当前位置:文档之家› 陆地资源卫星

陆地资源卫星

资源卫星简介(Resources satellite)用于勘测和研究地球自然资源的卫星。

它能“看透”地层,发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构,能普查农作物、森林、海洋、空气等资源,预报各种严重的自然灾害。

资源卫星利用星上装载的多光谱遥感设备,获取地面物体辐射或反射的多种波段电磁波信息,然后把这些信息发送给地面站。

由于每种物体在不同光谱频段下的反射不一样,地面站接收到卫星信号后,便根据所掌握的各类物质的波谱特性,对这些信息进行处理、判读,从而得到各类资源的特征、分布和状态等详细资料,人们就可以免去四处奔波,实地勘测的辛苦了。

资源卫星分为两类:一是陆地资源卫星,二是海洋资源卫星。

陆地资源卫星以陆地勘测为主,而海洋资源卫星主要是寻找海洋资源。

资源卫星一般采用太阳同步轨道运行,这能使卫星的轨道面每天顺地球自转方向转动1度,与地球绕太阳公转每天约1度的距离基本相等。

这样既可以使卫星对地球的任何地点都能观测,又能使卫星在每天的同一时刻飞临某个地区,实现定时勘测。

信息传输地球资源卫星获取的遥感图像数据信息量较大,卫星上需要有专门的宽频带、高速率数据传输设备。

因此常选用S和X波段,甚至Ku波段作为输出频率。

卫星并不总是处在地面台站接收范围内,因此地球资源卫星上都带有数据存贮设备,待卫星飞越接收站上空时再将数据发回。

“陆地卫星” 4号能通过数据中继卫星将所得数据实时传送到地面台站。

世界上第一颗陆地资源卫星是美国1972年7月23日发射的,名为“陆地卫星1号”。

它采用近圆形太阳同步轨道,距地球920公里高,每天绕地球14圈。

星上的摄像设备不断地拍下地球表面的情况,每幅图象可覆盖地面近两万平方公里,是航空摄影的140倍。

资源卫星示例法国的史波特卫星(SPOT)1986年2 月法国成功的发射第一颗SPOT 卫星(SPOT-1),1990 年1月再发射第二颗SPOT-2 。

1993 年8 月SPOT-1 停止使用,9月底再次成功的发射SPOT-3 卫星,但不幸于1996 年11 月失去联络,随后SPOT-1 重新启用。

SPOT 系列卫星为太阳同步卫星,平均航高832 公里,轨道与赤道倾斜角98.77 °,绕地球一圈周期约101.4 分,一天可转14.2 圈,每26 天通过同一地区,SPOT 卫星一天内所绕行的轨道,在赤道相邻两轨道最大距离2823。

6 公里,全球共有369 个轨道。

SPOT-1-3 卫星上有两组HRV(High Resolution Visible) 感测器,每一组感测器分别拥有多光谱态(XS) 及全色态(PAN) 两种模式。

多光谱之三个波段分别为绿光段(XS1 :0.5 m m –0.59 m m) ,红光段(XS2 :0.61 m m – 0.68 m m) 与近红外光段(XS3 :0.79 m m – 0.89 m m) ,而全色态的波长范围则在0.50 m m –0.73 m m 。

每一组HRV 之每一波段皆有6000 个CCD 。

其中全色态每一个CCD 对应一个像元,多光谱态每一像元由两个CCD 之资料相加平均而组成。

每一组HRV 之视野角(Field of View) 为4.25 度。

SPOT-4 号卫星于1998 年3 月24 日发射升空,其最大的特点在于新增的短波红外线波段(SWIR,Short-Wave Infrared) ,以及一个专用于地表植被分析研究的仪器VI(Vegetation Instrument) 。

新的SWIR 波段有助于对地物景观进行较以往更深入的分析判读,SWIR 波段比原有的波段( 绿光/ 红光/ 近红外光) ,具备更强的大气穿透能力,因此可使得卫星影像上的地物地貌更加清晰。

藉由SWIR 波段更高的亮度对比特性,地表的水线和湖泊等均可以鲜明锐利地呈现出来。

此外,土壤与植物的湿度亦能从此波段之灰阶亮度中分析出,可以更容易地达成有关土壤种类判释和植被农作物生长阶段的监控。

SPOT-5 号卫星于2002 年5 月 4 日发射升空,拥有3 种光学仪器分别为两个HRG ,VI ,以及HRS 。

其中VI 与SPOT-4 相同,而每一个HRG 仪器分别拥有两个全光谱影像(HM) ,一个多光谱影像(HI) ,以及一个短波红外线波段(SWIR) 影像。

其中,HM 有12000 个CCD 空间解析度为5 公尺,HI 有6000 个CCD 空间解析度为10 公尺,而SWIR 则有3000 个CCD 空间解析度为20 公尺。

若利用两组HRG 感测器同时拍摄HM 资料,再经过影像融合处理可以提升其空间解析度到 2.5 公尺,称为超解像模式(Supermode) 影像,而像幅宽度仍维持为60 公里,是目前中高解析度卫星中,幅宽最广之卫星资料。

此外,在定位精度方面,过去SPOT-1~4 卫星利用载体轨道参数所得到之绝对定位误差约为1000 公尺,而SPOT-5 卫星利用Start Tracker 与DORIS 系统进行姿态与轨道位置之定位,在未使用地面控制点且为平坦地形之绝对定位精度已可提高到50 公尺。

