美国“天空卫星”技术探析

美国高分辨率光学成像卫星的发展已有几十年的历史,军用光学成像侦察卫星已从胶片返回型发展到传输型,分辨率高达0.1m。美国20世纪末开始发射高分辨率商业光学成像卫星,卫星质量多在2~3t,单星成本约4亿美元,采用敏捷型卫星平台,不但能进行全色和多光谱观测,还能够进行大比例尺的测绘,目前分辨率达到0.31m。然而这些卫星造价昂贵,几颗大型商业卫星即使组成星座,时间分辨率也不高。随着光机电技术的进步和宇航器件的小型化,以及对观测时间分辨率需求的提升,近3年,美国商业光学成像小微卫星星座开始涌现,其中,高分辨率小微商业星座目前只有美国天空盒子成像公司(Skybox Imaging)发展的"天空卫星"(Skysat)。天空卫星技术创造了多个世界第一,取得了良好的应用效果。     

以色列成像卫星的最新发展

<正>近1年来，以色列密集发射多颗新型成像卫星，卫星成像能力大幅提升，并在商业对地观测卫星领域呈现出加速发展态势。以色列于2022年12月30日成功发射地球遥感观测系统-C3-1(EROS-C3-1)卫星，使以色列成为全球第3个拥有0.3m分辨率商业光学成像卫星的国家。2023年3月28日，以色列用该国的“沙维特”（Shavit）火箭发射了“地平线”（Ofeq）系列侦察卫星中的最新一颗卫星——Ofeq-13雷达成像侦察卫星。继2020年7月发射Ofeq-16光学侦察卫星之后，     

国外高分辨率对地成像观测系统现状与发展趋势

分析了国外以光学、雷达、高光谱载荷为主的高分辨率对地成像观测系统的现状和发展趋势,旨在为我国新一代高分辨率对地观测系统提供参考。研究表明：随着微纳卫星、高性能载荷、人工智能等关键技术的快速发展和应用,国外规划的新一代对地观测系统以智能小卫星集群为主,卫星平台研究集中于高性能微纳卫星、软件定义卫星、小卫星群组;载荷研究在提高载荷时间、空间、光谱分辨率的基础上,智能化、一体化、轻小型化是未来的发展趋势。     

2015年全球民商用对地观测卫星发展回顾

1 美国 2015年,美国共发射了47颗民商用对地观测卫星,除去失效的鸽群-1d'(Flock-1d')卫星,以及还未释放的2颗鸽群-2b和12颗鸽群-2e卫星,目前在轨运行31颗.这31颗卫星中仅有1颗民用卫星,其余30颗均为商用卫星.整体来看,一方面,美国进一步发展新兴商业对地观测卫星系统;另一方面,美国积极研制和部署新一代民用对地观测卫星.此外, 2015年,美国在探索采用商业气象数据方面也有了重要进展.     

高分辨率光学遥感卫星平台技术综述

2013年4月26日,我国用长征-2D运载火箭成功发射了高分辨率对地观测系统的首发星—高分-1卫星,开启了我国对地观测的新里程。高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》所确定的16个重大专项之一,由天基观测系统、临近空间观测系统、航空观测系统、地面系统和应用系统等组成,于2010年经过国务院批准启动实施。计划在"十二五"期间发射5～6颗高分辨率对地观测卫星,目标是建成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率对地观测卫星系统,加快我国空间信息与应用技术的发展。为此,本刊特别推出了"高分辨率对地观测卫星专题",介绍了我国高分-1卫星及其相关系统,以飨读者,促进我国高分专项的实施。     

遥感卫星传感器的重复观测能力计算

遥感卫星传感器的重复观测能力是体现卫星系统动态监测能力的重要指标之一. 通过分析卫星星下点成像和侧视成像时的重访条件, 给出了卫星可能实现重访的轨道计算方法, 同时以HJ-1A/1B卫星(环境与灾害监测预报小卫星星座的光学星)为例, 给出了特定地区可以实现重访的优选轨道, 并讨论了由两颗卫星组成的卫星星座对重访的影响, 以及纬度对重访的影响.      

2016年国外军用对地观测卫星发展回顾

2016年,国外高度重视军用对地观测卫星的发展,除美国、俄罗斯、印度等传统航天国家外,新兴航天国家也开始发展高分辨率军用对地观测卫星.2016年,国外共有6个国家发射了8颗军用对地观测卫星,这些国家分别是美国、俄罗斯、印度、以色列、秘鲁和土耳其.从卫星类型来看,光学成像侦察卫星5颗,雷达成像侦察卫星2颗,电子侦察卫星1颗.     

