分布式协同微纳遥感星群的智能控制系统关键技术

近年来，国内外微纳遥感星座发展不断加速，通过高频重访大幅提升了对地观测的时间分辨率，但是由于单颗微纳卫星观测能力受限，难以满足多源同步与融合、高品质、大幅宽等数据应用需求。为此，将星座与星簇相结合，以星座化分布满足高时间分辨率需求，以星座节点上的星簇协同观测获取多源、高品质、宽幅数据，构建基于微纳卫星的分布式协同遥感系统，是兼顾上述遥感应用需求的有效途径。智能分布式协同控制是该系统的核心关键，为此，必须研究解决星座+星簇大规模动态微纳遥感星群控制系统的分布协同自主导航、智能运动规划与控制、智能健康预测与管理、智能组网等关键技术难题。在梳理分析国内外分布式微纳遥感系统的基础上，给出分布式协同微纳遥感星群的概念内涵，分析其特有的四方面难题，梳理总结相关技术发展现状与趋势，以期为后续该方向的研究起到一定的借鉴作用。     

微纳卫星发展现状及在光学成像侦察中的应用

对当前微纳卫星在空间环境感知、新技术空间演示验证、空间科学试验、通信与数据传输、对地或对空间目标进行光学成像观测等方面的主要应用形态进行了归纳总结,分析了采用微纳卫星实施光学成像侦察的优势,给出了应用实例,并提出在航天侦察应用中大力发展光学成像侦察微纳卫星的相关建议。从而为后续微纳卫星在航天光电侦察中的广泛应用提供了参考。     

微纳卫星光学有效载荷的发展机遇与挑战

目前,微纳卫星已成为航天活动的热点领域之一,向着高性能、智能化、网络化方向发展,在航天创新发展中的作用越来越突出。微纳光学载荷要求具有体积小、质量轻、成本低等特点,各类新型微纳光学载荷技术不断发展,提供了新的解决方案。文章介绍了光学遥感微纳卫星的整体技术发展情况,结合低成本商业遥感等应用方向,分析了微纳卫星光学有效载荷的发展趋势和新型微纳卫星载荷发展面临的机遇与挑战,提出了微纳光学载荷的设计理念和关键技术,论证了在轨深度数据处理对微纳卫星星座的重要意义。文章为研制成本低、分辨率高和机动性能力强的微纳型遥感卫星提供技术基础,并提出了中国光学遥感微纳卫星的后续发展建议。     

“高分二号”卫星遥感技术

"高分二号"(GF-2)卫星是高分辨率对地观测系统重大专项中为满足应用亟需和替代进口而规划的遥感卫星,也是中国第一颗目标定位精度要求达到50m、寿命要求达到5~8年、迄今为止中国研制的空间分辨率最高的民用低轨遥感卫星。文章分析了GF-2卫星高分辨率、高定位精度等任务的特点,以及高精度图像保障、扰振抑制设计、长寿命设计等技术创新点,并介绍了其在轨评价及应用情况,为后续高分辨率对地观测卫星提供了参考。     

高光谱观测卫星及应用前景

介绍了我国高分辨率对地观测系统重大专项中第一颗实现高光谱分辨率观测的高光谱观测卫星(GF-5)卫星及其应用前景。该卫星设计运行于高度705km的太阳同步轨道,装载可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪、大气主要温室气体监测仪、大气痕量气体差分吸收光谱仪、大气气溶胶多角度偏振探测仪、大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪共6台有效载荷。卫星的光谱分辨率高且谱段全,具备高光谱与多光谱对地成像、大气掩星与天底观测、大气多角度偏振探测、海洋耀斑观测等多种观测模式,获取从紫外至长波红外(0.24~13.3μm)高光谱分辨率遥感数据;数据辐射分辨率高,载荷的光谱分辨率最高0.03cm-1,具备在轨定标功能,绝对辐射定标精度优于5%,光谱定标精度最高0.008cm-1;长波红外空间分辨率高;高码速率数传;高可靠长寿命设计。卫星入轨后将在环境综合监测、国土资源调查和气候变化研究等方面发挥重要作用。其典型应用有陆表环境综合观测、陆表局地高温及城市热岛效应监测、矿物填图、大气成分全球遥感监测和大气污染气体监测等。     

