“高分四号”卫星观测能力与应用前景分析

"高分四号"卫星是中国高分辨率对地观测系统重大专项工程中首颗地球同步轨道遥感卫星,也是目前世界上地球同步轨道上第一颗高分辨率遥感卫星,它具有较高空间分辨率、极高时间分辨率、多种谱段选择、广阔的观测范围等特点。为使"高分四号"卫星充分发挥观测能力,成为灾害监测以及防灾减灾的有效工具,文章对应典型遥感应用,总结归纳出了五种观测模式,分别是凝视模式、跟踪模式、巡航模式、签到模式、夜间模式,并分析给出各种模式下相应的观测策略。文中还以现有国产遥感卫星为例,讨论了影响"高分四号"卫星应用的两种重要因素,即数据连续性和数据稳定性,其中针对巡航模式对数据连续性的潜在影响提出了"高分四号"卫星在轨使用建议,针对数据稳定性提出了一种评价模型。该文对于有关方面应对多种观测需求、合理使用"高分四号"卫星在轨观测能力具有一定参考价值。     

“高分四号”卫星遥感技术创新

"高分四号"卫星是中国首颗地球静止轨道高分辨率光学遥感卫星,是国家高分辨率对地观测系统重大专项工程的重要组成部分。"高分四号"卫星将高时间分辨率和较高空间分辨率相结合,为减灾、气象、地震和林业等多个行业的应用提供遥感数据服务,并为海洋、国土和水利等行业以及国防建设提供遥感数据支持,实现中国民用高分卫星研制和卫星遥感应用领域的新突破。文章分析了"高分四号"卫星在运行轨道、探测手段、控制体制等多方面的任务特点,总结了卫星总体设计技术、高精度控制技术、复杂条件下像质保障技术、高精度热控技术、高可靠长寿命技术等创新点,为中国静止轨道高分辨率光学遥感领域后续发展提出重要建议。     

高分多模卫星工作模式设计与在轨验证

针对高分多模卫星多有效载荷、大数据量、复杂敏捷成像等特点,根据多用户对图像质量、成像模式、获取时效性等应用需求及设计约束,提出了高分多模卫星发射入轨、轨道控制、正常运行、任务执行等各工作模式。其中,针对任务执行模式的敏捷成像模式、数据存储与传输模式、特定区域快速获取模式进行了详细论述。在轨测试结果表明:高分多模卫星工作模式设计正确、合理,卫星任务执行效率高、运行稳定,可以满足用户使用要求。     

高分多模卫星敏捷遥感技术研究及应用

敏捷机动技术是提升高分辨率遥感卫星成像能力的一项核心技术。文章分析了高分辨率遥感卫星发展趋势,提出了基于多种敏捷成像模式的新型观测需求,进而提出卫星平台敏捷机动技术的系统要求。结合中型敏捷遥感卫星公用平台(ZY2000 Remote Sensing Satellite Platform)研制,定义敏捷成像模式,分析平台机动能力,提出了卫星敏捷机动指标要求。针对敏捷机动技术的实现,系统性开展了工作,设计了小惯量的星体结构,开发了基于控制力矩陀螺(CMG)的控制系统和控制算法,采用了敏捷任务规划和管理方案,研制了高刚度太阳翼、大量程陀螺、125 Nms控制力矩陀螺等核心产品,开展了数学和半物理仿真验证。高分多模卫星(GFDM-1)作为中型敏捷遥感卫星公用平台的首发星,实现了敏捷机动技术的应用,验证了多种敏捷成像模式下成像质量满足需求。在轨结果表明:高分多模卫星的敏捷机动能力和成像质量满足设计要求,达到国际先进水平。     