2023年国外商业对地观测卫星发展综述

<正>2023年,主要航天国家商业对地观测卫星已呈现出竞相发展的态势,美国持续保持领先地位,欧洲加速发展商业对地观测卫星,俄罗斯、日本和印度也迈出商业对地观测卫星的发展步伐。在系统技术方面,国外商业对地观测卫星持续呈现星座化发展趋势,商业合成孔径雷达（SAR）卫星领域发展迅猛,分辨率直追甚至超过商业光学卫星,气象、射频定位和高光谱成像等新型商业卫星成为新的增长点。     

海洋一号卫星观测任务规划算法设计及系统应用

针对海洋一号卫星观测任务规划需求,提出并实现了基于遗传策略的任务规划框架,解决了卫星实际使用中成像任务受卫星其他业务影响的多类型约束成像规划问题。基于海洋一号卫星实际规划业务要求,对任务规划约束和优化目标建立数学模型,提出了由预处理、窗口约束处理和组合约束处理与优化组成的三阶段规划框架。设计了多约束任务规划优化目标函数,并利用交叉、变异和种群选择等遗传机制对优化问题进行了求解。基于海洋一号卫星实际观测需求数据,对提出的算法进行了有效性和性能验证,结果表明本算法能够给出满足多类型约束的观测规划方案,并在观测时间、观测覆盖率等方面较其他策略有显著提升。研究结果表明通过优化目标函数的设计遗传算法能够实现复杂约束条件的成像规划求解,算法框架可为与海洋卫星具有相似业务特点的对地观测规划系统设计提供借鉴。     

从地球观测-1卫星看21世纪卫星新技术

20 0 0年 11月 2 1日 ,美国 NASA发射了一颗崭新的卫星——地球观测 - 1(EO-1)卫星 ,其展示了 2 1世纪地球观测卫星的新概念和新技术。EO- 1卫星质量 46 0 kg,内装先进陆地成像仪 (AL I)、L EISA大气校正仪 (L AC)和高光谱成像仪(HYPERION)等 3台仪器。其中 AL I的用途和技术性能与 L ANDSAT- 7上的 ETM+相当 ;L AC用于测量大气水汽和气溶胶 ;HYPERION共有 2 2 0个波段 (0 .4μm～2 .5 μm范围内 ) ,30 m地面分辨率 ,用于地物波谱测量和成像、海洋水色要素测量以及大气水汽 /气溶胶 /云参数测量等 ,其性能比EOS Terra…     

国外高分辨率小卫星星座进入高速发展期

正近年,小卫星技术、新型成像探测器和图像处理技术以及以移动通信技术和大数据技术为代表的IT技术高速发展,带动了美国特拉贝拉公司(Terra Bella)、美国黑天全球公司(BSG)、美国赫拉系统公司(Hera Systems)、加拿大地球直播公司(Urthe Cast)和阿根廷卫星逻辑公司(Satellogic)等一大批新兴商业对地观测卫星公司进入市场。     

国外低轨卫星互联网发展最新态势研判

1 国外低轨卫星总体态势 卫星轨道革命加速演进,低轨空间成为全球航天发展焦点 在商业资本、国家战略和技术演进的共同推动下,低轨星座领域取得了跨越式发展.近20年来,低地球轨道(LEO)卫星在年度发射航天器数量占比从57％迅速攀升至97％,年均部署数量提升了2个数量级,地球静止轨道(GEO)卫星占比则从30.5％下跌至1...     

传输型对地观测卫星的应用

本文着重介绍传输型对地观测卫星的应用系统，其获取的信息在社会与经济等各方面的应用情况，各国对这一类信息商业化的政策与做法，遥感应用人员的培训以及对我国对地观测卫星应用的几点建议。且对地观测卫星应用系统对地观测卫星有返回型、传输型两种。具有对地观测功能的人造飞船从本质上说也是属返回型的。这里介绍的是传输型对地观测卫星的民事应用。一个传输型对地观测卫星要能进入实用状态，必须构成一个“系统”才行。从一般意义上说，这个系统至少应包括以下几个方面：1·1卫星系统下述的卫星系统指的是在地球同步轨道、太阳同步轨…     

高分-5卫星两台载荷传回数据和图像

正2018年5月9日2时28分,我国首颗高光谱分辨率大气环境观测卫星高分-5在太原卫星发射中心成功发射。高分-5卫星是高分辨率对地观测系统重大专项中唯一一颗实现高光谱分辨率的对地观测卫星,是国际上首颗大气和陆地综合高光谱观测卫星,是实现国家高分辨率对地观测能力的重要标志之一。高分-5卫星运行在轨道高度705km的太阳同步轨道,卫星设计寿命8年。星上搭载了6种有效载荷,是高分系列卫星中搭载载荷最多的卫星。其中,主要载荷大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪和全谱段光谱成像     

