S 频段网状抛物面天线,SAR 雷达具有条带和扫描两种工作模式,成像带宽度分别为40 km 和100 km。SAR 雷达单视模式空间分辨率可达5 m,提供的SAR图像以多视模式为主。SAR 具有对生态环境全天候、全天时成像的能力。其成像不受云层和恶劣天气影响,在夜间也能成像。可以有效缩短星座的重访周期、提高时间分辨率,也丰富了星座的观测谱段。

四、“吉林一号”高分卫星

“吉林一号”高分卫星
Jilin-1 Gaofen
国籍中国
研发机构长光卫星技术有限公司
任务类型遥感

“吉林一号”高分卫星(Jilin-1 Gaofen)是长光卫星技术有限公司研发的新型高分辨率遥感卫星系列。关于所属卫星星座的介绍,请见“吉林一号”卫星星座。

“吉林一号”高分卫星包括“吉林一号”光学A星、6颗“吉林一号”高分02系列卫星、x颗“吉林一号”高分03系列卫星和30颗“吉林一号”高分06系列卫星

“吉林一号”光学A星

“吉林一号”光学A星是“吉林一号”高分卫星系列的第一颗卫星,分辨率0.72 m,成像幅宽11.6 km,重量420 kg,成本8000万元。

基本信息中文名“吉林一号”光学A星
英文名Jilin-1 Guangxe-A
冠名暂无
编号JL101A
研发成本8000万元
单星质量420kg
卫星数量1颗
轨道类型太阳同步轨道
高度656 km
倾角98.04°
降焦点地方时10:30 AM
重访周期3.3天
无控定位精度(CE90)200 m
成像质量相机类型PMS全色多光谱相机MSS多光谱相机
成像幅宽优于11.6 km
标准景大小11.6 km×11.6km
分辨率0.72 m2.88 m
成像谱段技术手册数据

全色 P:500 nm-800 nm

蓝色 B1:450 nm-520 nm

绿色 B2:520 nm-600 nm

红色 B3:630 nm-690 nm

模拟近红外B4:700 nm-800 nm

官网数据(三谱段)

全色:612-794nm

蓝色:457-526nm

绿色:540-595nm

红色:628-688nm

量化位数10 bits
每轨可完成任务数1个
连续成像时长400 s
等效每天总成像时长408 s
成像面积
成像模式常规堆扫、大幅度侧摆
侧摆能力±45°
通信MTF
信噪比优于40 dB
数传码速率2×344 Mbps
传函优于0.09
每天数传次数1次
平均单次数传时间480 s
录放比0.85034

“吉林一号”高分02系列卫星

“吉林一号”高分02系列卫星共制造了A-F六颗卫星,但其中“吉林一号”高分02C卫星、“吉林一号”高分02E卫星因发射任务失利损毁,其余四颗卫星目前状态良好。该系列卫星每个子型号仅制造了一颗卫星。

“吉林一号”高分02A星和高分02B星均位于535 km太阳同步轨道,构成180°相位运行。

卫星名称中文名“吉林一号”高分02A卫星“吉林一号”高分02B卫星“吉林一号”高分02D卫星“吉林一号”高分02F卫星
冠名“和平精英号”“航天星云·常熟一号”
编号JL1GF02AJL1GF02BJL1GF02DJL1GF02F
轨道类型太阳同步轨道太阳同步轨道太阳同步轨道太阳同步轨道
高度535 km535 km535 km535 km
倾角
降焦点地方时
重访周期
成像质量相机类型长焦距光学双相机
成像幅宽>40 km>40 km>40 km>40 km
标准景大小21.5 km × 21.5 km21.5 km × 21.5 km
分辨率全色优于0.75 m

多光谱优于3 m

全色优于0.75 m

多光谱优于3 m

全色优于0.75 m

多光谱优于3 m

全色优于0.75 m

多光谱优于3 m

成像谱段全色450 nm~800 nm

蓝色450 nm~510 nm

绿色510 nm~580 nm

红色630 nm~690 nm

近红外770 nm~895 nm

全色450 nm~800 nm

蓝色450 nm~510 nm

绿色510 nm~580 nm

红色630 nm~690 nm

近红外770 nm~895 nm

全色450 nm~800 nm

蓝色450 nm~510 nm

绿色510 nm~580 nm

红色630 nm~690 nm

近红外770 nm~895 nm

全色450 nm~800 nm

蓝色450 nm~510 nm

绿色510 nm~580 nm

红色630 nm~690 nm

近红外770 nm~895 nm

量化位数12 bit12 bit
连续成像时长300 s600 s
成像模式推扫成像推扫成像推扫、惯性空间成像推扫、惯性空间成像
侧摆能力±45°±45°±45°±45°
通信MTF全色>0.1:多光谱>0.2全色>0.1:多光谱>0.2
信噪比>100:1 优于40dB>100:1
数传码速率2

最大1.8 Gbps

最大1.8 Gbps最大1.8 Gbps最大1.8 Gbps
传函优于0.1
每天数传次数
平均单次数传时间
录放比

“吉林一号”高分03系列卫星

“吉林一号”高分03系列卫星包含03A、03B、03C、03D四个系列卫星。高分03A星仅于2019年6月5日发射了一颗,是“吉林一号”高分系列卫星的首颗定型星,高分03B和高分03C星仅于2020年9月15日发射了分别6颗和3颗,其余的“吉林一号”高分03系列卫星均为高分03D卫星。

“吉林一号”高分03系列卫星是“吉林一号”卫星工程中的新型创新星,该系列在轨稳定工作充分表明公司“星载一体化”技术再一次取得重大突破。高分03卫星研制生产过程中始终坚持“以创新促发展,以质量增效益”的指导思想,通过五大核心技术创新,研制出以“三低一高”为技术特色的综合性能指标国际先进的高分03A星;攻克了四项自动化批产关键技术,可将单机投产到卫星发射入轨工作全生命周期的测试履历统一管理,综合效率提升一个数量级,开启了卫星生产测试联试自动化的新篇章,开展了卫星批量化生产线探索,卫星制造模式开始由“研发”转向“生产”。

“吉林一号”高分03系列卫星是长光卫星第三代高集成度卫星的探路者,通过国内外100 kg以下微纳卫星如Planet Labs的Flock星座、BlackSky Global、Satellogic的NewSat等卫星的对比可以看出,该卫星突破了由美国5 kg、50 kg和100 kg微纳卫星构成的“技术瓶颈线”,在重量仅有40 kg的条件下,实现了1 m分辨率,图像解译度等级(NIIRS)达到5级标准,达到国际先进水平。

“吉林一号”高分03A星充分继承了“吉林一号”卫星成熟单机以及技术基础,通过采用轻量化结构设计、高度集成电子学系统、高分辨率/超轻量化/低成本相机等创新技术,在572km轨道高度下,实现了整星分辨率优于1.1m、幅宽优于18km的技术指标下,重量低于40kg,具有低成本、低功耗、低重量、高分辨率的特点。

总设计师:陈茂胜

卫星名称“吉林一号”高分03A卫星“吉林一号”高分03B卫星“吉林一号”高分03C卫星“吉林一号”高分03D卫星
单星质量低于40kg41kg41kg42kg
卫星数量1颗6颗3颗54颗(截止2022年)
轨道类型倾斜圆轨道太阳同步轨道
轨道高度572 km535 km
分辨率优于1.1m全色优于1m

多光谱优于4m

视频优于1.2km

全色0.75 m

多光谱3 m

成像幅宽优于18.5 km优于 17 km>18 km
标准景大小14.4 km × 6 km17.5 km x 17.5 km
成像谱段全色 P:450-700 nm

蓝色 B1:430-520 nm

绿色 B2:520-610 nm

红色 B3:610-690 nm

近红外 B4:770-895 nm

数传码速率最大900 Mbps
侧摆角度范围±45°
成像模式堆扫成像视频成像推扫、惯性空间成像
卫星总质量<40 kg43 kg

“吉林一号”高分04系列卫星

“吉林一号”高分04A卫星是“吉林一号”星座高分04系列卫星的首发星,具有星上任务自主规划、实时数传和星上AI功能,结合快速机动控制,可实现单轨多点目标成像和信息快速回传。该卫星可获取分辨率优于0.5m、幅宽15km的静态推扫影像,具备高分辨率、高集成度和智能化特点。

总设计师:钟兴

卫星名称中文名“吉林一号”高分04A卫星
冠名“安溪铁观音二号”
编号
轨道类型
高度535 km
倾角
降焦点地方时
重访周期
无控定位精度
成像质量成像幅宽15km
标准景大小15 km × 15 km
分辨率优于0.5m
成像谱段全色P:450-700 nm

蓝色B1:430-520 nm

绿色B2:520-610 nm

红色B3:610-690 nm

近红外B4:770-895 nm

量化位数
连续成像时长
等效每天总成像时长
成像模式夜光模式、静态堆扫成像
侧摆能力
通信信噪比
数传码速率
传函
每天数传次数
平均单次数传时间
录放比

“吉林一号”高分06系列卫星

“吉林一号”高分06系列卫星采用了新一代高性能成像技术和全自主研发的中心机系统,在有效提升卫星成像动态范围和系统集成度的同时,重量、体积大幅降低,具有快速批产、智能运行、图美价廉的“快智廉”优势。[1]

吉林一号”高分06A星技术指标
轨道类型太阳同步轨道
轨道高度535km
分辨率全色:0.75m;多光谱:3m
幅宽优于18km
成像模式凝视视频、推扫、惯性空间、微光成像
卫星总质量22 kg

五、高景商业遥感一号卫星

高景商业遥感一号卫星
GaoJing-1
国籍中国
研发机构五院
任务类型遥感
运载火箭长征二号丁 (2)
发射基地太原卫星发射中心 LC-9
质量560 kg

高景商业遥感一号卫星(GaoJing-1)也被称为SuperView-1,是由北京空间视景科技有限公司运营的中国民用遥感卫星星座。该星座最初由两颗卫星组成。它在500公里的高度运行,提供0.5米全色分辨率和2米多光谱分辨率的图像。条带宽度为12公里,下行节点时间为上午10:30。该系统具有较高的灵活性,具有长条采集、多条采集、多点目标采集、立体成像等多种采集模式。最大单景可达60公里×70公里。这两颗卫星在同一轨道上间隔180°。于2016年12月28日用CZ-2D火箭发射。

2018年初,第二组两颗卫星发射升空,使该星座成为同一轨道上彼此相距90°的四颗卫星。[1]

发射记录

中文名英文名研发机构发射日期运载火箭发射基地轨道高度轨道倾角设计寿命质量COSPAR
高景商业遥感一号卫星01星GaoJing-1 01 (SuperView-1 01)五院2016年12月28日长征二号丁 (2)太原卫星发射中心 LC-9500 km (计划)560 kg2016-083A
高景商业遥感一号卫星02星GaoJing-1 02 (SuperView-1 02)五院2016年12月28日长征二号丁 (2)太原卫星发射中心 LC-9500 km (计划)560 kg2016-083B
高景商业遥感一号卫星03星GaoJing-1 03 (SuperView-1 03)五院2018年01月09日长征二号丁 (2)太原卫星发射中心 LC-9500 km (计划)560 kg2018-002A
高景商业遥感一号卫星04星GaoJing-1 04 (SuperView-1 04)五院2018年01月09日长征二号丁 (2)太原卫星发射中心 LC-9500 km (计划)560 kg2018-002B

技术细节

是否还在服务(截至2020年8月10日)服役时间波段数值(μm)空间分辨率(米)辐射分辨率(bits)宽幅/视场(km)重访周期(天)传感器类型成像方式研发公司运营公司数据服务商
全色0.45-0.890.5124全色相机连续条带成像、多条带拼接成像、立体成像、多目标成像中国航天科技集团公司五院航天东方红卫星有限公司中国航天科技集团公司旗下专业公司中国四维测绘技术有限公司中景视图
多光谱0.45-0.522多光谱相机
0.52-0.60
0.63-0.69
0.76-0.90

