我国极轨气象卫星的发展

介绍了我国极轨气象卫星的现况。提出了由风云三号(FY-3)上午星、下午星和降水测量卫星组成的我国极轨气象卫星对地观测网构想,给出了三种卫星的主要仪器性能指标。讨论了多载荷综合观测,利用微波波段实现全天候探测,提高光谱分辨率,提高空间分辨率,提高仪器的灵敏度、定标精度,发展无线电(GPS)掩星探测,以及发展主动遥感等极轨气象卫星发展趋势。对我国极轨气象卫星的发展给出了气象卫星向对地综合观测发展、遥感探测技术向"四高两全一多"发展、探测方式向主动与被动结合方向发展、遥感应用向高精度定量化发展、发展专用卫星或小卫星阵列等建议。分析了转动部件与太阳阵耦合抑制、高指向精度高稳定度姿态控制、高数据率数据传输、颤振对高光谱成像质量的影响分析及减振、主动微波及可见、红外、紫外谱段高精度地面及在轨定标等实现我国极轨气象卫星发展的关键技术。     

FY-2C星多通道扫描辐射计及其在轨运行

介绍了风云二号(FY-2)C静止气象卫星多通道扫描辐射计的性能、组成和工作原理,以及为适应将3通道改为5通道而完成的5通道焦平面、光学系统、结构、电子学、红外探测器、辐射致冷器、光学薄膜和第二扫描结构等主要设计改进.卫星的在轨测试和运行结果表明,C星扫描辐射计在第一代自旋静止气象卫星上实现了包括中波红外的5通道同时对地观测,图像质量总体优于同类GMS5,METEOSAT-5静止气象卫星,与目前应用的GOES9三轴稳定静止气象卫星基本相当.     

FY-3卫星积雪监测产品概述及在遥感服务中的应用

介绍了风云三号(FY-3)气象卫星主要成像传感器及其积雪监测产品情况,FY-3卫星利用其1级数据能反演积雪覆盖、积雪深度、雪水当量等多种积雪监测参数和产品。卫星可见光-近红外传感器提供积雪覆盖监测信息,微波成像传感器提供积雪深度、雪水当量监测信息。针对防灾减灾以及应对气候变化分别给出积雪监测产品的遥感服务应用。结合国内外积雪遥感监测技术的发展趋势,提出利用FY-3卫星进行积雪监测的未来前景。FY-3卫星积雪监测产品在防灾减灾和应对气候变化方面能为遥感部门提供客观、可靠、全面、及时的参考信息。     

中波红外面阵遥感相机相对辐射定标方法研究

为了促进中波红外面阵遥感相机遥感数据的应用,提出了一种在轨相对辐射定标方法。该方法根据两点定标原理,以中波红外面阵遥感图像数据为基础,利用在轨其他卫星数据获得相机入瞳处辐亮度,计算出非均匀性系数,从而实现在轨相对辐射定标。它为同类红外面阵遥感相机在轨相对辐射定标提供了一种新的思路,同时也可作为星上黑体标的一种校验手段。     

FY-2C星云图成像技术

介绍了风云二号(FY-2)气象卫星星上成像系统的主要功能和技术指标、云图的生成与传输,以及数传与转发技术.阐述了以太阳为基准采用星上预同步、地面同步/数据缓冲器(S/DB)进行精同步的同步成像技术的卫星成像系统设计原理.分析了卫星姿态动力学对自旋轴定向稳定的影响、扫描辐射计扫描机构步进对自旋周期稳定度的影响、卫星摇摆运动造成的云图几何畸变等产生成像误差的因素,以及采取的补偿修正方案.飞行试验结果表明,C星的云图网格配准精度优于1个可见像素,章动角和摇摆角也符合设计要求.     

星上遥感影像在轨处理进展研究

从星地数传、高时敏任务等对星上遥感影像在轨处理的需求出发,本文对美国、欧洲以及国内主要的星上遥感影像在轨处理进展进行了研究;以此为基础,结合星上遥感影像在轨处理框架与深度学习等智能处理技术,分析了高性能星上智能处理平台构建、基于深度学习的遥感影像在轨智能处理、多源遥感影像数据在轨融合处理、星地协同数据处理及在轨更新等星上遥感影像在轨处理关键技术;最后,对星上遥感影像在轨处理未来发展趋势进行了总结,为进一步提升遥感卫星在轨应用效能提供参考。     

FY-2C业务静止气象卫星及发展展望

介绍了风云二号(FY-2)静止气象卫星02批首颗业务应用C星的构型与布局、控制分系统、5通道扫描辐射计、星上图像生成、数传与云图广播转发器、工程与业务测控、二次分离、电源母线调节、复合材料结构件和仪器板等温化等主要技术特点.给出了C星相对01批的多通道扫描辐射计、无线系统和电源等部分技术改进.在轨测试与运行结果表明,C星的成像系统达到了研制总要求和任务书指标,云图观测能力和质量满足气象卫星业务运行及应用系统的需求.自投入业务运行后,C星为国内外用户提供了大量的图像、定量与人机交互产品,在暴雨、台风、火灾和海冰等监测中发挥了重要作用.最后,对静止气象卫星的发展趋势进行了展望.     

