“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。     

巡天遥看神州美,重彩高分山水情

高分一号卫星是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项的首发星,配置了2台2米分辨率全色/8米分辨率多光谱相机和4台16米分辨率多光谱宽幅相机,设计寿命5至8年。     

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。     

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。     

“高分五号”卫星可见短波红外高光谱相机的研制

可见短波红外高光谱相机是"高分五号"卫星上的主载荷之一,由中国科学院上海技术物理研究所研制,以60km幅宽、30m的地面分辨率和5~10nm的光谱分辨率,同时获取地物在400~2 500nm范围内共330个连续谱段的空间信息和光谱信息。相机在可见近红外谱段(0.4~1.0μm)的光谱分辨率约为5nm,短波红外谱段(1.0~2.5μm)约为10nm。高光谱相机将能够解决遥感应用中的许多关键科学问题,诸如生态、环境监测、国土资源和地质矿产调查,以及灾害监测,农、林、牧业精细作业,城市规划等遥感应用。高光谱相机是中国首个采用凸面光栅分光的卫星载荷。与Hyperion上的仪器相比,高光谱相机信噪比更高(3~4倍),地面覆盖更宽(约8倍),谱段数更多(多100多个)。此外,高光谱相机的综合性能指标与未来5–10年国际上要发射的高光谱相机相当。     

全谱段光谱成像仪系统设计及实现

全谱段光谱成像仪是"高分五号"卫星上的一个重要的对地观测有效载荷,具有谱段多、空间分辨率高、辐射定标精度高的特点。载荷设计寿命8年,以60km幅宽、推扫成像方式,获取地球表面0.45~12.5μm谱段范围的辐射数据。可见近红外短波谱段(B1-B6)星下点空间分辨率20m,绝对辐射定标精度5%;中长波红外谱段(B7-B12)星下点空间分辨率40m,绝对辐射定标精度1K(300K时)。该载荷集成度高、技术指标先进,使中国多光谱光学遥感器在谱段数量、空间分辨率、辐射分辨率和辐射定标精度上都有了大幅提升。文章对载荷的方案、技术特点和先进性等进行了介绍,并对后续的应用方向进行了展望。     

珠江三角洲高分四号卫星影像

图为高分四号卫星获取的珠江三角洲区域的影像,为多光谱(50m)影像图,接收日期为2016年1月25日。珠江三角洲是由珠江水系携带来的泥沙以基岩岛屿为沉积核心逐渐淤积扩展而成,位于广东省境内。图中三角洲呈倒置三角形,位于平原之上,周边地形起伏较大,粤港澳都市圈被丘陵、山地和岛屿环绕。     

“太空千里眼”——“高分一号”卫星传回首批图像

2013年6月6日中国国家国防科技工业局发布了"高分一号"卫星获取的首批影像图,图片影像清晰,层次分明,信息丰富。专家表示该卫星达到了设计要求,后续将为国土、环境、农业等领域提供精准服务。作为中国首颗设计、考核寿命要求大于5年的低轨遥感卫星,"高分一号"卫星配置了2台分辨率为2m全色/8m多光谱的高分辨率相机和4台分辨率为16m的多光谱宽幅相机,6台相机全部由北京空间机电     

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。     

印度太空研究组织(ISRO)设计GEO成像卫星

据报道,印度太空研究组织(ISRO)正在设计一颗地球同步轨道(GEO)成像卫星(Gisat)。该卫星将携带一个具有多光谱(可见光谱、近红外光谱、热光谱)、多分辨率(50m到1.5km)成像设备的GEO成像仪,定位于36 000km地球同步轨道位置。     

巴基斯坦遥感卫星一号

正2018年7月9日,巴基斯坦遥感卫星一号(PRSS-1卫星)在酒泉卫星发射中心成功发射,并进入预定轨道。PRSS-1卫星充分继承CAST2000小卫星公用平台成熟技术和产品,采用三轴稳定对地定向的姿态工作方式,整星可最大侧摆±52°/俯仰±40°以扩大可视范围。卫星总质量1187kg,在轨工作寿命7年。PRSS-1卫星采用了高度为643km的太阳同步冻结轨道,配置了两台全色/多光谱相机,1地面像元分辨率优于1m(全色)/3m(多光谱),幅宽不小于60km;可按照指令在指定地区上空成像,图像数据经压缩后可通过实传、边记边放或"境外记录+境内回放"下传到地面站。     