高景一号01/02星卫星参数

轨道高度:530km
类型:太阳同步轨道
周期:97分钟
寿命8年
重量560千克
波段全色:450-890nm
多光谱:
红:450-520nm
绿:520-590nm
蓝:630-690nm
近红外:770-890nm
分辨率P全色:0.5m
多光谱:2m
位深11bits
幅宽12km
星上存储空间2.0TB
重访周期4天
定位精度优于20m
数据下传速度2*450Mbps
单日采集能力700,000km2

高景一号03/04星卫星参数

轨道高度:530km
类型:太阳同步轨道
周期:97分钟
寿命8年
重量560千克
波段全色:450-890nm
多光谱:
红:450-520nm
绿:520-590nm
蓝:630-690nm
近红外:770-890nm
分辨率P全色:0.5m
多光谱:2m
位深11bits
幅宽12km
星上存储空间大于4.0TB(四星)
重访周期1天(四星)
定位精度9.5米 CE90
数据下传速度2*450Mbps
单日采集能力300万km2

六、珠海一号

珠海一号
Zhuhai-1
国籍中国
研发机构珠海欧比特、哈尔滨工业大学
星座类型遥感星座
网站珠海一号
轨道
轨道类型LEO、SSO
轨道高度500 km、530 km
轨道倾角98°、43°
发射
运载火箭长征四号乙、长征十一号
首次发射时间2017年06月15日
发射地点酒泉卫星发射中心
统计
计划卫星数量34(2023年)
发射卫星数量12
在轨卫星数量12
发射成功次数/发射总次数3/3
现状
服役情况现役
备注在建

珠海一号(Zhuhai-1)卫星星座是由珠海欧比特宇航科技股份有限公司发射并运营的商业遥感微纳卫星星座,整个星座由34颗遥感卫星组成,分别是2颗视频试验卫星、10颗视频卫星、10颗高光谱卫星、2颗高分光学卫星、2颗SAR卫星和8颗红外卫星。目前,“珠海一号”卫星星座已完成三组共12颗卫星发射,实现12颗卫星在轨组网运行。星座建成之后将具备全球遥感、全天候监测、全天时监测、高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的特点。[1]

星座优势

  • 全球覆盖:卫星运行轨道为98°角和43°角,实现全球无死角覆盖。
  • 卫星自主可控:自主发射和运营“珠海一号”卫星星座,实现任务随下随拍。
  • 数据采集周期短:多颗卫星组网,对特定目标重访频率大于8次/天。
  • 数据采集能力强:国内幅宽最大的高光谱卫星(宽150 km),单星单次就能推扫从北京到海口的距离(2500 km)。
  • 地物分析能力强:光谱分辨率2.5 nm,波段32个,能捕捉到细微的光谱曲线关键点,地物专属特征无所遁形。
  • 星座卫星种类多:可采集高光谱、高分辨率、红外及微波雷达数据,根据不同需求使用不同的卫星,切实满足各项需求。[1]

星座规划

2+10+10+2+2+8=34颗[1]

  • 2颗OVS-1视频卫星(1.98 m/8.1 Km)
  • 10颗OVS-2视频卫星(0.9 m/22.5 Km)
  • 10颗OHS高光谱卫星(10 m/150 Km)
  • 2颗OUS高分光学卫星
  • 2颗OSS雷达卫星
  • 8颗OIS红外卫星

卫星型号

珠海一号卫星星座包括视频卫星、高光谱卫星、高分光学卫星、雷达卫星、红外卫星。

OVS-1视频试验卫星

OVS-1A/B视频试验卫星是“珠海一号”微纳卫星星座首发的两颗卫星,具有姿态指向及控制精度高、机动能力强的特点。两颗卫星均配套1200万像素的CMOS传感器视频相机,镜片面形精度达0.008 μm,支持推扫、凝视两种成像模式,能实现视频影像拍摄和图像影像拍摄。[2]

卫星参数成像模式数据获取能力
分辨率1.9 m单颗星单景覆盖面积为8.1 km × 6.1 km,约49.4平方公里
成像范围视频:8.1 km × 6.1 km @530 km每颗星每秒可拍2景,每秒可获取72 MB数据
图像:8.1 km × 120 km @530 km2颗星每年可获取58 TB数据
成像方式凝视+推扫每年10颗星可获取9.2 PB数据
2颗星每156天可覆盖全球一次,每年可覆盖全球2次

OVS-2/OVS-3视频卫星

OVS-2视频卫星运行轨道为98°太阳同步轨道,轨道高度为500 km,空间分辨率为0.9 m,是同类视频卫星中的性价比最高的。OVS-2视频卫星以凝视模式对地物进行拍摄时,可形成120 s的视频影像;推扫成像时,可对目标区域形成宽22.5 km、最大扫视范围2500 km的卫星影像。[2]

卫星参数成像模式数据获取能力
分辨率0.9 m单颗星单景覆盖面积为22.5 km × 2.7 km,约60.75平方公里
成像范围视频:4.5 km(1~5) × 2.7 km @500 km每颗星每秒可拍4景,每秒可获取1008 MB数据
图像:22.5 km × 2500 km @500 km10颗星每年可获取4 TB数据
重量80 kg10颗星每12天可覆盖全球一次,每年可覆盖全球30次
成像方式凝视+推扫

OHS-2/OHS-3高光谱卫星

“珠海一号”高光谱卫星是国内目前唯一完成发射并组网的商用高光谱卫星,也是国内空间分辨率最高、幅宽最大的高光谱卫星,具有体积小、质量轻、高性能的特性。卫星光谱分辨率为2.5 nm,空间分辨率为10 m,卫星综合指标性能处于国际领先水平,是全球25颗高光谱卫星家族中的重要成员。[2]

卫星参数成像模式数据获取能力
分辨率10 m覆盖面积:1825000万平方公里/年
成像范围150 km × 2500 km每秒可获取1184 MB数据
谱段数32个10颗星可获取6.5 PB数据
10颗星每2天可覆盖全球一次,每年可覆盖全球182次

七、WorldView-4 卫星

基本概况

同 2014 年成功发射的 WorldView-3一样,WorldView-4能够捕获全色分辨率31厘米和多光谱分辨率1.24米的卫星影像。与WorldView-3相比,WorldView-4 可以比 WorldView-3 更快地从一个目标移动到另一个目标,并且能够存储更多数据。

卫星的特性

1、超高分辨率:全色分辨率31厘米,多光谱分辨率1.24米

2、高定位精度

3、 在多种影像采集模式下的超大储存容量

4、 双向扫描

5、配备控制力矩陀螺, 能实现快速重新定位(速度快于其他卫星2倍以上),提供更优化的对区域及点目标的影像采集能力

6、直接获取编程数据传输给用户

7、重访频率为1天

8、除了提供即时的超光谱、高分辨率地球影像,WorldView-4卫星还具有以下无可比拟的优势:能对较大面积的区域进行单次过境采集,减少短暂变化的影响;无须地面控制点就可以达到CE90 3米的几何精度; 拍摄能力为68万平方公里/天。

发射的意义

WorldView-4卫星的成功发射再一次大幅提高了DigitalGlobe星座群的整体数据采集能力,让DigitalGlobe可以对地球上任意位置的平均拍摄频率达到每天4.5次,且GSD小于1米。

八、天空卫星

天空卫星
SkySat
国籍美国
研发机构天盒成像公司
任务类型遥感
寿命6年
质量83 kg

天空卫星(Skysat)是行星实验室运营的亚米分辨率遥感星座。

Skysat-1是A代卫星,Skysat-2是B代卫星,Skysat-3之后发射的卫星均为C代卫星。

天空卫星星座可以以高分辨率(50厘米)对地球上的任何一点进行成像。它们还能拍摄长达90秒的立体图像和视频片段。

与鸽群卫星不同,天空卫星有一个推进系统,可以让行星实验室公司将其保持在所需的高度,并优化全球覆盖范围。

发射记录

中文名英文名研发机构发射日期运载火箭发射基地轨道高度轨道倾角设计寿命质量COSPAR
天空卫星1号SkySat 1天盒成像公司2013年11月21日第聂伯号多姆巴罗夫斯基空军基地 LC-370/13563 km × 597 km97.79°6年83 kg2013-066C
天空卫星2号SkySat 2天盒成像公司2014年07月08日联盟2-1b Fregat拜 LC-31/6631 km × 639 km98.4°6年83 kg2014-037D
天空卫星3号SkySat 3 (SkySat C1)劳拉空间系统公司2016年06月22日印度极轨卫星发射器-XL萨迪什·达万航天中心 SLP500 km6年~120 kg2016-040C
天空卫星4号SkySat 4 (SkySat C2)劳拉空间系统公司2016年09月16日织女星圭亚那航天中心 ELV500 km6年~120 kg2016-058D
天空卫星5号SkySat 5 (SkySat C3)劳拉空间系统公司2016年09月16日织女星圭亚那航天中心 ELV500 km6年~120 kg2016-058E
天空卫星6号SkySat 6 (SkySat C4)劳拉空间系统公司2016年09月16日织女星圭亚那航天中心 ELV500 km6年~120 kg2016-058B
天空卫星7号SkySat 7 (SkySat C5)劳拉空间系统公司2016年09月16日织女星圭亚那航天中心 ELV500 km6年~120 kg2016-058C
天空卫星8号SkySat 8 (SkySat C6)劳拉空间系统公司2017年10月31日米诺陶C-XL-3210范登堡空军基地 576E500 km6年~120 kg2017-068F
天空卫星9号SkySat 9 (SkySat C7)劳拉空间系统公司2017年10月31日米诺陶C-XL-3210范登堡空军基地 576E500 km6年~120 kg2017-068E
天空卫星10号SkySat 10 (SkySat C8)劳拉空间系统公司2017年10月31日米诺陶C-XL-3210范登堡空军基地 576E500 km6年~120 kg2017-068D
天空卫星11号SkySat 11 (SkySat C9)劳拉空间系统公司2017年10月31日米诺陶C-XL-3210范登堡空军基地 576E500 km6年~120 kg2017-068C
天空卫星12号SkySat 12 (SkySat C10)劳拉空间系统公司2017年10月31日米诺陶C-XL-3210范登堡空军基地 576E500 km6年~120 kg2017-068B
天空卫星13号SkySat 13 (SkySat C11)劳拉空间系统公司2017年10月31日米诺陶C-XL-3210范登堡空军基地 576E500 km6年~120 kg2017-068A
天空卫星14号SkySat 14 (SkySat C12)劳拉空间系统公司2018年12月03日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)范登堡空军基地 SLC-4E500 km6年~120 kg2018-099AR
天空卫星15号SkySat 15 (SkySat C13)劳拉空间系统公司2018年12月03日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)范登堡空军基地 SLC-4E500 km6年~120 kg2018-099AW
天空卫星16号SkySat 16 (SkySat C14)劳拉空间系统公司2020年06月13日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)卡纳维拉尔角太空军基地 SLC-40500 km6年~120 kg2020-038BL
天空卫星17号SkySat 17 (SkySat C15)劳拉空间系统公司2020年06月13日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)卡纳维拉尔角太空军基地 SLC-40500 km6年~120 kg2020-038BM
天空卫星18号SkySat 18 (SkySat C16)劳拉空间系统公司2020年06月13日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)卡纳维拉尔角太空军基地 SLC-40500 km6年~120 kg2020-038BN
天空卫星19号SkySat 19 (SkySat C17)劳拉空间系统公司2020年08月18日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)卡纳维拉尔角太空军基地 SLC-40500 km6年~120 kg2020-057BQ
天空卫星20号SkySat 20 (SkySat C18)劳拉空间系统公司2020年08月18日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)卡纳维拉尔角太空军基地 SLC-40500 km6年~120 kg2020-057BR
天空卫星21号SkySat 21 (SkySat C19)劳拉空间系统公司2020年08月18日猎鹰9号 v1.2 (Block 5)卡纳维拉尔角太空军基地 SLC-40500 km6年~120 kg2020-057BS