Design and implementation of the flight dynamics system for COMS satellite mission operations

The first Korean multi-mission geostationary Earth orbit satellite, Communications, Ocean, and Meteorological Satellite (COMS) was launched by an Ariane 5 launch vehicle in June 26, 2010. The COMS satellite has three payloads including Ka-band communications, Geostationary Ocean Color Imager, and Meteorological Imager. Although the COMS spacecraft bus is based on the Astrium Eurostar 3000 series, it has only one solar array to the south panel because all of the imaging sensors are located on the north panel. In order to maintain the spacecraft attitude with 5 wheels and 7 thrusters, COMS should perform twice a day wheel off-loading thruster firing operations, which affect on the satellite orbit. COMS flight dynamics system provides the general on-station functions such as orbit determination, orbit prediction, event prediction, station-keeping maneuver planning, station-relocation maneuver planning, and fuel accounting. All orbit related functions in flight dynamics system consider the orbital perturbations due to wheel off-loading operations. There are some specific flight dynamics functions to operate the spacecraft bus such as wheel off-loading management, oscillator updating management, and on-station attitude reacquisition management. In this paper, the design and implementation of the COMS flight dynamics system is presented. An object oriented analysis and design methodology is applied to the flight dynamics system design. Programming language C# within Microsoft .NET framework is used for the implementation of COMS flight dynamics system on Windows based personal computer.     

The activities of ocean colour remote sensing in China

This article reviews the development of ocean colour remote sensing over the past decade in China. China launched its first remote sensing satellite FY-1A on 7 September 1988 and its second, FY-1B on 3 September 1990. Both of them had a Very High Resolution Scanning Radiometer (VHRSR) which involved two channels (0.48–0.53 and 0.53–0.58 u) for measuring ocean colour. A new polar orbiting satellite FY-1-02 was scheduled to be in orbit by 1998 with an improved VHRSR which has more (10) channels and is more sensitive for ocean colour remote sensing. The special programme of the ocean colour satellite HY-1 has been approved by the Chinese government, as has the planning of another new generation polar orbiting remote sensing satellite, FY-3. A type of sensor has been developed known as the Chinese Moderate Imaging spectroradiometer (CMODIS). Following its review, the article will describe the future activities of ocean colour remote sensing in China and explain their scientific goal.     

一种星间相对状态估计方法

编队自主导航是实现分布式遥感系统星间协同观测的基础。为实现分布式遥感系统星间相对状态的精确确定,提出一种基于MEMS激光雷达与纳型星罗盘的星间相对状态估计方法。借助相对姿态、轨道运动学方程建立了星间相对状态的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,解决了MEMS激光雷达测量与参考航天器姿态耦合的问题,并利用预定入轨参数及高精度轨道外推(HPOP)对方法进行仿真校验。结果表明,该方法具有可行性和实用性,估计精度满足分布式遥感任务需求,能够较好解决中远距离星间相对状态估计问题。     

“资源三号”卫星在轨几何定标及精度评估

＂资源三号＂卫星是中国第一颗民用三线阵立体测图卫星,实现了中国民用高分辨率测绘卫星领域零的突破,对中国测绘事业的发展具有革命性意义,是中国卫星测绘发展史上一座新的里程碑。在轨几何定标是测绘卫星应用的一个重要环节,文章利用武汉大学在河南嵩山地区建设的几何定标场等基础设施实现了＂资源三号＂卫星的在轨几何定标,并对定标结果进行了试验验证。试验结果表明：基于高精度几何定标场几何定标后,＂资源三号＂卫星可以获得很好的无地面控制精度以及少量控制下的平面和高程精度,完全可以满足1︰50 000测图精度要求。     

基于实验室定标和均匀景统计的相对辐射定标方法

提出了一种基于实验室定标和均匀景统计的定标方法,并应用于CBERS-02卫星遥感图像相对辐射校正。首先分析宽视场成像仪(Wide Field Imager,WFI)实验室基础定标系数;然后结合均匀景的定标方法,生成一组新的相对辐射定标系数;最后评价WFI图像相对辐射校正的效果。结果表明:文章提出的定标方法有效,可以较好地解决宽幅遥感图像辐射校正问题,同时为遥感卫星相对辐射校正提供了一种新的途径。     

FY-3A极轨气象卫星

介绍了我国研制的风云三号A(FY-3A)极轨气象卫星的基本任务、轨道与发射窗口、构型与布局、主要技术参数、探测仪器配置、图像资料传输与存储,以及姿轨控和数管系统等总体概况.分析了卫星的技术特点.介绍了卫星入轨过程、平台和数传等在轨运行状况.给出了遥感仪器的工作及其部分应用结果.卫星近4个月的运行稳定,获取了大量的气象和环境数据.初步测试结果表明:FY-3A卫星大部分仪器性能与国际同类仪器比对一致,已达国际先进水平.     