另外,HRS 为立体观测感测器,专为制作数值地形模型而设计,其拍摄范围为120 公里( 宽) x 600 公里( 长) ,拍摄方式为同轨立体,如图 B.2 所示,以便获取相同大气状况之立体影像。

其空间解析度为10 公尺(Across Track) x 10 公尺(Along Track) ,并且在沿轨道方向重复取样(Over Sampling)5 公尺。

由于此感测器之观测视角固定为40 度,使得基线航高比(B/H) 可高达0.84 ,加上高精度之轨道参数,在平坦地形且未使用地面控制点之情况下,所制作之数值地形模型其定位精度约可达15 公尺。

欧洲资源卫星(ERS-1 / 2 )欧洲太空总署(European Space Agency ,ESA) 于1991 年7 月发射ERS-1 卫星,于1995 年又发射ERS-2 卫星。

目前仅余ERS-2 卫星仍在运作。

ERS-1 及ERS-2 是以太阳同步轨道运行,轨道高度约为785 公里,轨道倾斜角约为98.5 °,轨道周期目前是以35 天为一周期运作。

其上所酬载之合成口径雷达影像(SAR) 系统,是以23 °入射角斜视地面物摄取雷达回波资料,扫瞄轨迹宽约为100 公里,其一幅影像大小约为100 公里× 100 公里,解析度约为30 公尺,扫瞄轨迹中心距离卫星轨道投影中心约为294 公里。

美国大地卫星五号(Landsat 5)Landsat 5于1984年3月1日升空,亦为太阳同步地球资源卫星,在赤道上空705公里,高度运转倾斜角为98.2度。

每次约上午9点42分,由北向南南越赤道,绕地球一圈周期约98.9分,每天绕行约14圈,每16天扫瞄同一地区。

全球共有233个轨道,以Landsat 所定义之全球参考系统( WRS)表示,定为Path,Row坐标系,台湾地区处Path 117-118,Row 42-45。

Landsat 扫瞄覆盖地面每一像幅(SCENE)约185Km×170Km,扫瞄一个像幅约费时26.31秒,在赤道附近相邻两张影像重叠量为百分之7.3,愈向两极重叠愈多,在台湾地区重叠约百分之14。

Landsat TM(Thematic Mapper)有7个波段,其中1-5和7的IFOV(Instantaneous Field of View)为43μrad相当地面解析力30公尺×30公尺(为可见光及近红外光),波段6的IFOV为170μrad,6相当地面解析力为120公尺(为热红外光波段)。

TM以垂直飞行方向做来回扫瞄,扫瞄张角为14.7度,相当地面185公里宽,每个像幅有5996行扫瞄线,每行有6320像点。

1993年十月间发射失败的Landsat 6,主要之特色为另添单色ETM(Enhanced Thematic Mapper)感测器,地面解析度达15公尺× 15公尺,是由美国EOSAT公司负责操作,美国将于1996发射Landsat 7号取代之。

加拿大「Radarsat」卫星-加拿大雷达卫星(Radarsat)于1995 年11月发射,倾角98.6度,轨道高度为790公里,其为商用及科学用的雷达系统,主要探测目标为冰河,同时还考虑到陆地成像,以便应用于农业,地质等领域。

该系统有5种波束工作模式,即:坽标准波束模式,入射角20°49°,成像宽度100公里,距离及方位解析度为25m x 28m;夌宽辐射波束,入射角20° 40°,成像宽度及空间解析度分别为150公里和28mx35m;奅高解析度波束,三种参数依此为37° 48°,45公里及10m x 10m;妵扫描雷达波束,该模式具有对全球快速成像能力,成像宽度大(300公里或500公里),解析度较低(50m x 50m或100m x 100m),入射角为20° 49°;妺试验波束,该模式最大特点为入射角大,且变化幅度小49° 59°,成像宽度及解析度分别为75公里及28m x 30m。

中国资源卫星系列中巴地球资源卫星是1988年中国和巴西两国政府联合议定书批准,在中国资源一号原方案基础上,由中、巴两国共同投资,联合研制的卫星(代号CBERS)。

并规定CBRES投入运行后,由两国共同使用。

资源一号卫星(CBERS-1)于1999年升空,它是我国第一代传输型地球资源卫星,星上三种遥感相机可昼夜观测地球,利用高码速率数传系统将获取的数据传输回地球地面接收站,经加工、处理成各种所需的图片,供各类用户使用。

CBERS-02星是01星的接替星,其功能、组成、平台、有效载荷和性能指标的标称参数等与01星相同。

02星于2003年10月21日在太原卫星发射中心发射升空,经在轨测试后于2004年2月12日投入应用运行。

目前02星仍在轨道上正常运行。

目前,资源一号卫星02星数据网上免费分发,用户可以申请使用。

中国资源二号卫星是传输型遥感卫星,主要用于国土资源勘查、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。

中国曾于2000年9月1日和2002年l0月27日分别发射这个型号的01星和02星。

这两颗卫星至今仍在轨正常运行,已发回了大量数据。

2004年11月6日上午,中国自行研制的“中国资源二号”03星在太原卫星发射中心由“长征”四号乙运载火箭送入太空。

03星的总体性能和技术水平与前两颗相比,有了改进和提高。

今后一段时间内,太空将呈现“中国资源二号三星高照”的态势。

相关主题