九、昴宿星卫星

继“斯波特”(SPOT)系列卫星之后,法国自2001年开始着手研制下一代具有更高分辨率的“晶宿星”( Pleiades)军民两用光学成像卫星,以应对国际卫星遥感数据市场的发展,满足民用及国防对地球观刚卫星的需求。Pleiades卫星星座由法国国家航天研究中心(CNES )负责研制,包括2颗卫星。由于种种原因,卫星发射日期却一推再推。2颗Pleiades卫星曾计划分别于2009年和2010年发射,后推迟至2010年和2011年。实际上,首颗卫星晶宿星1A卫星己于2011年12月17日发射升空,晶宿星1B卫星于2012年11月30日发射。

中文名:昴宿星卫星

外文名:Pleiades

研制国家:法国

类    型:光学成像卫星

作    用:应对国际卫星遥感数据市场的发展

首次发射时间:2011年12月17日

研制背景

1997年CNES在研究小型卫星时提出“3S"(SPOT Successor System)平台概念,以实现成本降低、技术创新、用户服务及性能更新等目标,而新一代光学成像卫星Pleiades正是这一概念的具体体现。

Pleiades卫星是法国和意大利奥菲欧( ORFEO,即光学和雷达联合地球观测系统)计划的一部分,该计划还包括意大利的“宇宙一地中海”( COSMO-SkyMed)高分辨率雷达系统。为防止资源重复,2001年1月法国与意大利签署了双边协议,意大利可以接收法国光学成像卫星的数据,同时也向法国提供雷达卫星数据。2003年10月,CNES和阿斯特留姆公司(Astrium)签署了价值3.14亿欧元的合同,用以研发2颗Pleiades卫星,同时由泰雷兹一阿莱尼亚宇航公司(丁hales Alenia Space)负责星上成像仪的开发。2005年,CNES又与瑞典、西班牙、澳大利亚和比利时等国的航天机构签署了该卫星的研制合同。

主要目标

Pleiades项目是SPOT卫星的后续任务,军事应用由法国国防部负责,民用和商业应用由斯波特图像公司负责。该卫星星座的主要目标包括:

(1)提供光学高分辨率全色图像(0.7m)和多光谱图像(2.8m);

(2)实现全球覆盖,每天可对地球上任意位置进行观测;

(3)提供350km x 20km或150km x 40km的立体图像,拼图尺寸可达120km x 120km;

(4)每颗卫星每天提供250幅以上图像;

(5)支持地面覆盖的风险管理和服务(灵敏性设计、快速响应运行概念及高效地面段)。

卫星概况

Pleiades卫星干质量为940kg,推进剂质量为75kg,整星质量只有SPOT-5卫星质量的1/3。它将运行在高度695km、倾角98.2度的太阳同步轨道,降交点地方时为10:30,轨道重复周期为26天。卫星采用阿斯特里姆公司的天体卫星-1000 ( AstroSat -1000)平台,三轴姿态稳定,可进行滚动和倾斜机动,倾角高达60度。

卫星结构设计目标是实现卫星高敏捷性和高定位精度。高敏捷性要求卫星结构小巧,因此其成像有效载荷集成在平台内部。高定位精度则通过简化成像仪和平台之间的接口来实现。平台采用六面体结构,顶部以固定安装方式安装了3副太阳电池翼,以120度间隔均匀分布,直接与平台相连;每块基板大小为2.3mx1 .0m,采用轻型基板结构和三结砷化稼电池实现尺寸最小化,其寿命末期功率为1.5kW ;锂离子电池容量为150Ah。星载3个星跟踪器采用准四面体结构,使姿态定位精度最优化,姿态控制精度可达0.017度。

Pleiades星座的两颗卫星以1800相位等间隔。1颗Pleiades卫星可在5天内实现全球覆盖,在星座部署完成之后,4天能实现全球覆盖。卫星X频段下行链路有3个通道,传输速率为465Mbit/s, S频段链路用于支持跟踪、遥测和遥控(TT&C)服务。

与SPOT系列卫星相比,Pleiades卫星主要在空间分辨率、观测灵活性及数据获取模式等方面进行了重新设计。SPOT系列卫星通过改变遥感器的方向来对不同区域进行观测;而Pleiades卫星采用了使卫星整体绕滚动轴、俯仰轴大角度侧摆的方式,灵活地实现了对不同目标的观测。Pleiades卫星分辨率和动态范围的增加,必然会提高数据率。例如:从SPOT-4卫星到SPOT-5卫星,数据率增加了7倍;从SPOT-4到Pleiades卫星,数据率增加了27倍。为了提高压缩性能,Pleiades卫星运用了新的图像压缩算法(小波变换和位平面编码器),同时还要满足用户和专家对图像质量的要求。 [1]

完成组网

2013年,欧洲阿斯特里姆公司宣布,随着品宿星-1B卫星和斯波特-6卫星完成在轨认证,昴宿星卫星星座己组网完毕。阿斯特里姆服务公司将从品宿星-1A/1B卫星组成的全覆盖星座发送图像。此种配置世界上只此一例,能提供相当高分辨率的日常重访能力,并保证24 h内能获取地球任意一点的图像,还能日常监视任何地点并实现覆盖2次。昴宿星-1A/1B卫星是欧洲第一个相当高分辨率的对地观测卫星星座,定位在相距180度的准极太阳同步轨道,高度695 kmo品宿星卫星在民用市场提供特殊性质服务:能提供图像,每天能获得900张图片,并有相当的灵活性(快速定位),获取方式多样(立体、马赛克、通道、目标)。斯波特-6,7卫星星座将与昴宿星卫星联合运行,数据分辨率可达1. 5 m。昴宿星-1A/1B,斯波特-6、7卫星将在同一轨道上等距分布,这使阿斯特里姆公司成为全球第一家能提供全谱系不同分辨率的地球观测数据(中分辨率到高分辨率),意味着每天都能以高分辨率和极高分辨率观测到地球上的任一地点。

十、地球眼卫星

美国地球眼卫星公司发射卫星

地球眼卫星(GeoEye-1)是美国地球眼卫星公司(GeoEyeInc.)发射的第一颗卫星。地球之眼-1是一颗对地观测卫星,主要用于拍摄地面高分辨率的图片。2008年9月6日,GeoEye - 1卫星(右概述图)由德尔它 - 2(Delta - 2)运载火箭从美国范登堡空军基地发射。

中文名:地球眼卫星

外文名:GeoEye

国    家:美国

类    别:对地观测卫星

发射时间:2008年9月6日

设计寿命:7年

概况

地球眼卫星是美国地球眼公司发展的第二代高分辨率商业遥感卫星,“伊科诺斯”(Ikonos)卫星的下一代,用于为军民用户提供高分辨率遥感卫星图像,美国国家地理空间情报局(NGA)是该卫星的最大用户。该卫星原名为轨道观测 - 5(OrbView - 5),具有清晰观测和增强观测特点。 [1]

通用动力公司为卫星系统主承包商,负责研制卫星平台;国际电话电报公司(ITT)负责研制有效载荷;国家商用机器公司和加拿大麦克唐纳·德特威勒联合公司(MDA)负责研制地面控制段;波音公司提供发射服务。

2008年9月6日,GeoEye - 1卫星由德尔它 - 2(Delta - 2)运载火箭从美国范登堡空军基地发射。 

主要性能参数

GeoEye - 1 卫星运行在高度681km、倾角98°的太阳同步轨道,轨道周期98分钟,重访周期小于3天,降交点地方时为10:30.卫星发射质量1955kg,收拢状态高4.35m,直径2.7m,设计寿命7年。

卫星采用SA - 200HP平台、三轴姿态稳定,具有非常高的指向精度和稳定度。卫星采用新的增强型低抖动反作用轮,在沿轨和穿轨方向可侧摆±60°,具备单轨立体成像能力。图像地理定位精度优于3m。星上固态存储器存储容量1.2Tbit,图像数据下传采用X频段,传输速率740Mbit/s或150Mbit/s;测控链路采用S频段。

GeoEye - 1 卫星有效载荷为“地球眼成像系统”推扫成像相机,由光学分系统(望远镜组件,口径1.1m)、焦平面组件和数字电子线路组成。卫星全色谱段为450~900nm,分辨率0.41m;多光谱有4个谱段,分别是0.45~0.51μm、0.52~0.58μm、0.655~0.69μm和0.78~0.92μm,分辨率为1.64m。天底点标称成像幅宽15.2km。

GeoEye - 1 卫星单景标称成像模式的图像尺寸为15km×15km,每天的单景全色成像面积可达

 。在无地面控制点时,卫星单景图像的水平定位精度5m(90%圆误差);立体图像的水平定位精度4m(90%圆误差),垂直定位精度6m(90%线性误差)。对于地面上纬度为40°的参考目标,卫星侧摆10°时,地面分辨率0.42m,平均重访周期8.3天;卫星侧摆28°时,负面分辨率0.5m,平均重访周期2.8天;卫星侧摆35°时,地面分辨率0.59m,平均重访周期2.1天。 

是否还在服务(截至2020年8月10日)服役时间波段数值(μm)空间分辨率(米)辐射分辨率(bits)宽幅/视场(km)重访周期(天)传感器类型成像方式研发公司运营公司数据服务商
全色0.45-0.800.41(星下点拍摄)1115.2优于3GeoEye商业成像公司(2013年被DigitalGlobe公司并购)GeoEye商业成像公司(2013年被DigitalGlobe公司并购)
0.45-0.511.65(星下点拍摄)
绿0.51-0.58
0.655-0.69
近红外0.78-0.92

十一、KOMPSAT

韩国空间局研制的卫星

KOMPSAT,韩国卫星。全称为Korea Multi-Purpose Satellite,中文译为阿里郎卫星。是基于韩国国家空间计划(Korea National Space Program)由韩国空间局(Korea Aerospace Research Institute ,KARI)研制的卫星。四颗在轨,分别为KOMPSAT-2、KOMPSAT-3、KOMPSAT-3A、KOMPSAT-5。

参数及简介

KOMPSAT-1

KOMPSAT-1卫星发射于1999年,预计服役时间为3年。卫星重500千克,轨道高度685km,过境时间10:30AM,太阳同步轨道。并携带有Electro-Optical Camera (EOC)、Space Physics Sensor (SPS)、Ocean Scanning Multi-spectral Imager (OSMI)三种传感器。KOMPSAT-1主要使命如下:

1、EOC传感器用于获取遥感数据,用于韩国全境1:25000比例尺地图制图;EOC全色波段(510nm~730nm)分辨率为6.6米,刈幅宽度17km。虽然卫星的主要目标是朝鲜半岛,但是也可以观测地球其地方,这主要是通过卫星本身携带的2.5G容量的固态硬盘来实现。

2、OSMI用于检测全球水色,以服务于海洋生物学的研究。OSMI可以接受来自地面控制台的命令,可以在400 nm 到 900 nm之间自由选择波段。

影像特性

3、 SPS由高能粒子探测器(High Energy Particle Detector ,HEPD)和电离层测量传感器(Ionosphere Measurement Sensor ,IMS)组成。前者用于检测低海拔环境中的高能粒子以及研究微电子对辐射环境的影响,后者用于测量电离层电子的浓度以及温度。

参数简介

卫星

发射于2006年7月28日。发射地点是俄罗斯联邦普列谢茨克。基本轨道参数如下:

交点周期

98分钟

倾角

98.1度

远地点

685.31公里

近地点

685.31公里

空间物体的般功能

探索地球

重访周期

3天

侧摆角度

30°

地面覆盖面积

15 x 15 km

其他信息

太阳同步(非地球静止)轨道卫星

KOMPSAT-2获取1米分辨率黑白(全色)影像以及4米分辨率彩色(多光谱)影像,其中多光谱的4个波段包括可见光(红、绿、蓝)以及近红外。 全色和多光谱影像可同时获取,这意味着1米融和影像可作为标准产品数据提供。 KOMPSAT-2影像的地面覆盖面积为15 km x 15 km。