高分多模卫星方案设计与技术特点

高分多模卫星是一颗敏捷光学成像卫星,具有全色优于0.5 m/多光谱优于2 m分辨率、1个全色谱段+8个多光谱谱段、无控制点定位精度优于10 m的能力,同时具有多种敏捷成像模式。文章概述了高分多模卫星的方案设计,并总结了卫星的敏捷成像、敏捷机动、图像质量保证、高定位精度保证、微振动抑制、大气同步校正、自主任务管理等技术特点。卫星的成功发射并投入使用,实现了民用光学遥感卫星优于0.5 m高分辨率图像数据的获取能力,可有效推动我国高分辨率对地观测系统建设和空间遥感的定量化应用水平。     

“高分一号”任务转入发射实施阶段 “十二五”期间将发射5至6颗观测卫星

记者从国家国防科工局获悉,国家重大科技专项高分辨率对地观测系统之"高分一号"任务现已完成卫星、运载火箭出厂审定工作,转入发射实施阶段,将于4月择机发射。该工程计划在"十二五"期间发射5至6颗观测卫星。"高分一号"卫星是高分辨率对地观测系统的首发星,将突破高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术,设计寿命5~8年,对提升我国卫星研制水平具有重要意义。     

精致微纳卫星设计与实践

针对传统卫星制造过程复杂,无法满足面向商业市场的微纳卫星批量化生产需求的问题,文章提出了一种"单机标准化、系统模块化、整星二度集成化"的精致微纳卫星设计理念。采用"配置精简化、结构虚拟化、功能软件化"设计方法,实现了微纳卫星"高承载、高精度、高速率、高功率"的设计,并通过"精致微纳技术试验卫星"进行了验证。针对微纳卫星传统评价方式单纯以技术指标为依据、缺乏全面性的问题,文章提出了一种面向商业市场的微纳卫星效费比评价体系,以微纳卫星质量承载比、功率承载比和通信密度比为关键因素,综合卫星制造成本,较为全面地对微纳卫星效费比进行评估,以衡量其商业市场竞争力。可为我国微纳卫星设计、制造与评价提供新的理念与方法。     

微纳卫星光学载荷技术发展综述

阐述了微纳卫星光学载荷从单一摄像头到应用模式多样的综合系统的发展过程。调研了国外微纳卫星光学载荷的发展现状及特点,如轻小型化、紧凑化、观测任务多样化和视频成像,主要表现在低成本商业遥感应用,适于新技术演示验证、光学载荷图像产品的网络应用、商用现货(COTS)技术应用、模块化技术体系等方面。通过归纳总结得出以下启示:我国微纳卫星光学载荷发展应紧跟国际步伐,瞄准低成本商业遥感方向,建立标准化、模块化微纳卫星光学载荷技术体系;发展颠覆性技术(薄膜衍射成像和液晶可调光谱滤光片用于高光谱成像),积极探索微纳卫星光学载荷研制模式的创新。     

序言

正高分辨率多种模式综合成像卫星(简称高分多模卫星)是国家民用空间基础设施工程"十三五"首批启动并首颗发射的科研卫星,肩负着实现我国优于0.5 m分辨率遥感图像数据自给的重任,是对地观测系统中分辨率最高的光学遥感卫星。     

台湾对地成像卫星

台湾中华卫星 2号是一颗分辨率为 2 m的数字传输型对地成像卫星。据称该卫星主要任务是通过近实时成像观测和监视台湾及其周围海域自然资源 ,但实际上是一颗针对祖国大陆的军事侦察卫星。中华卫星 2号载有主光电成像仪和高空闪电成像仪。星载主相机以 2 m分辨率拍摄全色图像 ,以 8m分辨率拍摄多谱段图像 ,成像带宽 2 4km。卫星每日绕地球飞行 1 4圈 ,每天飞经台湾两次。第一次为上午 1 0时 ,可拍摄台湾 8分钟 ,第二次为晚上 1 0时 ,可下载图像资料。在此之前 ,为从太空获取祖国大陆的军事情报 ,台湾购国外商业卫星图像情报和租用国外商用卫…     

序言

正2018年5月9日2时28分,"高分五号"卫星在太原卫星发射中心成功发射,"高分五号"卫星的成功发射是我国"高分辨率对地观测"重大专项全面实现"高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率"三大重要目标的重要里程碑,是又一次大幅度提升我国对地观测能力的重要标志。"高分五号"卫星是我国利用高光谱技术完整实现对固体地球表面、植被生物圈、土壤圈、水圈、大气圈进行全面观测的空间遥感卫星系统,通过对大气污染气体、温室气体、气溶胶等物理要素的监测,填     