大气色散对航空双谱段高分辨率斜视成像影响

航空双谱段高分辨率斜视成像载荷作为重要的成像手段,具有焦距长、分辨率高等特点,由于大气层上疏下密的分层特性,光线在大气中斜视传播时,导致光谱展宽并产生色散和畸变,严重影响系统成像分辨率和目标定位精度。文章分析了斜视成像的几何特性;利用MODTRAN软件仿真分析了斜视成像时大气透过特性和光谱散射特性;通过光线追踪法定量分析了大气色散对可见光和中波红外谱段的光线弯曲和光谱色散的影响,并提出了基于多光谱ZnS楔形窗口补偿方法。结果表明,远距离斜视成像可见光近红外0.50～0.95μm透过率高,散射小;中波3.70～4.80μm散射和路径辐射效应较小,光线斜视传播时,光线弯曲角度基本一致;大气色散对可见光谱段影响较大,航高20km斜视120km时,成像分辨率由0.375m退化至4.2m,大气色散对中波红外谱段影响较小;色散补偿后,可见光谱段色散角度下降为原来的1/2,中波红外谱段不受影响,在提升可见光成像品质的同时,保持中波红外谱段色散特性不变。     

大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪设计与实现

GF-5卫星的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪是中国目前光谱分辨率最高的红外超光谱探测载荷,它基于时间调制傅里叶变换光谱探测技术,通过太阳掩星观测方式在750~4 160cm–1(2.4~13.3μm)光谱范围内,实现光谱分辨率0.03cm–1的大气透射光谱探测。该载荷的两大技术特点和难点是高光谱分辨率和自主精密太阳跟踪,采用大光程差摆臂角镜傅里叶变换光谱仪实现了红外宽谱段、高分辨率光谱探测,研制了图像反馈太阳跟踪装置实现在轨自主精密太阳跟踪。文章回顾了该载荷的系统设计、关键技术及实现情况,给出了地面测试与试验结果,可为同类载荷研制提供参考。     

黄河入海口

由高分一号卫星获取的黄河入海口地区多光谱中分辨率宽幅图像(局部)。·成像日期:2013年5月21日·分辨率:16m·幅宽:800km·多光谱彩色合成图像覆盖面积大,一幅图像即覆盖了黄河入海口所有区域,图像层次丰富,纹理清楚,清晰地显示了黄河河道分布、变迁及现状;海水色彩深浅程度反映了入海泥沙的浓度及分布,由陆向海泥沙含量及分布范围逐渐减少。     

“高分二号”卫星多光谱与全色影像配准策略

"高分二号"(GF-2)卫星能够提供空间分辨率优于1m的全色影像和优于4m的多光谱影像,可以作为高精度土地基础数据采集的影像数据源之一。针对多光谱与全色影像配准精度对后续数据处理和应用影响较大的问题,文章分别采用原始多光谱与全色影像的自动配准和纠正后配准两种方法,对比不同策略的配准精度,结合土地资源遥感调查监测的相关技术规程,形成GF-2卫星多光谱与全色影像配准策略。对10景山区和平原区完整景GF-2卫星影像进行了试验,结果表明,原始多光谱与全色影像自动配准方法不仅能保证配准精度,而且能缩短影像预处理完成时间,是规模化数据应用中较好的配准策略。     

欧洲极轨平台上的中分辨率成像光谱仪

本文描述了中分辨率成像光谱仪(MERIS)的设计。该仪器已被选为计划于1997年发射的欧洲极轨平台上的一个核心仪器。其光谱覆盖范围为400nm到1050nm,覆盖区宽度为1500km,光谱分辨率为1.5nm,空间分辨率为260m。此仪器主要用于海洋、陆地和大气方面的研究。     

星载高光谱成像仪数据地面预处理系统设计

环境与灾害监测预报小卫星星座A星(简称环境-1A卫星,HJ-1A)上搭载的高光谱成像仪(HSI)是我国第一个对地成像的干涉成像光谱仪,具有多谱段、高光谱分辨率的优点.针对高光谱成像仪的特点,设计了星载高光谱成像仪数据地面预处理系统.该系统由产品生产、质量检测和定标处理单元组成,集成了高光谱成像仪数据完整性处理、背景处理...     

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。     

基于传感器几何特性和图像特征的影像配准方法

“天绘一号”卫星是我国第一代传输型立体测绘卫星,搭载有三线阵CCD相机、多光谱相机和2m分辨率全色相机。多光谱相机波段间影像的配准是保证多光谱影像质量和有效应用的前提,在现有配准方法的基础上,文章提出了基于传感器几何特性和图像特征的配准方法来改善影像配准效果。这种方法首先基于相机几何特性对待配准图像进行调整,然后对图像进行局部多点取图,采用尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transform,SIFT）法提取图像特征并进行初步匹配,利用匹配点领域灰度相关性来进行精匹配和误匹配点的剔除,最后获得图像位移差,进而完成图像配准。实验结果表明,这种方法能够提高多光谱波段间影像的配准成功率,准确率达到95％以上,大幅改善了匹配精度。     

风云三号B星气象卫星发射成功

2010年11月5日,风云三号B星由长征四号丙运载火箭成功发射。这是我国新一代极轨气象卫星,星上装有可见光红外扫描辐射计、红外分光计、中分辨率光谱成像仪、微波辐射计等11个遥感探测仪器,可实现全球、全天候、多光谱、三维、定量探测,可获取地表、大气、海洋及空环境等参数,为实现我国中长期数值天气预报服务。