影像特性

成像模式和分辨率

全色: 1 m

彩色(4 波段) : 1 m

多光谱(R, V, B, PIR) : 4 m

捆绑 ( 全色及多光谱)

光谱波段

全色 : 500 - 900 nm

MS1 (蓝色) : 450 – 520 nm

MS2 (绿色) : 520 – 600 nm

MS3(红色) : 630 – 690 nm

MS4 (近红外) : 760 – 900 nm

其他

KOMPSAT-2的地面覆盖面积和分辨率为您大比例制图需求提供了一个更有效率的解决方案,比例尺可以从1:5000到1:2000。KOMPSAT-2的极高空间分辨率对于地面勘测极具意义。特别适合于提供战略的或操作的智能决策信息,它支持识别和判断敏感地点、或侦查判读民用和军事系统。

相关介绍

阿里郎二号卫星发射成功,使韩国一跃成为世界第六位的宇宙强国,并通过开发一米级高解析度相机和确保卫星制造能力,加快了韩国航天开发事业的进程。

韩国第九颗人造卫星“多功能实用卫星二号”,即阿里郎二号卫星28日下午在俄罗斯普列谢茨克航天发射场发射升空,并从6小时53分钟后的晚上10点58分开始与韩国地面接收站“卫星运营中心”成功进行了13分钟的通信。

位于大德研究园区航空宇宙研究院内的卫星运营中心,在接收及分析阿里郎二号卫星传输的各种资料后表示,阿里郎二号卫星已准确进入预定轨道,正常运行。

韩国为在2015年以前进入世界十大航天技术强国行列而积极推进航天开发中长期基本计划。此次阿里郎二号卫星的成功发射,可以说是这一计划的重要成果,使韩国的卫星制造能力和高解析度相机制造能力接近了世界先进水平。

自1992年8月韩国首次发射成功科学实验用卫星“韩星一号”以来,相继将韩星二号、韩星三号及商业用通信广播卫星“无穷花”一、二、三号送入轨道。1999年12月和2003年9月分别将多功能实用卫星“阿里郎一号”、科学技术卫星一号送入轨道,此次又将第九颗卫星“阿里郎二号”成功送入预定轨道。

阿里郎一号是韩国和外国共同开发的卫星,但是阿里郎二号在韩国航空宇宙研究院科研人员的主导下,将国产化水平提高到70%以上,从而确保了韩国独自制造人造卫星的能力。

尤其值得一提的是,韩国还开发了一米级高解析度相机。而在人造卫星的多种功能中,照相观测是最重要的一项功能。因此,韩国开发出一米级相机具有非常重要的意义。

人造卫星具备一米级相机后能识别地面上一米大小的物体。当今世界上拥有这一技术的国家只有美国、俄罗斯等六个航天先进国。阿里郎二号卫星安装韩国航空宇宙研究院和以色列共同开发的一米级高解析度相机,不但使韩国一跃成为世界第六位的宇宙强国,还通过由此反应出的卫星制造能力,使韩国进入了卫星产业先进国的行列。

今天,韩国虽然拥有人造卫星制造技术,但是尚未确保发射体技术。因此,韩国正在加速建设“高兴航天发射场”。2007年高兴航天发射场建成后,韩国将直接发射以自身技术制造的100公斤级小型人造卫星,进入同时开发人造卫星及其发射体的阶段。2008年将发射安装有全天候观测相机的阿里郎五号卫星,2009年将发射安装有一米以下级超精密相机的阿里郎三号卫星。此外,韩国还在积极开发“通信海洋气象复合卫星”和科学技术二、三号卫星,并计划在2008年培养出韩国首批宇航员。

总的来说,阿里郎二号卫星发射成功为韩国航天科技的发展奠定了坚实的基础。

十二、火卫二

火卫二
Deimos

火卫二.jpg

大小(半径)约6千米
质量2.4*1015千克
中心天体火星
轨道半长轴23459千米
轨道离心率0.0005
轨道周期1.26244天
轨道倾角1.79°
平均密度1750 kg/m3
自转周期1.26244天
表面温度-40 °C
发现日期1877年8月11日
发现者阿萨夫·霍尔(Asaph Hall)

火卫二(Deimos)是火星的两颗卫星中较小的一颗。它的体积只有15×12×11公里,每30小时绕火星旋转一圈。

基本信息

以火星为中心,火卫二的参数为如下:[1]

展开火卫二(Deimos)

岩石性质

像火卫一一样,火卫二是一个小而笨重,坑坑洼洼的物体。然而,它的陨石坑直径一般小于2.5公里,而且缺乏火卫一上所见的沟槽和山脊。通常,当陨石撞击表面时,表面物质会被抛出并从形成的陨石坑中排出。这种物质通常会落回陨石坑周围的表面。然而,这些喷射物沉积物在火卫二上却看不到,可能是因为它的重力太低,喷出物逃往太空。材料似乎确实沿着斜坡向下移动。

它还有一层厚厚的风化层,可能有100米深,是由陨石粉碎地表而形成的。

火卫二是一个暗体,似乎由C型表面物质组成,类似于在外小行星带发现的小行星。[2]

发现

1877年8月的一个晚上,阿萨夫·霍尔(Asaph Hall)正要放弃对火星卫星的令人沮丧的探索,但他的妻子安吉丽娜(Angelina)敦促他继续下去。在妻子的逼迫鼓励下,第二天晚上他发现了火卫二,六个晚上之后他发现了火卫一。

霍尔以神话中的阿瑞斯之子命名这两个天体。阿瑞斯是罗马神话中的战神,“火星”(Mars)是希腊神话中的战神。因此,两个环绕火星的天体的名字也与战神有关。火卫一意味着害怕,火卫二意味着恐惧。这也与火星的基调一致。

94年后,美国宇航局的水手9号飞船在环绕火星的轨道上对这两颗卫星进行了更好的观察。它发现,火卫一上的主要特征是一个10公里宽的陨石坑,几乎是其本身宽度的一半。它被赋予安吉丽娜的娘家姓:斯蒂克尼(Stickney)。

十三、锁眼

锁眼
Keyhole

KH-1 Corona.jpg

国籍美国
研发机构洛克希德·马丁
任务类型测绘(拍照);军事

锁眼(Keyhole,KH)是美国军方于20世纪60年代开始发射的一系列照相侦察卫星,于1962年被划归于新成立的美国国家侦察局(NRO)管理。

KH-1

KH-1(Keyhole-1)是Corona计划中建造的首批侦察卫星,卫星本身则被命名为“发现者”(Discoverer)。KH-1搭载了一台仙童公司制造的全景相机,拍摄分辨率可达12.9 m,以及一个存放胶卷的返回舱。在拍摄完毕后,返回舱与卫星分离,并由空军飞机在空中抓住降落伞后直接回收,以防止泄密。如果回收失败,返回舱底部的盐栓将会被海水溶解,返回舱里的敏感数据将会同返回舱一起石沉大海。不过在1964年,委内瑞拉一名农夫还是在自家农田中捡到了降落失败的载具。在此之后所有的返回舱全部取消了在外侧的“机密”标示,而是换上了由八种语言书写的“返还给美国政府有奖”。

在发现者1号(未携带照相机和返回舱,仅用于测试卫星结构)和发现者2号、3号(未携带相机,携带了返回舱,用于测试返回式卫星技术)成功测试后,美国发射了8枚KH-1卫星,有3颗卫星由于火箭发射失败未能抵达轨道,另外5颗卫星也均未能回收胶卷。为此,美国不得不再次发射2颗未携带相机,仅携带返回舱的卫星(发现者12号、13号),以进一步验证空中回收的可行性。在此之后,第九颗KH-1卫星终于成功回收了胶片。KH-1-9也是10颗KH-1卫星中唯一成功回收胶卷的卫星。

KH-2

KH-2(Keyhole-2)是Corona计划中建造的第二批侦察卫星,卫星本身继续被命名为“发现者”。相比于KH-1,KH-2上所搭载的相机分辨率更高,可达10.9 m。其胶卷回收方式与KH-1相同。相比于KH-1,KH-2返回舱的回收成功率大大提升。美国一共发射了10颗KH-2卫星,4颗卫星由于火箭发射失败未能进入轨道。剩下的6颗卫星中,有4颗成功回收了胶卷。

KH-3

KH-3(Keyhole-3)是Corona计划中建造的第三批侦察卫星,卫星本身继续被命名为“发现者”。相较于前辈,KH-3上所搭载的相机分辨率进一步提高,可达7.5 m。其胶卷回收方式与前辈相同。美国共发射了6颗KH-3卫星,1颗卫星由于火箭发射失败而未能进入轨道。剩下的5颗卫星中,有4颗成功回收了胶卷。另外,KH-3的最后一颗卫星,KH-3-6,采用了KH-4的星体结构,以验证KH-4的部分技术,所搭载相机仍与KH-3相同。

KH-4

KH-4(基于Agena-B平台)

KH-4(Keyhole-4)是Corona计划中建造的第四批侦察卫星,前两颗卫星继续被命名为“发现者”,在这之后这个名称被取消。KH-4首次引入了双相机系统,两台相机纵列呈30度夹角安装,以分别拍摄前视和后视的照片,在这之后通过合成两张照片即可获得立体影像,相机分辨率为3.6~5.1 m。此外KH-4还携带了一台广角普查相机,用于拍摄更大区域面积的低分辨率照片,分辨率为162 m,可以覆盖308 km × 308 km的范围。胶卷回收方式与其前辈相同。基于Agena-B平台的KH-4共发射了11颗卫星。

KH-4(基于Agena-D平台)

载荷平台升级为Agena-D,搭载设备与基于Agena-B平台的KH-4相同。基于Agena-D平台的KH-4共发射了15颗卫星,其中2颗由于火箭发射失败未能进入轨道。

KH-4A

KH-4的第一种重大升级型号,两台详查相机更换为J-1全景相机,分辨率提升到了2.7 m。此外,KH-4A还加装了第二具返回舱,使其具备了多次拍摄能力。在拍摄完目标地点并释放一个返回舱后改变轨道进入“冬眠”状态,在最多21天的等待后到达新的目标地点上方进行第二次拍摄。美国共发射了52颗KH-4A卫星,其中2颗由于火箭发射失败未能进入轨道。

KH-4B

KH-4的第二种重大升级型号,两台详查相机更换为J-3全景相机,分辨率提升到了1.8 m,普查相机则更换为DISIC(Dual Improved Stellar Index camera),分辨率提升到了30 m,但是覆盖范围相比于前辈略有下降,仅有260 km × 260 km。其余设备均与其KH-4A相同。美国共发射了17颗KH-4B卫星,其中1颗由于火箭发射失败未能进入轨道。

KH-5

KH-5(基于Agena-B平台)

KH-5(Keyhole-5)是Corona计划中建造区域普查侦察卫星,其拥有自己独特的代号,即Argon。其星体结构与基于Agena-D平台的KH-4高度相似,区别在于照相机换成了一台广角区域普查相机,分辨率为140 m。基于Agena-D平台的KH-5共发射了七枚,其中只有两枚成功回收了胶卷,有两枚因为火箭发射失败而未能入轨,两枚在轨道上发生故障,还有一枚回收返回舱时失败。

KH-5(基于Agena-D平台)

载荷平台升级为Agena-D,搭载设备与基于Agena-B平台的KH-5相同。基于Agena-D平台的KH-4共发射了5颗卫星,其中1颗由于火箭发射失败未能进入轨道,其余卫星都成功回收了胶卷。在搭载DISIC的KH-4B投入使用后,KH-5的区域普查任务改为交由KH-4B执行。