对地观测卫星总体参数多学科优化

针对对地观测卫星总体参数设计问题,建立了以对地观测性能最佳为目标的多学科优化模型,考虑姿轨控制、电源、结构、推进、有效载荷5个分系统的设计变量和相应约束条件,并考虑运载火箭对卫星设计的约束条件,通过经验公式建立分析模型.采用协同优化方法,利用外点罚函数法将系统级优化问题转化为无约束优化问题以改善协同优化系统级的数值缺陷,建立了多学科设计优化框架.计算结果表明通过优化可提升卫星的对地观测性能,验证了该方法的合理性.建模思路与优化方法可望用于更贴合工程实际的卫星参数设计.      

对地观测卫星国际市场发展研究

对地观测卫星数据,特别是高分辨率对地观测卫星数据是基础性、战略性资源,在经济建设、国防安全和社会活动中有着广泛而深入的应用,得到了越来越多国家的关注与重视。随着各国对地观测卫星图像需求量的日益增加,世界各国加快了对地观测及其数据使用的相关政策、法规的制定,在发展对地观测卫星系统、推动对地观测卫星数据应用的同时,有力地提升了产品和服务的竞争力,积极谋求海外投资、开拓国际市场、加强国际合作的国际化之路。     

欧洲“大气与气候研究”小卫星系统及其应用

1 引言 □□“大气与气候研究”(ACE )卫星是欧空局(ESA)正在规划中的一个小卫星系统。它是在ACE卫星的基础上发展起来的,使用了ESA在ACE以及其他相关小卫星系统中所取得的科研成果和技术。ACE 卫星支持诸如全球气候变化研究领导小组(IPCC)、全球气候观测系统(GCOS)等当前许多     

基于卫星数字并行系统的星座成像调度方法

遥感卫星星座成像调度是指通过调度和分配可用的卫星观测资源,对多个地面目标点进行成像.为了使成像调度方案满足任务需求并具有最优任务效能,通常将星座成像调度问题描述为含有多种约束的优化问题.本文提出一种卫星数字并行系统,模拟在轨卫星星座运行及控制过程.在系统中建立模拟GNC分系统、数管分系统、测控分系统功能的数字孪生卫星,接收并执行真实卫星控制指令,并以遥测数据的形式反映卫星姿态和轨道控制过程.考虑卫星多目标成像中的能量、时间窗口、光照及气象条件约束,以目标点重访时间为优化指标,将星座成像调度问题建模为一类带有约束的优化问题.通过卫星数字并行系统的加速仿真得到多目标成像序列的可行解集,并通过求解优化问题,得到多目标点重访频率最高的星座成像调度方案.仿真结果表明,本文提出的方法解决了星座成像调度中的目标分配问题,采用的数字孪生卫星模型能够真实模拟卫星姿轨控过程,从而保证该方法在星座成像任务中更具可行性和时效性.     

小卫星蓬勃发展为当前航天管理体系带来挑战

1 国外小卫星蓬勃发展,其地位和作用将发生重大转变 进入21世纪,随着微电子、微机电和微光机电系统、新材料、先进制造、纳米技术等群体性高新技术的发展和突破,在基于一体化结构、即插即用、模块化等创新设计理念的牵引下,国外小卫星技术突飞猛进,芯片卫星、手机卫星、立方体卫星、母子卫星、分离模块航天器等概念层出不穷.小卫星发射数量持续增长,尤其在近两年呈爆炸性增长.2012、2013、2014和2015年全球分别发射小卫星49颗、138颗、162颗和149颗,分别占当年发射卫星总数的35%、64%、62%和58%.与20世纪相比,当前小卫星在功能密度、设计寿命、自主生存能力上均大幅提升,除了在技术验证、科学实验以及工程教育等传统领域进一步发挥作用之外,还开始在对地观测与通信领域实现业务运行.     

面向海洋观测的成像卫星任务规划方法

面向海洋观测的成像卫星是一种轨道较高的可见光对地观测卫星,主要用于探测海上船舶活动以及监测海洋环境参数等。对地观测卫星任务规划问题是一个复杂的组合优化问题,通过分析面向海洋观测的成像卫星工作特点及约束条件,建立了一种考虑多数传模式共存的数学模型,提出了一种基于最大收益损失比的卫星任务规划算法。试验结果表明该方法能够有效解决面向海洋观测的成像卫星任务规划问题。