高分专项“高分六号”卫星成功发射

正2018年6月2日12时13分,我国在酒泉卫星发射中心用"长征二号丁"运载火箭成功发射高分专项"高分六号"卫星。"高分六号"是一颗低轨光学遥感卫星,也是我国首颗精准农业观测的高分卫星,具有高分辨率和宽覆盖相结合特点,将与在轨的"高分一号"卫星组网运行,大幅提高对农业、林业、草原等资源监测能力,为农业农村发展、生态文明建设等重大需求提供遥感数据支撑。"高分六号"卫星具有高分辨率、宽覆盖、高质量成像、高效能成像、国产化率高等特点,设计寿     

高分三号卫星及应用概况

正2016年8月10日,高分三号卫星在我国太原卫星发射基地升空入轨,开始执行对地观测任务。至今为止,高分三号卫星已经在轨稳定运行近两年,为国民经济各行业提供了48万余景图像数据,有力支持了我国各项建设工作的顺利开展。高分三号卫星是"国家高分辨率对地观测系统重大专项"中唯一的民用微波遥感成像卫星,也是我国首颗C频段多极化高分辨率合成孔径雷达(SAR)     

我国高分卫星与应用简析

2014年,全球共发射了19颗对地观测卫星,其中有11颗是高分辨率卫星,它表明对地观测卫星与应用已全面进入"高分时代"。在这些高分辨率卫星中,包括我国发射的高分二号卫星,该卫星的升空使我国民用遥感卫星进入了亚米级"高分时代"。2015年3月6日,国防科工局宣布,高分二号卫星正式投入使用,与之前发射的高分一号卫星的配合使用,可以很好地推动我国高分辨率卫星数据应用,进一步完善我国高分专项建设。2015年,我国还有望发射高分四号卫星,它的最大特点是能大大增加对地观测面积,而且还能长期对某一地区进行跟踪观测。     

基于“高分四号”卫星数据的水体提取效果评价

"高分四号"卫星具有静止轨道卫星高时间分辨率和中高空间分辨率的特点,可以实现对水体面积及变化的大范围实时监测,有效支撑洪涝灾害应急救助工作。为了验证其对水体面积及其变化的监测能力,文章分别利用区域生长法和水体指数法,在开展全国水体面积变化监测基础上,针对与同期"高分一号"卫星16m分辨率多光谱相机及美国Terra卫星的中分辨率成像光谱仪数据等卫星的监测结果展开对比,结果显示,与其他极轨卫星监测结果相比,"高分四号"卫星可以有效开展水体面积及变化监测。但是,鉴于"高分四号"卫星50m像元分辨率,相比更高分辨率遥感影像的水体提取结果,"高分四号"卫星数据提取的水体外部轮廓较为粗糙。在针对规模较小洪涝灾害监测方面可能存在一定误差,仍然需要再进一步开展评价。     

高分六号卫星技术特点与新模式应用

高分六号卫星是继高分一号卫星之后,又一兼具高分辨率成像和超大幅宽成像能力的卫星,也是我国首颗具备红边谱段的遥感卫星。为了更好地推进卫星的应用,文章对高分六号卫星平台和载荷进行了系统介绍,梳理了高分六号卫星与高分一号卫星的异同点,阐述了高分六号载荷以单相机体制实现超宽成像的创新,总结了精致为用、组网观测的高质量、高精度、高效能卫星技术创新,以及围绕长寿命、高可靠所采取的措施。结合卫星在轨应用,凝炼了高分六号卫星在对月成像、对月相对辐射定标成像、舱外可视化成像及自主健康管理等方面的新模式应用成果。文章总结了行业应用的前景,高分六号卫星具有高、中空间分辨率、大幅宽、多谱段成像结合的优点,对大尺度地表观测具有独特优势。     

高分三号卫星在台风监测中的应用

高分三号(GF-3)卫星具有的全天时、全天候、多模式观测能力,既能够采用宽幅成像模式获取台风风场、台风路径的信息,也能够采用高分辨率模式在极端气候条件下对台风登陆区域进行精细观测,可以为台风监测、预报及台风灾害评估提供有效数据支撑。文章介绍了2017年7月以来,国家卫星海洋应用中心首次利用高分三号卫星对中国附近海域台风进行监测情况。论述了台风监测流程及台风监测专题产品生产方法,可为今后雷达卫星台风监测提供参考。     