KH-6

由基于Agena-D平台的KH-4改进而来的实验性侦察卫星,以验证米级高分辨率成像技术。其光学部分更换为了两台柯达公司制造的E-5照相机,地面分辨率可达1.8 m。美国一共发射了三枚KH-6卫星,其中第一颗卫星由于火箭发射失败未能入轨,第二颗卫星没有携带胶卷,第三颗卫星是唯一成功回收胶卷的KH-6卫星,但是成像质量很差。就此KH-6计划终止。

KH-7

KH-7(Keyhole-7)是Gambit计划中建造的首批侦察卫星,也是首型分辨率达到亚米级的侦察卫星。KH-7搭载了一台主镜直径高达1120 mm的全景相机,拍摄分辨率可达0.61~0.91 m,此外,KH-7还搭载了一个和Corona相同的返回舱,用于把胶片运回地球。美国共发射了38颗KH-7卫星,其中2颗由于火箭发射失败未能进入轨道,1颗由于发射前事故而损毁,还有三枚卫星未能生成图像。有两枚未发射备份星在解密后得以送至博物馆展览。

KH-8

KH-8 Block I

KH-8(Keyhole-8)是Gambit计划中建造的第二批侦察卫星。相比于KH-7,KH-8进一步提高了分辨率,其主镜直径高达1210 mm,拍摄分辨率可达0.1 m,甚至更高。此外,KH-8还引入了天文位置地形相机(APTC,Astro-Position Terrain Camera),APTC包括三个相机,一个地形相机和两个恒星相机,地形相机沿着卫星横滚轴拍摄地平面位置,恒星相机则观察卫星后方180°范围内的星场。借由这三台摄像机拍摄的照片,卫星可以获得自身姿态数据并自动稳定,使得高分辨率成像更稳定。KH-8 Block I共发射了22颗,其中1颗由于火箭发射失败未能进入轨道,1颗由于返回舱降落伞未打开而未能回收胶片,还有2颗卫星因为进入了错误的轨道而失效。

KH-8 Block II

相比于Block I,Block II增加了一个返回舱,使其具备了多次拍摄能力。其余设备与Block I相同。KH-8 Block II共发射了14颗,其中1颗由于火箭发射失败未能进入轨道,1颗卫星返回舱回收失败,还有1颗卫星由于控制系统故障导致第二个返回舱无法回收。

KH-8 Block III

相比于Block II,Block III改进了光学组件的伺服机构,使得光学组件更灵活,伺服机构的寿命也大大提升。由于改进了伺服机构,KH-8 Block III能够完成针对其它卫星的成像。其余设备与Block II相同。KH-8 Block III共发射了11颗,其中1颗由于火箭发射失败未能进入轨道。

KH-8 Block IV

相比于Block III,Block IV改进幅度较大。主要包括一个全新的双模式相机,并且新增了太阳能电池板。全新的双模式相机不仅可以使用传统的高分辨率黑白胶片,还可以使用其他胶片,包括彩色胶片和假彩色红外胶片,使得卫星获得了彩色成像和红外成像的能力。KH-8 Block IV共发射了6颗卫星。

KH-8 双模式

参见KH-8 Dual mode

KH-9

KH-9是Hexagon计划的产物,作为一颗大型侦察卫星,用于替代KH-4B,完成其区域普查任务。KH-9共有4个返回舱,加上其配备了太阳能电池板,不用担心电量耗尽,使得卫星寿命大大延长,最高可达275天。光学系统延续了KH-4一前一后的传统,分别布置在卫星的左前方和右后方,以获得区域立体图像。其拍照分辨率高于0.61 m,实现了大区域面积亚米级的普查成像。KH-9共发射了20颗卫星,其中1颗由于火箭发射失败未能进入轨道。

KH-10

参见MOL

KH-11

KH-11是Kennen计划的产物,或者也被称作Crystal。KH-11是美国第一种光电数字成像的光学成像侦察卫星,能提供实时光学侦察能力。KH-11主镜直径高达2400 mm,分辨率超过0.1 m。其数据通过部署在闪电轨道和地球同步轨道上的卫星数据系统(SDS,Satellite Data System)中继卫星传输至地面站。KH-11卫星可能还搭载有ELINT天线,具有一定的电子战能力。由于KH-11后继型号高度保密,因此对于当今发射的所有美国光学侦察卫星,外界往往统一称呼为KH-11。KH-11及其后续型号,包括疑似变体在内,目前共发射了21颗,其中1颗由于火箭发射失败未能进入轨道。

值得注意的是,HST几乎就是KH-11卫星的民用变体。[1]

KH-11后继型号

由于KH-11后继型号高度保密,因此以下内容均为目击、推测而成。以下卫星实际包含于KH-11代号范围内。

KH-12

推测为一类高分辨率红外成像卫星,技术路线与NASA的SIRTF/斯皮策望远镜相仿。地面目击报告也显示KH-12的结构与SIRTF论文中的结构高度相似。通过液氦主动冷却红外成像组件,KH-12实现了红外波段的高分辨率成像,缺点是需要定期补充液氦。这一工作之前由航天飞机完成,航天飞机退役后该任务可能转交给了X-37B空天飞机。

USA-129(锁眼11-12)地面目击报告,右侧是拍摄者所猜测的KH-12结构

NASA论文中的SIRTF结构图,与KH-12的地面目击报告高度类似

KH-13

尽管通过采用主动冷却技术,KH-12实现了红外波段的高分辨率成像,但是其分辨率依旧低于可见光波段光学成像卫星。原因在于根据角分辨率原理,如果红外卫星要取得和可见光光学卫星相同的分辨率,则主镜要大几倍。然而更大的主镜会导致火箭整流罩无法容纳卫星,为此有必要折叠主镜。KH-13便是美国第一种折叠主镜光学成像卫星。

由于采用了直径8 m左右的折叠主镜,KH-13不仅实现了高分辨率红外成像,还实现了甚高分辨率可见光成像。其可见光波段分辨率可达毫米级,理论上甚至能看见地面报纸上的副标题。其技术路线与NASA的NGST(下一代太空望远镜,最终成为了今天的韦伯望远镜)相仿,可以认为NGST为KH-13的民用版本。

USA-186(锁眼11-14)地面目击图,红色箭头为其花瓣样折叠主镜,青色箭头为梯型遮阳板,黄色箭头为连接在遮阳板上的太阳能电池板

NASA NGST的早期设计方案,直径8 m的折叠主镜清晰可见,整体构型与KH-13地面目击图高度相似

KH-14

KH-14为KH-13的低成本版本,通过采将KH-13的花瓣形折叠主镜改为方形轻薄镜,并简化次镜塔实现成本压缩。其构型与NGST-δ方案类似。

USA-245(锁眼11-16)地面目击图的反色照片,红色箭头为遮阳板,黑色箭头为次镜塔,蓝色箭头为太阳能电池板,方形主镜由于被遮阳板遮挡无法看见

NASA文件中的NGST-δ方案,其构型与KH-14地面目击图高度相似

KH-15

KH-15/EECS(Evolved Enhanced CRYSTAL System,改进增强型晶体系统)可能为NRO最新一代侦察卫星,目前发射了三颗卫星,即USA-290,USA-314和USA-338。这三颗卫星都具有较高的轨道(近地点均在400 km左右或以上),在此之前的美国光学成像卫星一般都会把近地点拉到200 km级来实现超分辨率详查。KH-15轨道如此之高的原因可能在于规避日益增长的反卫星手段的威胁,同时其光学组件过于庞大复杂,也不适合在极低轨运作。根据USA-290和USA-338的目击报告,其构型与NASA Origin望远镜高度相似,在技术上可能有一定的继承关系。

USA-338地面目击图,红色箭头为太阳能电池板,黄色箭头为遮阳板,白色箭头为次镜塔,青色箭头指向的闪光点为主镜

USA-290地面目击图,红色为太阳能电池板,白色为次镜塔,绿色为主镜,黄色为遮阳板

Origins 太空望远镜的早期设计,与KH-15构型类似。不同于Origins的9 m主镜,KH-15的主镜直径可能高达15 m,结构类似于LUVOIR-A

USA-276

USA-276可能是一枚基于KH-12平台研制的超长焦窄视场超高分卫星。采用了一个可展开镜筒来实现窄视场超高分光学成像。

十四、哨兵卫星

哨兵卫星
Sentinel

Sentinel 1A, 1B, 1C, 1D.jpg

国籍欧洲
研发机构阿莱尼亚宇航公司
任务类型遥感(雷达)
寿命7.25年

哨兵卫星(Sentinel),是欧洲航天局哥白尼计划(GMES)中的地球观测卫星。哥白尼是当今世界上规模较大,雄心勃勃的地球观测计划。旨在通过一批自动卫星来应对环境挑战。其核心便是哨兵卫星系列。

哥白尼

“哥白尼”是欧盟委员会地球观测方案的新名称,以前称为GMES(全球环境和安全监测)。2012年12月11日,欧盟委员会副主席安东尼奥·塔亚尼在竞争理事会上宣布了新名称。

用安东尼奥·塔亚尼的话说:"通过将名称从GMES改为哥白尼,我们向这一位伟大的欧洲科学家和观察家致敬:尼古拉·哥白尼(1473-1543年)。生活在16世纪的他使我们更好地了解我们的世界。本次欧航局的地球观测方案使我们能够透彻地了解不断变化的地球,从而令人们能够采取具体行动,从而提高生活质量。哥白尼现已作为一个方案慢慢走向成熟,其所有服务将很快进入业务阶段。由于数据可用性提高,用户接受度将提高,这也正式我们现在急需的东西。”

哨兵卫星系列从太空观察土地,海洋和大气层。从这些卫星捕获的所有数据都是免费的,以鼓励最大限度的利用。除此之外,一年365天,全天候提供数据。哥白尼已经发射了几颗卫星,包括哨兵1号,哨兵2号和哨兵3号。由于其成功,因此计划推出更多产品。通常,每个哨兵任务都有两个在同一轨道飞行的双卫星。原因是提供了更好的覆盖范围并缩短了重新访问时间。

卫星名称Sentinel-1Sentinel-2Sentinel-3Sentinel-6
发射日期2014年04月03日S1-A

2016年04月22日 S1-B

2015 年 06 月 23 日 S2-A

2017年03月07日 S2-B

2016年02月16日 S3-A

2018年04月25日S3-B

2020年11月21日 S6-A
轨道类型SSO (太阳同步轨道) 12 天重复周期 LTAN = 18:00 小时SSO 10 天重复周期 LTDN = 10:30 小时SSO 27 天重复周期 LTDN = 10:00 小时
轨道高度693公里786公里814.5公里1366公里
传感器补充C-SAR(C波段合成孔径雷达)MSI(多光谱仪器)SRAL (森蒂内尔-3 雷达高度计) MWR (微波辐射计) OLCI (海洋和陆地彩色仪器) SLSTR (海陆表面温度辐射计)
航天器大规模航天器大小 航天器功率2300 千克 3.4 米 x 1.3 米 x 1.3 米 4.8 千瓦 (EOL)1140 公斤 3.0 米 x 1.7 米 x 2.2 米 1.7 千瓦 (EOL)1250 千克 3.9 米 x 2.2 米 x 2.2 米 2.05 千瓦 (EOL)
下行链路 X 波段数据速率520 兆位/秒520 兆位/秒520 兆位/秒
TT&C S 波段64 kbit/s 上行链路 128 kbit/s 或 2 Mbit/s 下行链路64 kbit/s 上行链路 128 kbit/s 或 2 Mbit/s 下行链路64 kbit/s 上行链路 128 kbit/s 或 2 Mbit/s 下行链路
科学数据存储1.4 Tbit (EOL)2 Tbit (EOL)300Gbit (EOL)
所需的数据质量BER(位误差率):<10-9FER(帧误差率):<

10-8

FER(帧误差率):< 10-7
运营自主权8 天14 天27 天
主要承包商塔斯一号(泰雷兹·阿莱尼亚空间-意大利)欧洲经济区,德国塔斯-F(塔莱斯·阿莱尼亚空间-法国)
基线发射器联盟(库鲁)维加(库鲁)欧洲发射服务的罗科特车辆