遥感卫星高精度高稳定度控制技术

对遥感卫星高精度高稳定度控制技术进行了综述。给出了国内外高稳定度多挠性遥感卫星控制、快速机动控制、高精度姿态确定、自主智能控制等典型应用,以及未来发展趋势。分析了挠性多体卫星结构-控制一体化设计、卫星在轨试验和高精度姿态确定等关键技术。讨论了挠性多体卫星动力学建模仿真及地面试验验证,H∞控制、自适应滤波前馈等卫星姿态控制方法研究与应用,卫星结构模态与无干扰力矩在轨辨识,以及基于陀螺、星敏感器及其误差、卫星动力学模型、在轨热变形标定等高精度姿态确定技术。     

FY-2C星辐射定标及其结果分析

介绍了风云二号(FY-2)C星发射前后红外与水汽波段的地面真空辐射定标、星上黑体定标和地面辐射校正场定标,以及可见光波段的地面太阳定标、积分球定标、地面辐射校正场定标和太阳像的原理与方法.给出了C星不同波段不同定标法的结果.分析表明,C星采用的定标方法均有效,并互为补充和验证.为进一步提高定标精度,还可对环境温度模拟、二次曲线拟合、减小积分球定标误差和光谱响应等作相应的改进.     

基于高分卫星姿态监测的姿态参数算法优化

目前航天测绘相机几何参数的在轨标定通常经由地面检校场数据处理完成。然而,由于一次摄影中难以保证获取的地面检校场影像完整,使得在轨标定周期较长,进而导致实时监测与标定非常困难。“高分十四号”卫星搭载了一种新的姿态测定系统,利用高精度的相机光轴监测实现对相机几何参数的在轨实时标定。文章在此基础上对高分卫星星地相机间夹角在轨解算方案进行了优化,并基于数值仿真和在轨实测数据进行了分析,结果显示优化算法可以进一步提高影像内定向稳定度和最终的定位精度,未来有望在高精度立体测绘应用中发挥重要作用。     

印度第二代遥感卫星

IRS-1C/1D是印度空间研究组织研制的印度第二代遥感卫星,与第一代遥感卫星比较,不仅分辨率有所提高,而且还增加了遥感成像仪种类和扩大了光谱段。IRS-1C/1D卫星质量约为1250kg,它们携带的全色成像仪、多光谱成像仪和宽视场成像仪的分辨率分别可达到6m、23.6m和188m。文中对这种卫星的平台和有效载荷结构作了简要介绍。     

“风云三号”D星电离层光度计

“风云三号”D星电离层光度计（IPM）是我国首次利用天基方式对电离层进行全天候定量化光学遥感观测的载荷。该载荷通过观测电离层夜/日间OI 135.6 nm气辉辐射强度、日间N₂LBH带气辉辐射强度,可以反演获取夜间电子总含量（TEC）、F2层峰值电子密度（NmF2）及日间O/N₂比等关键电离层环境信息。该载荷具备夜间高灵敏度观测的突出优势,非常适合电离层精细结构和微小变化观测,配置了夜间和日间两种工作模式,可以实现对电离层关键环境信息的全天候监测。文章主要对该电离层光度计的观测目标、观测原理、系统组成和在轨观测结果进行介绍。     

Identification of dust outbreaks on infrared MSG-SEVIRI data by using a Robust Satellite Technique (RST)

Dust storms are meteorological phenomena of great interest for scientific community because of their potential impact on climate changes, for the risk that may pose to human health and due to other issues as desertification processes and reduction of the agricultural production. Satellite remote sensing, thanks to global coverage, high frequency of observation and low cost data, may highly contribute in monitoring these phenomena, provided that proper detection methods are used.In this work, the known Robust Satellite Techniques (RST) multitemporal approach, used for studying and monitoring several natural/environmental hazards, is tested on some important dust events affecting Mediterranean region in May 2004 and Arabian Peninsula in February 2008. To perform this study, data provided by the Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) have been processed, comparing the generated dust maps to some independent satellite-based aerosol products. Outcomes of this work show that the RST technique can be profitably used for detecting dust outbreaks from space, providing information also about areas characterized by a different probability of dust presence. They encourage further improvements of this technique in view of its possible implementation in the framework of operational warning systems.     

基于MME/KF的电推进器推力在轨标定算法

为了确保小推力量级电推进器在轨工作的有效性,提出了一种基于MME/KF（Minimum Model Error/Kalman Filter）的电推进器推力在轨标定算法。该算法对推力标定过程为:首先使用飞轮产生一个已知的周期性力矩作用于卫星上,同时姿态控制器发送指令给电推进器来保持卫星的稳定;然后将陀螺仪数据代入MME算法中估计出卫星的角加速度,并利用KF算法实现电推进器在轨标定;最后进行数学仿真。结果表明该算法在常规推力下可以提高在轨标定精度,并且可以实现小推力条件下的在轨标定。