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家大业大地对地观测卫星家族

2017-07-18 16:31:34来源:卫星与网络 编辑:kin浏览:

原标题:卫星家族,探索地球奥秘的对地观测卫星

对地观测指在地球表面之外,利用空间的位置优势对地球进行观测的活动,旨在获取有关地球体系及其各组成部分的详细数据或信息。由于视角高、观测范围广,对地观测卫星能有效获得地球表面、大气云层、海洋环境、植被覆盖、人类活动等多种信息。

阿尔及利亚卫星Alsat-2

自对地观测卫星诞生以来,人类对地球的认识和理解能力大幅增强。对地观测卫星在农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事和环保等领域应用广泛,对于统筹规划国土资源、国防安全与现代化战争、保证国家经济发展等方面也具有极为重要的意义。

对地观测卫星观测范围广、生存能力强、能够长期稳定运行,能够完成其他传统观测手段难以完成的任务。各国航天发展均将对地观测卫星作为重点。

 

对地观测卫星的分类

地球上各种资源的信息看不见、摸不着,卫星是如何获取它们的?利用遥感器,对地观测卫星收集地球大气、陆地和海洋等观测目标辐射、反射或散射的电磁波信息并记录,由信息传输设备发送回地面进行处理和加工就可以获取相应的信息。

遥感器的分类

对地观测卫星通常由卫星平台、遥感器、信息处理设备和信息传输设备组成。根据不同的探测目的,对地观测卫星上装有可见光遥感器、红外遥感器、微波遥感器和多光谱遥感器等不同波长的遥感器。

 

光学遥感器

1959年,美国发射的先驱者-4探测器在近地轨道就拍摄到了地球的云图。真正利用卫星对地球进行长期观测是从1960年美国发射泰罗斯-1卫星才开始的。

泰罗斯-1卫星

20世纪60年代,对地观测卫星处于起步阶段,各个地学领域开始大量使用对地观测卫星传回的数据。美国和苏联各自发展返回式光学成像侦察卫星系统,从而使各自国家具备了重要的军事侦察能力.

20世纪70年代,对地观测卫星进入初步应用阶段。1972年,美国发射陆地卫星-1,标志着空间对地观测进入实用阶段,卫星图像数据首次实现以数字形式直接传输。这一时期,全天候的微波遥感技术正成为对地观测领域中的重要发展方向。

陆地-1卫星

20世纪80年代至90年代,对地观测卫星有了很大的发展。1986年2月,法国发射了斯波特-1卫星,这是第一颗能在穿轨方向进行立体成像的卫星,首次采用推扫成像线性阵列遥感器,全色分辨率10m。

 

斯波特-1卫星

1991年7月,欧空局发射了欧洲遥感卫星-1,它是一颗微波遥感卫星,采用合成孔径雷达成像,空间分辨率为30m。微波遥感卫星获取的卫星数据,增进了人类对地球环境和气候现象的认识,形成了多种业务应用,如海冰制图和沿海地带研究等。

 

欧洲遥感卫星-1

近十余年来,对地观测卫星开始向高空间分辨率和高光谱分辨率发展。1999年,美国成功发射首颗携带中分辨率成像光谱仪的卫星——“土”卫星,欧空局和日本成功发射高光谱卫星。高光谱遥感器进入了航天遥感领域并不断突破,高光谱成像技术成为21世纪国际遥感界的热点。

土卫星

除此之外,进入21世纪以来,全球高分辨率对地观测技术也发展迅速,光学成像卫星的地面分辨率已达0.1m,雷达成像卫星的分辨率达到0.3m,美国、法国、俄罗斯、以色列、日本和印度等多个国家也都已拥有本国独立研制的高分辨率对地观测卫星。

2016年8月10日,我国在太原卫星发射中心发射了高分三号卫星。这是我国首颗分辨率达到1m的C频段多极化合成孔径雷达成像卫星。高分三号卫星幅宽从10km到650km,细看能到一间房子,远看能到一个省的全貌。

 

高分三号卫星获得的首都机场影像

目前,全球共有220余颗对地观测卫星在轨运行。雷达成像卫星也逐步成为各国竞相发展的热点。因为雷达卫星具有穿透云雾,甚至部分植被和土壤的能力,具有全天候、全天时观测能力,并能通过多频、多极化、多入射角等手段提高对目标的识别能力,可以弥补光学卫星的不足。

雷达成像卫星穿透力比光学卫星更强

为了能够全面观测地球,美欧等国家和地区正在建立以地球观测系统(EOS)和全球环境与安全监测系统(GMES)为代表的天、空、地一体化的综合对地观测系统,它能联合各自分散的遥感力量,构建全面的、协调的、可持续的综合对地观测系统,并提供运营服务,实现最佳应用效益。

EOS系统中使用的地球观测-1卫星

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关键词: 对地观测 卫星

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