      

卫星简介

每个Sentinel卫星都是通过两颗卫星星座来满足重访和覆盖范围要求。

Sentinel-1是用于陆地和海洋服务的极地轨道全天候昼夜雷达成像任务。Sentinel-1A2014年4月3日发射升空,Sentinel-1B2016年4月25日发射升空。主要应用:监测北极海冰范围、海冰测绘、海洋环境监测,土地变化、土壤含水量、产量估计、地震、山体滑坡、城市地面沉降、支持人道主义援助和危机局势,包括溢油监测、海上安全船舶检测、洪水淹没。

Sentinel-2是一个极轨多光谱高分辨率成像任务,用于陆地监测,以提供例如植被,土壤和水覆盖,内陆水道和沿海地区的图像。Sentinel-2还可以提供紧急服务信息。Sentinel-2A2015年6月23日发射升空,Sentinel-2B2017年3月7日发射升空。除了监视植物生长之外,Sentinel-2还可以用于绘制土地覆盖变化图并监视世界森林。它还提供有关湖泊和沿海水域污染的信息。洪水,火山喷发和山体滑坡的图像有助于绘制灾害图,并有助于人道主义救济工作。

Sentinel-3 是一项多仪器任务,可高端准确度和可靠性地测量海面地形,海面和陆地表面温度,海洋颜色和陆地颜色。该卫星将支持海洋预报系统以及环境和气候监测。Sentinel-3A2016年2月16日发射升空,Sentinel-3B将于2018年4月25日发射。扩展了Sentinel-2多光谱成像仪的覆盖范围和光谱范围。

Sentinel-5 Precursor(也称为Sentinel-5P)是Sentinel-5的先驱,可及时提供有关影响空气质量和气候的多种微量气体和气溶胶的数据。它的开发是为了减少Envisat卫星(尤其是Sciamachy仪器)与Sentinel-5发射之间的数据间隙。Sentinel-5P于2017年10月13日从俄罗斯北部的普列塞茨克宇宙飞船的Rockot发射器上进入轨道。

Sentinel-5P的真容535 播放 · 0 赞同视频​编辑​

Sentinel-5是一种有效载荷,它将监视MetOp第二代卫星上极地轨道的大气。

Sentinel-6装有雷达测高仪,用于测量全球海平面高度,主要用于操作海洋学和气候研究,已于2020年11月21日发射成功。

卫星数据产品

目前官网支持下载Sentinel-1、Sentinel-2、Sentinel-3和Sentinel-5P影像的下载。

2.1 Sentinel-1

Sentinel-1为C波段合成孔径雷达,两颗相距180°的卫星组成,每6天对整个地球进行一次成像,欧洲和加拿大和主要运输线路重放周期为3天,北极重访周期不到1天。

Sentinel-1的雷达可以在四种模式下运行:干涉宽幅(IW)超宽幅(EW)波(WV)带状图(SM)。波动模式具有单极化(VV或HH)。其他模式,使用双极化方案(VV + VH或HH + HV)以及单极化方案(HH或VV)。

数据产品主要分为:Level-0、Level-1 Single Look Complex、Level-1 Ground Range Detected、Level-2。可以免费下载SLC、GRD和OGN。

  • Level-0为原始数据,大小1GB(IW模式下);
  • Level-1 SLC为单视角数据,使用卫星的轨道和姿态数据进行地理参考,并以倾斜范围的几何图形提供。这些产品的典型大小为8GB(在IW模式下为双极化)和4 GB(在IW模式下为单极化)。
  • Level-1 GRD,已使用Earth椭球模型检测到的,经过多视的投影到地面范围的聚焦数据。典型产品大小为1GB(在IW模式下)。
  • Level-2,系统发布的海洋产品,用于风、浪和海流应用。

Sentinel-1 数据类型

2.2 Sentinel-2

Sentinel-2宽幅高分辨率多光谱成像仪13个波段、290公里幅宽,5天重放周期。同一轨道上的两个相同卫星的星座,相距180°,以实现最佳覆盖和数据传输。它们在一起每隔五天就覆盖地球的所有陆地表面,大岛,内陆和沿海水域。使法国SPOT和美国Landsat任务上也得到了扩展。

数据产品主要分为:Level-1BLevel-1CLevel-2A

  • Level-1B为原始数据,Level-1B产品需要专业的矫正技术;
  • Level-1C为已应用的辐射和几何校正(包括正射校正和空间配准),1C级图像是一组100平方公里的磁贴,每个磁贴约为500 MB。
  • Level-2A为经过Sen2Cor进行大气校正和正射校正后的产品,作为CSC演进活动的一部分,目前正在评估从Sentinels核心地面部门系统提供标准核心产品的可能性。由于数据量大,考虑服务器压力,哨兵2号数据直接下载的时间跨度为一年半至今的数据,offline数据需要提交申请才可下载。

哨兵二号主要任务:

  • 植被健康:Sentinel-2是同类中的第一个光学地球观测任务,在“红色边缘”中包括三个波段,它们提供了有关植被状态的关键信息。Sentinel-2旨在提供可用于区分不同作物类型的图像,以及有关多种植物指标的数据,例如叶面积指数,叶绿素含量和叶水分含量-所有这些对于准确监控植物都是必不可少的增长。
  • 地表变化:Sentinel-2能够系统地绘制不同类别​​的覆盖物,例如森林,农作物,草地,水面和人工覆盖物,例如道路和建筑物。管理自然资源,检查森林砍伐,重新造林和受野火影响的地区的比率;跟踪城市扩展并为城市规划人员提供帮助;追踪与疟疾等疾病传播相关的状况;监视洪水和火山喷发的关键。
  • 水体监测:具有13个光谱通道,可以捕获水质参数,例如叶绿素的表面浓度,检测有害藻华,并测量浊度(或水的澄清度),从而清楚地表明健康和污染水平。

波罗的海的蓝藻

  • 灾害制图:由极端天气,火山等地球物理灾害或野火和人道主义危机等事件引起的。广泛的Sentinel-2数据可以支持用于影响评估的全局一致的背景参考图的建立和频繁更新。它还将有助于监测引发侵蚀,森林和野火以及洪水爆发的土地利用变化。

2.3 Sentinel-3

Sentinel-3一套最先进的仪器,系统量测地球的海洋,陆地,冰层和大气层,以监测和了解大规模的全球动态。它将为海洋和天气预报提供近乎实时的基本信息。该任务基于两颗相同的卫星,它们在星座中运行,以实现最佳的全球覆盖范围和数据传输。幅宽为1270公里的海洋和陆地颜色仪器将每两天提供一次全球覆盖

数据产品主要分为:OLCISRALSLSTRSYNERGY

Sentinel-3数据类型

Sentinel-3着眼于海洋,可以测量海面的温度,颜色和高度以及海冰的厚度。这些测量将用于例如监测海平面,海洋污染和生物生产力的变化。在陆地上,这一创新任务将通过监视野火,绘制土地使用方式,提供植被状况指数并测量河流和湖泊的高度来提供更大的图像,从而补充其姊妹任务Sentinel-2的高分辨率测量。

哨兵三号主要任务:

  • 陆地:它将用于热环境检测,这对改善农业实践非常有用,并将用于监视城市的热岛。随着城市的不断扩展,了解热岛的发展方式对计划者和开发商至关重要。辐射计包括用于测量火灾的专用通道。这将有助于绘制燃烧的生物质的碳排放图,评估损害并估计燃烧区域的恢复。使用Sentinel-3测量值与气象预报数据相结合,可获得有助于管理森林火灾的信息。此外,可以对森林进行系统的监控,以评估风险并制定有效的计划来预防森林大火。Sentinel-3的海洋和陆地颜色仪器还将通过测量变量(例如叶面积指数,植物冠层和陆地吸收的光合作用活动辐射的比例)来提供有关植被状态的独特及时信息叶绿素指数。

陆地上的叶面积指数&amp;amp;amp;amp;海洋表层叶绿素浓度

  • 海洋变化:Sentinel-3对海面温度和海面高度的测量将用于监视未来厄尔尼诺事件的发生和演变。海洋的表面温度也会影响飓风和热带气旋的强度,造成破坏,损失达数亿欧元。Sentinel-3将是密切监视地表海洋水域,海况,海冰厚度以及估算上层海洋热量的重要工具。Sentinel-3将提供各种海洋生物地球化学产品的数据,以监测我们的海洋生态系统的健康状况,包括藻类色素浓度,总悬浮物,有色溶解有机物和叶绿素-a等。

海面温度

2.4 Sentinel-5P

Sentinel-5P减少Envisat卫星(尤其是Sciamachy仪器)与Sentinel-5发射之间的数据差距,并补充MetOp上的GOME-2。致力于大气监测。该卫星搭载了最先进的Tropomi传感器,可绘制多种微量气体,例如二氧化氮,臭氧,甲醛,二氧化硫,甲烷,一氧化碳和气溶胶-所有这些都会影响我们呼吸的空气,因此影响我们的呼吸健康和我们的气候。

Tropomi传感器之所以与众不同,是因为它在紫外可见光(270–500 nm),近红外(675–775 nm)和短波红外(2305–2385 nm)光谱带中进行测量。这意味着可以比以往任何时候都更精确地成像各种污染物,例如二氧化氮,臭氧,甲醛,二氧化硫,甲烷和一氧化碳。分辨率高达7 km×3.5 km,它有潜力检测单个城市的空气污染。

哨兵5P主要任务:

  • 大气监测:影响我们健康的多种微量气体的数据,如二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫、甲醛等。每天以高达7 km x 3.5 km的分辨率绘制世界各地的大气图,它将为决策者提供他们所需的信息,以实施减少空气污染的适当策略,从而最终帮助挽救生命。
  • 二氧化氮污染的呼吸空气会从呼吸道和其他化石燃料燃烧过程进入空气,可能会引起呼吸问题。一氧化碳主要来自不能完全燃烧化石燃料的车辆,它减少了血液中可以运输的氧气量。二氧化硫,其主要来自工业过程和机动车排放,但也可能存在于火山羽流中。同样,这种污染物会导致呼吸困难,并且是酸雨的先兆。甲醛可以通过木材加工业和森林大火释放到大气中。它会刺激皮肤并影响健康。氮氧化物和挥发性有机化合物在阳光下结合时会形成,这是城市烟雾的主要成分。Sentinel-5P可以测量“好”和“坏”的臭氧。
  • 气候监测:Tropomi多光谱成像光谱仪确实可以测量其他温室气体,例如甲烷。 甲烷是一种有力的温室气体,每质量单位所捕获的热量是二氧化碳的30倍左右。由于永久冻土融化,甲烷可从化石燃料行业,垃圾填埋场,畜牧业和水稻农业进入空气。另外还可以监测气溶胶和云。

数据对比

3.1 哨兵数据对比

3.2 Sentinel&Landsat&MODIS对比

Sentinel影像平台

4.1 Playground

一个简单的Web查看器,可快速在线查看Sentienl-1、Sentinel-2 L1C、Sentinel-2 L2A、Landsat 8、DEM、MODIS图像档案。查找森林火灾的最新可用图像,漂亮的海报,观察干旱或简单了解地球观测产品的构造。用于大面积、浏览。

4.2 EO Browser

EO Browser用于浏览和比较Sentinel-1、Sentinel-2、Sentinel-3、Sentinel-5P,ESA的Landsat 5、7和8的完整档案库的完整分辨率图像,全球范围涵盖Landsat 8、Envisat Meris、MODIS、Proba-V和GIBS产品进行集成显示。

Sentinel-1为陆地和海洋服务提供全天候,白天和黑夜的雷达图像。EO浏览器提供以干涉式宽幅(IW)和超宽幅(EW)模式获取的数据,并已处理为检测到的1级地面距离(GRD)。

  • 像素间距: 10m(IW),40m(EW)。
  • 重访时间(使用两颗卫星的升序/降序和重叠):<= 3天,请参阅观察场景。
  • 数据可用性:自2014年10月以来。
  • 常用:海洋和陆地监测,应急响应,气候变化。