“高分四号”卫星在地震行业中的应用潜力分析

遥感技术应用于地震行业涉及的领域包括地震构造调查、震害评估、地震热异常监测等。随着中国空间技术的发展,国产卫星数据正逐渐替代国外卫星数据,在地震行业应用中发挥着越来越重要的作用。2015年12月29日,中国首颗静止轨道高分辨率遥感卫星——"高分四号"卫星成功发射,为卫星地震应用提供了新的数据源。文章从地震热异常监测、区域地震构造研究、极震区宏观破坏识别三方面分析了"高分四号"卫星在地震监测预报、地震灾害预防和地震紧急救援,地震三大主体业务中的应用潜力。还以2014年鲁甸地震为例,利用"高分四号"卫星数据对震后造成的大型滑坡进行了识别,结果表明"高分四号"卫星数据能够从空间上识别大型地震地质灾害的空间分布位置,可为震后应急救援指挥决策提供及时和有效的信息。     

“高分四号”卫星有效提升中国台风应急气象服务能力

据腾讯网报道,2016年7月国防科工局重大专项工程中心与中国气象局国家卫星气象中心紧密合作,利用"高分四号"卫星对台风"尼伯特"进行应急成像,持续观测台风天气过程演变,服务气象灾害应急,有效提升我国台风应急气象服务能力。国家卫星气象中心和中央气象台的专家表示,"高分四号"卫星探测到了台风眼区精细化环流特征,准确获取了台风中心位置,提高了台风灾害影响范围预警预报的准确性;同时,还进一步揭示了台风云系     

面向自然灾害应急的卫星协同观测策略研究

对地观测卫星因其宏观、快速、动态、准确的优点在防灾、减灾、救灾领域发挥着重要作用,是自然灾害应急不可替代的全球观测手段。现有的卫星协同观测存在灾后有效数据不能完全覆盖灾区、亚米级空间分辨率数据匮乏等问题,不能满足日益丰富的自然灾害应急管理需求。为充分发挥在轨卫星效益,提高灾区灾后有效数据覆盖率,文章深入分析自然灾害观测环境复杂、时效性强、观测要素多、观测范围大、观测密集度高等特点,围绕空间分辨率和观测频次等关键指标,梳理典型自然灾害应急观测需求。之后,结合灾害目标特点及其时空变化规律,综合考虑星地资源状况和约束条件,提出一种自然灾害事件驱动的基于目标优先级排序和时空约束的多星协同观测策略,对解决自然灾害应急观测期间"灾后数据多,有用数据少"问题具有借鉴意义。     

高分四号卫星在溃决型洪水灾害监测评估中的应用

高分四号卫星具有响应速度快、重复观测周期短等优势,是监测溃决型洪水发展变化状况的有效手段。以江西省鄱阳县河堤溃口引发的洪水灾害为例,将灾区灾后多时相的高分四号卫星连续监测图像与灾前高分一号卫星图像结合,提出空间位置关系约束条件下的溃决型洪水范围提取方法。通过构建人口评估模型,实现受灾人口的快速估算。应用结果表明:高分四号卫星能及时监测突发性溃决型洪水,并能根据实际需求实现对灾区的连续监测;基于高分四号卫星图像的洪水范围提取和受灾情况评估方法,简便易行、准确性高,可用于溃决型洪水范围及其变化的监测评估。根据溃决型洪水灾害监测评估的实际应用需求,从多种卫星的组合观测、地球静止轨道卫星性能指标提升等方面提出了高分四号卫星应用和后续卫星研制建议。     