俄罗斯发射新一代民用遥感卫星Resurs DK1

《美国航天飞行在线》网站2006年6月15日报道,格林尼治时间6月15日下午8:00,俄罗斯三级“联盟”号火箭从拜科努尔发射场成功将一颗民用对地观测卫星Resurs DK1送入轨道。入轨不到9分钟,Resurs DK1成功与火箭上面级分离。卫星进入远地点370km、近地点201km、倾角约70°的轨道。Resurs DK1卫星重6804km,在轨寿命为3年,用于从太空监视自然资源与突发事件,向政府及商业用户提供服务。这是俄罗斯自1999年之后首次发射对地观测卫星。Resurs DK1卫星为改进型卫星系列的第一颗,成像分辨率与通信性能得到改进。Resurs DK1可提供分辨率为1m的黑…     

GEO中高分辨率民用光学对地观测卫星发展研究

调研了国外地球静止轨道(GEO)中高分辨率民用光学对地观测卫星的发展情况,其中包括"通信-海洋-气象卫星"(COMS)、GEO-Africa和GEO-Oculus等卫星;分析了卫星的任务范围和主要功能;对卫星总体设计方案和采用的主要技术途径进行了归纳和对比。对发展GEO中高分辨率民用光学对地观测卫星需要注意的探测器选型、高稳定度姿态控制、微振动抑制、夜晚阶段的热控等相关问题进行了分析,可为中国发展同类卫星提供参考。     

“高分五号”卫星概况及应用前景展望

"高分五号"卫星是中国高分辨率对地观测系统重大专项中实现高光谱分辨率观测的卫星,运行于高度705km的太阳同步轨道,装载可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪、大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪、大气主要温室气体监测仪、大气痕量气体差分吸收光谱仪、大气气溶胶多角度偏振探测仪等6台有效载荷,具备高光谱与多光谱对地成像、大气掩星与天底观测、大气多角度偏振探测、海洋耀斑观测等多种观测手段,获取从紫外至长波红外(0.24~13.3μm)高光谱分辨率遥感数据;载荷的光谱分辨率最高可达0.03cm~(–1),具备在轨定标功能,绝对辐射定标精度优于5%,光谱定标精度最高可达0.008cm~(–1)。卫星将在环境综合监测、国土资源调查和气候变化研究等方面发挥重要作用。     

国产遥感卫星数据应用现状及特点分析

一、前言 随着卫星遥感技术的飞速发展，资源遥感卫星也从最初的Landsat和SPOT两大系列发展到今天的以美国和法国为代表，中国、俄罗斯、印度、日本、巴西、加拿大等许多国家都拥有自己的资源遥感卫星的格局。我国民用资源遥感卫星数据由最初单一中巴地球资源卫星数据获取能力发展到现在中巴地球资源系列卫星、环境减灾卫星、测绘立体卫星等综合获取能力；传感器的研制从最初仅有光学的多光谱、低空间分辨率（几十米）发展到目前的高空间分辨率（几米）、高时间分辨率、高辐射分辨率、宽视场多角度、雷达等多种传感器共存的格局，形成了传感器种类较为齐全的综合对地观测体系。     

高分辨率遥感卫星系统工业企业应用的思考

<正>我国高分辨率遥感卫星系统是利用可见光、红外、微波等探测手段,具备高空间分辨率、高时间分辨率、多光谱/高光谱、高精度等探测能力的多种类型卫星构成的天基系统。该系统已形成了较完善的对地观测体系,并在数据获取、处理、分发、标校、应用和卫星测控、运管等方面突破了系列关键技术,取得了大批成果。提升“高分”系统的服务能力,将其应用延拓到各行业领域、各地方区域和大众经济社会活动各层面是我国“高分”重大专项的重要任务,同时强化与通信、导航卫星系统的融合应用,是以高分辨率对地观测数据应用为内涵的空间信息产业加速发展,更好地服务于数字中国深化建设和数字经济创新发展的战略抓手。     

国外对地观测卫星技术发展

充分调研了世界各主要航天国家的对地观测卫星技术,结合其发展过程与现状,重点从观测需求、卫星性能、卫星系统模式以及研制模式等方面加以分析,总结其技术发展特点,为我国对地观测卫星技术的战略发展提供参考。     

“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。     

微纳卫星产业发展探讨

针对微纳卫星研制需求与日俱增、风险资本大量涌入、新兴卫星运营商日渐成熟,以及低价且可靠的数据服务指日可待等产业发展特点,提出了微纳卫星发射机会相对受限、空间数据资源价值转化率低,以及微纳卫星不能及时离轨等现实问题,给出了发展主动定制化商业运载、变革卫星运控体制和重视并突破微纳卫星离轨技术的解决途径,可为微纳卫星产业的后续发展提供参考。