Sentinel-2在光谱的可见和红外部分提供高分辨率的图像,旨在支持对植被,土壤和水域覆盖,内陆水道和沿海地区的监视。EO浏览器提供处理到两个级别的数据:L1C(垂直校正的大气顶部反射率)和L2A(垂直校正的大气底部反射率)。

  • 空间分辨率: 10m,20m和60m,具体取决于波长。
  • 重访时间: 使用两颗卫星,<= 5天。
  • 数据可用性:自2015年6月以来。
  • 常用:土地覆盖图,土地变化检测图,植被监测,烧伤地区监测。

Sentinel-3任务的主要目标是以高精度和高可靠性来测量海面地形,海陆表面温度以及海陆表面颜色(来源:ESA)。两枚Sentinel-3卫星均带有四个不同的传感器。由OLCI和SLSTR传感器获取的数据可在EO Browser中找到。

Sentinel-5P具有高时空分辨率,可提供与空气质量,气候强迫,臭氧和紫外线辐射有关的大气测量。EO Browser提供2级地球物理产品。

  • 空间分辨率: 7 x 3.5公里。
  • 重访时间: <= 1天。
  • 数据可用性:自2018年4月起。
  • 常见用法:监测空气中一氧化碳(CO),二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)的浓度。监测紫外线气溶胶指数(AER_AI)和云的各种地球物理参数(CLOUD)。

Landsat:NASA的Landsat卫星类似于Sentinel-2,捕获Landsat 8的可见光和红外波长以及热能。它还具有悠久的历史,距首次执行Landsat任务以来已有近五十年的图像,对于那些从事农业,地质,林业,区域规划,教育,制图和全球变化研究。EO浏览器提供从Landsat 5、7和8号卫星获取的,以1级反射率处理的图像。

  • 空间分辨率: 30m,热波段(100m重采样到30m)和全色波段(15m)。
  • 重访时间: <= 8天,两颗运行卫星Landsat 7和Landsat 8。
  • 数据可用性: ESA档案库中的1984年至2011年(Landsat 5),1999年至2003年(Landsat 7),2013年至今(Landsat 8)的欧洲和北非。自2013年4月至今的全球USGS档案(仅适用于Landsat 8)。
  • 常见用途:植被监测,土地利用,土地覆盖图,变化监测等。

MERIS(中分辨率光谱仪)是ENVISAT卫星上的传感器,主要任务是观察陆地和海洋的颜色以及大气。它不再处于活动状态,并且已被Sentinel-3继承。EO Browser提供了在1B级(最高大气层(TOA)反射率)下处理的数据。

  • 空间分辨率:沿轨道290m的全分辨率260m。
  • 重访时间: <= 3天。
  • 数据可用性: 2002年6月– 2012年4月。
  • 常见用途:海洋监测(浮游植物,黄色物质,悬浮物),大气(水蒸气,CO2,云,气溶胶)和土地(植被指数,全球覆盖率,湿度)。

MODIS:NASA的MODIS(中等分辨率成像光谱仪)获取数据的目的是增进我们对陆地上发生的全球过程的了解。EO浏览器提供了用于观测土地的数据(波段1-7)。

  • 空间分辨率: 250m(1-2波段),500m(3-7波段),1000m(8-36波段)。
  • 重新访问时间: Aqua和Terra卫星在1-2天内进行全球覆盖。
  • 数据可用性:自2000年2月以来。
  • 常见用法:在全球范围内监视土地,云层和海洋颜色。

Proba-V:是一颗小卫星设计,土地覆盖和植被生长在整个世界地图每两天。EO Browser通过结合1天(S1),5天(S5)和10天(S10)期间的无云测量来提供最小化云覆盖的衍生产品。

  • 空间分辨率: S1和S5为100m,S1和S10为333m,S1和S10为1000m。
  • 重新访问时间:北纬35-75°和35-56°为1天,北纬35°至35°S为2天。
  • 数据可用性:自2013年10月以来。
  • 常用方法:观察土地覆盖,植被生长,气候影响评估,水资源管理,农业监测和粮食安全估计,内陆水资源监测以及跟踪沙漠和森林砍伐的稳定蔓延。

GIBS Global Imagery Browse Services(全球影像浏览服务)可快速访问覆盖世界各地的600多种卫星影像产品。大多数图像可在卫星立交后的几小时内获得,有些产品的使用期限将近30年。MODIS Terra、MODIS Aqua、VIIRS SNPP Corrected Reflectance、VIIRS SNPP DayNightBand ENCC、CALIPSO Wide Field Camera Radiance v3-01、CALIPSO Wide Field Camera Radiance v3-02、BlueMarble、Landsat WELD、MISR、ASTER GDEM。

教育模式下:地球变化监测、农业、大气和污染、洪水和干旱、地质、时间变化监测、海洋和水体、雪和冰川、城市、植被和森林、火山、野火。

主要功能:数据对比、制作GIF动图、统计分析、导出不同格式、支持脚本编程。

十五、Landsat卫星

美国NASA的陆地卫星(Landsat)计划(1975年前称为地球资源技术卫星 — ERTS ),从1972年7月23日以来, 已发射8颗(第6颗发射失败)。Landsat1—4均相继失效,陆地卫星五号于2013年6月退役。 Landsat 7于1999年4月15日发射升空。Landsat8 [1]于2013年2月11日发射升空,经过100天测试运行后开始获取影像。

陆地卫星计划是运行时间最长的地球观测计划,1972年7月23日地球资源卫星(Earth Resources Technology Satellite)发射,后来此卫星被改称为陆地卫星(LANDSAT)。 

陆地卫星上所装备的仪器已获得数以百万计的珍贵图像,这些图像被储存在美国和全球各地的接收站中,这一独特资源用于全球变化的相关研究,并应用在农业、制图、林业、区域规划、监控和教育等领域中。陆地卫星7号拥有7个光谱波段,空间分辨率为15至60米不等;时间分辨率为16天。

发展历史

此计划1969年在休斯圣塔芭芭拉研究中心(Hughes Santa Barbara Research Center)启动,该中心并率先进行设计和制造3架多光谱扫描仪;同一年,人类登月。9个月后,也就是1970年秋天,该多光谱扫描仪的原型机完成,并在测试中成功对美国优胜美地国家公园的著名景点“半圆顶”进行扫描。

该计划在1966年发起时被称为“地球资源卫星计划(Earth Resources Technology Satellites Program)”,后来于1975年更名为“陆地卫星计划(Landsat)”。1979年,美国总统吉米·卡特签署54号总统令,将此计划从美国国家航空航天局移转到美国国家海洋和大气管理局,建议发展成长期的卫星计划,在陆地卫星3号之后追加4颗卫星;并建议成立民营的陆地卫星公司。后来在1985年,地球观测卫星公司(EOSAT)成立,该公司为美国国家海洋和大气管理局挑选美国休斯飞机公司和RCA公司合作成立,双方签下10年合约。地球观测卫星公司负责经营陆地卫星4号和5号,拥有陆地卫星数据的独家代理权,之后并建造陆地卫星6号和7号。

陆地卫星7号所拍摄的加尔各答彩色模拟图。

1989年,此计划转移尚未完全成功,造成美国国家海洋和大气管理局经费不足(美国国家海洋和大气管理局未要求任何资金,美国国会只编列了6个会计年度) ,因而导致陆地卫星4号和5号计划关闭。当时的副总统丹·奎尔刚接掌新成立的国家太空委员会,注意到此一情况,立刻安排应急资金,让此计划继续进行,该计划所获得的数据也得以保存。

1990年和1991年,类似情况再度发生,美国国会只编列一年半的经费,要求所有使用陆地卫星数据的机构提供资金。1992年,在多方努力之后,该计划的资金足以使之继续维持,但在该年底,地球观测卫星公司停止处理陆地卫星数据。1993年10月5日,陆地卫星6号推出,但发射失败;1994年地球观测卫星公司恢复陆地卫星4号和5号的数据处理;1999年4月15日,陆地卫星7号终于推出。

1992年10月,美国国会确定了陆地卫星计划的价值,它通过了土地遥测政策法案(公共法102-555),将陆地卫星7号的数字数据和图像予以授权,并对用户保证其持续可用性和最低成本。

卫星参数

陆地卫星的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道,以确保北半球中纬度地区获得中等太阳高度角(25°~30°)的上午成像,而且卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点.保证遥感观测条件的基本一致,利于图像的对比。如Landsat 4、5轨道高度705km.轨道倾角98.2°,卫星由北向南运行,地球自西向东旋转,卫星每天绕地球14.5圈,每圈在赤道西移159km,每16~18天重复覆盖一次,穿过赤道的地方时为9点45分,覆盖地球范围N81°~S81.5°。

传感器参数

MSS传感器

Landsat-1~3

Landsat-4~5

波长范围/μm

分辨率/米

MSS-4

MSS-1

0.5~0.6

78米

MSS-5

MSS-2

0.6~0.7

78米

MSS-6

MSS-3

0.7~0.8

78米

MSS-7

MSS-4

0.8~1.1

78米

TM传感器

波段

波长范围(μm)

分辨率/米

1

0.45~0.52

30米

2

0.52~0.60

30米

3

0.63~0.69

30米

4

0.76~0.90

30米

5

1.55~1.75

30米

6

10.40~12.50

>120米

7

2.08~2.35

30米

ETM+传感器

波段

波长范围(μm)

地面分辨率/米

1

0.450~0.515

30米

2

0.525~0.605

30米

3

0.630~0.690

30米

4

0.775~0.900

30米

5

1.550~1.750

30米

6

10.40~12.50

60米

7

2.090~2.350

30米

8

0.520~0.900

15米

OLI传感器

OLI(陆地成像仪)

LandSat 8

类型

波长(微米)

分辨率/米

Band1

蓝色波段

0.433–0.453

30

Band2

蓝绿波段

0.450–0.515

30

Band3

绿波段

0.525–0.600

30

Band4

红波段

0.630–0.680

30

Band5

近红外

0.845–0.885

30

Band6

短波红外

1.560–1.660

30

Band7

短波红外

2.100–2.300

30

Band8

微米全色

0.500–0.680

15

Band9

短波红外波段

1.360–1.390

30

TIRS传感器

TIRS(热红外传感器)

LandSat 8

中心波长(微米)

波长范围(微米)

分辨率(米)

Band10

10.9

10.6-11.2

100

Band11

12.0

11.5-12.5

100

卫星种类

陆地卫星一号

陆地卫星一号

陆地卫星1号(Landsat 1)是美国国家航空航天局(NASA)于1972年7月23日发射的一颗遥感卫星。它是NASA的一项长期遥感卫星计划——陆地卫星计划的第一个成员。该人造卫星属于最早的地球资源卫星之一,对后来各国发射的一系列类似卫星有很大影响。

这颗卫星原被命名为地球资源技术卫星1号(ERTS-1),但在1975年发射了第二颗相同任务的卫星后,该卫星被改名为“陆地卫星1号”(1月14日正式宣布)。相应的,第二颗卫星被称为陆地卫星2号。

陆地卫星1号的星体采用了较成熟的、雨云4号气象卫星的平台,但经过必要改进。卫星拥有2块太阳能电池板,约重950千克。卫星运行于近地轨道。

陆地卫星1号的星载设备包括:(1)一台返束光导摄像管摄像机(RBV),安装于卫星底部,用于探测可见光和近红外信号;(2)一台4通道多光谱扫描仪(MSS),用于接收地表的电磁辐射;(3)一个数据收集系统,用于向地面接收站发回有用信号。通过这些设备,陆地卫星1号每天向地球发回188桢图象。

根据NASA的相关规划,它邀请了包括加拿大、巴西、意大利等其他一些国家参与陆地卫星计划的实施(主要是在这些国家修建地面接收站)。这些国家因此可以有偿获得陆地卫星1号发回的遥感图象。