灾害监测应急虚拟卫星星座及应用服务研究

建设灾害遥感卫星及应用服务系统,对于应对我国严峻自然灾害形势、提高综合防灾减灾与灾害应急管理能力具有重要意义。文章依据自然灾害管理的备灾、救灾、恢复重建、减灾等4个阶段特点,分析了灾害遥感存在的问题和需求;根据《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》的卫星资源统筹原则,综合考虑高低轨与敏捷组网、高中低分辨率互补、光学与雷达星协同,提出构建"4+4+6+X"灾害监测应急虚拟卫星星座设想。星座以"4+4+6"卫星为主体,通过共享使用气象卫星、海洋卫星和其它陆地观测卫星,实现自然灾害应急观测、高分辨率观测和地球系统综合观测;阐述了综合防灾减灾卫星应用系统组成、信息服务模式,并对卫星系统建设、运行机制和产业化推广进行了展望。文章的研究结果可为交通运输、自然资源、环境保护等行业卫星系统的论证建设提供借鉴。     

商业合成孔径雷达卫星研制、应用与服务的探索

<正>长沙天仪空间科技研究院有限公司(以下简称“天仪研究院”)作为国内首家商业合成孔径雷达(SAR)遥感卫星运营的公司,研制发射了2颗高分辨率轻小型商业SAR卫星——“海丝”一号和“巢湖”一号,初步建立了SAR卫星研制、发射、运维、组网观测、数据服务的全链条业务服务流程。天仪研究院基于SAR卫星高时效准预期的遥感影像获取能力,为海洋、水利、应急等国计民生各重点领域提供遥感影像与应用服务,探索形成商业SAR卫星的重要应用示范。     

高分二号卫星的技术特点

<正>一、前言高分二号卫星是国家高分辨率对地观测系统重大专项首批启动研制的卫星,是迄今为止我国研制的空间分辨率最高、观测幅宽最大、设计寿命最长的民用遥感卫星。其主要目的是突破亚米级高分辨率大幅宽成像、长焦距大F数轻小型相机设计、高稳定度快速姿态侧摆机动、图像高精度定位、低轨道遥感卫星长寿命高可靠设计等关键技术,大幅提升我国遥感卫星观测效能,打破高分辨率对地观测数据依赖进口的被动局面,推动我国高分辨率对地观测卫星及应用水平的提     

“高分一号”卫星遥感成像特性

“高分一号”（GF-1）卫星是中国高分辨率对地观测系统重大专项的首发星。为保证广大用户更好地应用该卫星数据,文章从卫星轨道特性、观测与接收、成像几何特性、时间特性等方面,论述了该卫星的区域连片覆盖、谱段时相对齐和辅助数据应用的结果。给出了 GF-1卫星构像方程所需要成像时刻、GPS 定位、星敏定姿数据的插值实例,基于卫星设计角度阐述了面向应用的 GF-1卫星遥感成像及处理特性。     

面向应急管理的天基系统需求与构建设想

针对应急管理对天基系统提出的增强现场灾情信息传递保障能力和尽快完善天空地一体化应急观测体系的需求,在分析天基系统应具备的先进感知使能、通信使能、导航定位使能及智能使能基础上,提出了我国天基应急管理支援体系构建设想。通过发射中轨观测系统、高分光学强机动星座,以及增加地面机动测控数传站,加强和完善灾害应急遥感观测能力;通过天地一体化应急管理云平台实现灾情观测数据的处理和分发。为了尽快实现天基应急管理支援体系建设,提出应发展高、中、低轨协同的天基通信、导航、遥感卫星的建议。     

“长征”四号C运载火箭成功发射“高分”十号卫星

<正>2019年10月5日02时51分,我国在太原卫星发射中心用"长征"四号C运载火箭成功将"高分"十号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功,为新中国成立70周年献上了一份特殊的生日礼物!"高分"十号卫星由上海航天技术研究院研制,是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项安排的微波遥感卫星,地面像元分辨率最高可达亚米级,主要用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾领域,