陆地卫星1号在探测地表资源、监视森林火灾等方面发挥了一些作用。1978年1月6日,她由于设备过热损坏而停止工作。 

陆地卫星二号

陆地卫星二号 

陆地卫星二号于1975年1月22日发射,与陆地卫星一号发射时间相差两年半。陆地卫星二号t仍被视为实验项目,由NASA运营。

陆地卫星二号搭载了与其前身相同的传感器:返回光束视频(RBV)和多光谱扫描仪系统(MSS)。

服役七年后于1982年2月25日,由于偏航控制问题,陆地卫星二号停航。1983年7月27日正式退役。 

陆地卫星三号

陆地卫星三号 

陆地卫星3号于陆地卫星2号发射三年后于1978年3月5日发射升空。

Landsat计划的技术和科学成功,但因为政治和经济压力,NASA决定将可运行的Landsat商业化。为此,原本是美国国家航空航天局(研究和开发机构)负责的卫星被迫移交给负责操作气象卫星的国家海洋与大气管理局(NOAA)。美国总统卡特于1979年11月16日签署了总统行政命令/ NSC-54,该指令指定NOAA为“民用陆地遥感活动的管理责任”。(但是,直到1983年,运营管理才从NASA转移到NOAA)。

陆地卫星三号搭载了与其前身相同的传感器:反束光导管摄像机(RBV)和多光谱扫描仪(MSS)。陆地卫星三号上的RBV仪器的地面分辨率提高了38 m,并使用了两个RCA摄像机,它们都在一个宽光谱带(绿色至近红外; 0.505–0.750 µm)中成像,而不是三个单独的波段(绿色,红色,红外)。

MSS继续使用四个光谱带系统地收集地球图像。第五个热波段也是陆地卫星三号MSS的一部分,但是,该通道在发射后不久就失效了。

1983年3月,陆地卫星三号进入待机模式。1983年9月7日退役。 

陆地卫星四号

陆地卫星4号 

陆地卫星4号是陆地卫星计划的第四颗卫星,1982年7月16日发射,它的主要目的是成为一个全球性的卫星影像图库;虽然当时陆地卫星计划是由美国国家航空航天局管理,但其数据的管理与提供是由美国地质调查局(USGS)所负责。

陆地卫星4号的科学任务于1993年12月14日终止,当时它已无法继续传送卫星数据,但已超出其原先的设计寿命5年。任务终止后,美国国家航空航天局仍持续追踪和遥测,直到它2001年除役为止。

陆地卫星4号的传输速率最大达85Mbit/s,并配有较前几代陆地卫星更新的多光谱扫描仪和主题绘图仪,其分辨率达30m。可惜的是,陆地卫星4号升空不久即失去了一半的太阳能电力,这将影响它传输资料回地球的能力,也让科学家们担心它恐怕撑不到预期的寿命。

这个突发事件促使了陆地卫星5号的提早发射——陆地卫星5号基本上是以陆地卫星4号为模型;在追踪及数据中继卫星系统上线后,陆地卫星4号恢复功能,但一直停留在待机状态,直至1986年1月[1]。

1987年,陆地卫星4号重新上线,以提供数据给国际社会,当时陆地卫星5号失去了与中继卫星的连结;于是陆地卫星4号持续进行资料传输的工作,直到它也面临与陆地卫星5号同样的命运——在1993年失去与中继卫星的连结,结束资料传输任务。

陆地卫星4号是陆地卫星计划中,首个携带主题绘图仪传感器的卫星;此仪器能接收到7阶、4个频段的多光谱扫描仪的数据,以让科学家能够分析比多光谱扫描仪更加清楚的数据,其中1至5频段和第7频段皆可提供30m的空间分辨率,第6频段能提供最大分辨率达120m;相比之下多光谱扫描仪只能提供79m至82m之间的空间分辨率。

陆地卫星5号基本上是陆地卫星4号的“复制体”,它是备用卫星,但它的寿命比陆地卫星4号还长,运作了将近30年,最后是为了降低其运行轨道,而耗尽其剩余燃料;它的任务由陆地卫星7号及最近发射的陆地卫星8号接替。 

陆地卫星五号

陆地卫星五号

1984年3月1日,NASA发射了陆地卫星五号,这是NASA最后授权的Landsat卫星。陆地卫星五号与Landsat 4同时设计和制造,并具有相同的有效载荷:多光谱扫描仪系统(MSS) 和Thematic Mapper(TM)仪器。

1988年,陆地卫星五号的最主要TDRSS发射机(KU波段)发生故障,然后在1992年7月,剩余的KU波段发射机发生故障。

MSS仪器于1995年8月关闭。

在2011年11月,由于电子元件迅速退化,TM仪器停止获取图像。几个月后,工程师重新打开了MSS仪器,并实施了新功能以在地面站提取原始仪器数据。

2012年12月21日,USGS宣布,在剩余陀螺仪发生故障后,陆地卫星五号将退役。该卫星携带三台陀螺仪进行姿态控制,需要两台陀螺仪来保持控制。2013年1月,陆地卫星五号的仪器断电,卫星移入了较低的轨道。任务执行者多次燃烧以使用所有多余的燃料,并于2013年6月将卫星送入处置轨道。他们于2013年6月5日发送了最后一条命令,要求关闭发射机的电源。

陆地卫星五号在28年零10个月的时间内提供了高质量的全球陆地表面全球数据,获得了“世界上运行最久的地球观测卫星”这一项吉尼斯世界纪录。 [7]

陆地卫星七号

陆地卫星七号发射

Landsat 7于1999年4月15日在德尔塔系列运载火箭上从加利福尼亚范登堡空军基地的西方试验场成功发射。

Landsat 7是校准十分精确的对地观测卫星,其测量值极其精确。Landsat 7的传感器被称为“有史以来最稳定,性能最好的地球观测仪器”。

陆地卫星八号

Landsat卫星于2013年2月11日发射。它用于收集农业,教育,商业,科学,政府的数据和图像。

陆地卫星九号

Landsat 9于2021年9月27日星期一从加利福尼亚州范登堡太空部队基地成功发射。陆地卫星 9 号数据可从 USGS 公开获得。 [9]2022年4月,中国科学院空天信息创新研究院中国遥感卫星地面站完成了美国LANDSAT-9卫星国际地面站的全部认证工作(包括密云、喀什、三亚接收站),成为世界上首个通过认证的LANDSAT-9卫星国际地面站,从而正式具备接收、处理和分发LANDSAT-9卫星数据产品的能力。 [10]

卫星一览表

卫星参数

LandSat1

LandSat2

LandSat3

LandSat4

LandSat5

LandSat6

LandSat7

LandSat8 [8]

发射时间

1972.7.23

1975.1.22

1978.3.5

1982.7.16

1984.3.1

1993.10.5

1999.4.15

2013.2.11

卫星高度

920km

920km

920km

705km

705km

发射失败

705km

705km

半主轴

7285.438km

7285.989km

7285.776km

7083.465km

7285.438km

7285.438km

-

-

倾角

99.125度

99.125度

99.125度

98.22度

98.22度

98.2度

98.2度

98.2度(轻微右倾) [8]

经过赤道的时间

8:50a.m.

9:03a.m.

6:31a.m.

9:45a.m.

9:30a.m.

10:00a.m.

10:00a.m.

10:00am

15分 [8]

覆盖周期

18天

18天

18天

16天

16天

16天

16天

16天

扫幅宽度

185km

185km

185km

185km

185km

185km

185×170

170km

180km [8]

波段数

4

4

4

7

7

8

8

11

机载传感器

MSS

MSS

MSS

MSS、TM

MSS、TM

ETM

ETM+

OLI、TIRS

运行情况

1978退役

1976年失灵,1980年

修复,1982退役

1983退役

2001.6.15TM传感

器失效,退役

2013年6月退役

发射失败

正常运行至今(有条带)

正常运行至今

常见遥感卫星详细参数表

     国产高分卫星影像详细参数表

卫星名称

类型

分辨率

波谱

发射

时间

幅宽

高分一号一卫星(GF1)

PMS

全色2米,多光谱8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2013年

32.5km*32.5km

高分一号二星(GF1B)

PMS

全色2米,多光谱8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2018年

60km*60km

高分一号三星(GF1C)

PMS

全色2米,多光谱8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2018年

60km*60km

高分一号四星(GF1D)

PMS

全色2米,多光谱8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2018年

60km*60km

高分六号卫星(GF6)

PMS

全色2米,多光谱8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2018年

90km*90km

高分二号卫星(GF2)

PMS

全色0.8米,多光谱3.2米

全色、红、绿、蓝、近红外

2014年

23.5km*23.5km

资源三号卫星(ZY3)

MUX+NAD

2.1米正视,多光谱5.8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2012年

50km*50km

MUX+DLC

正视2.1米,3.5米前后视,多光谱5.8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2012年

50km*50km

资源三号二号(ZY302)

PMS

全色2.1米,多光谱5.8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2016年

50km*50km

资源三号二号(ZY302)

TMS

2.1米正视,2.5米前后视,多光谱5.8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2016年

50km*50km

高分五号卫星(GF5)

AHSI

30米.330个光谱

高光谱

停止拍摄

60km*60km

资源一号02D卫星(ZY1E)

VNIC

全色2.5米,8多光谱10米

可见光红外相机 

2019年

115km*115km

资源一号02D卫星(ZY1E)

AHSI

30米,160个光谱

高光谱

2019年

50km*50km

资源一号02C卫星(ZY02C)

PMS+HRC

全色2.36米,多光谱10米

全色、红、绿、近红外

2011年

54km*54km

高分七号卫星影像(GF7)

BWD

正视0.7米,多光谱2.8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2019年

20km*20km

高分七号卫星影像(GF7)

DLC

前后视0.7米,多光谱2.8米

全色、红、绿、蓝、近红外

2019年

20km*20km

环境小卫星

HSI

100米,110个光谱

高光谱

2018年

50km*50km

高分辨率遥感卫星详细参数表

内容

分辨率

销售标准

1

高景卫星

0.5米

平方公里

2

北京二号卫星

0.8米

3

欧比特高光谱

10米

4

吉林长光卫星

0.75米

平方公里

5

surperdrove

5米

平方公里

6

Pleiades卫星

0.5米

平方公里

7

Worldview-4

卫星

0.3米

平方公里

8

SkySat卫星

0.8米

平方公里

9

Worldview-2

卫星(4波段)

0.5米

平方公里

Worldview-2

卫星(8波段)

0.5米

平方公里

10

Worldview-3

卫星(4波段)

0.3米

平方公里

Worldview-3

卫星(8波段)

0.3米

平方公里

11

GeoEye-1卫星

 0.5米

平方公里

12

KOMPSAT-2卫星

1米

平方公里

13

KOMPSAT-3

卫星

0.7米

平方公里

14

KOMPSAT-3A

卫星

0.4米

平方公里

15

Deimos-2卫星

0.75米

平方公里

16

Planet卫星

4-5米

平方公里

17

quickbird

0.61米

平方公里

18

Ikonos卫星

0.8米

平方公里

19

Worldview-1

0.5米

平方公里

20

SPOT6/7卫星

1.5米

平方公里

21

历史遥感卫星锁眼卫星

0.6-10米

22

SPOT5卫星

2.5米

23

SPOT1-4

10米

24

Rapideye卫星

5米

平方公里

25

ALOS卫星

2.5米

26

高景卫星

立体像对

0.5米

平方公里

27

Worldview-2

卫星(4波段)

立体像对

0.5米

平方公里

Worldview-2

卫星(8波段)

立体像对

0.5米

平方公里

28

Worldview-3

卫星(4波段)立体像对

0.3米

平方公里

29

Worldview-3

卫星(8波段)

立体像对

0.3米

平方公里

30

Worldview-1卫星(全色)

立体像对

0.5米

平方公里

32

pleiades卫星

立体像对

0.5米

33

SPOT6卫星立体像对

1.5米

平方公里

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