ICESat2学习笔记3 ： ICESat2 ATLAS数据介绍

ICESat2首次将单光子探测技术引入地球高程探测，极大地提高地形探测的数据获取率。由于采用光子计数体制，激光器的单脉冲能量仅为40~120μJ，在同样系统功耗下，载荷设计了6个波束，激光重复频率高达10kHZ，足印间距仅为0.7m，故可实现星下6个条带的连续探测。ATLAS的6个波束中，3个波束能量较强，其他3个波束较弱，两者能量比约为4:1，如此设计可适应不同反射率目标的测量，减少由单次回波光子数过多导致的地表反射率反演失真。

卫星设计轨道高度496km，轨道倾角94°，重轨周期91天。ICESat-2能够指向参考地面轨道精度小于30m，这一精度足以将每次重复运行的观测数据分离。地表坡度越大，dh/dt的误差也越大，ICESat-2的径向轨道精度为2cm，保证了dh/dt的精确测量。ICESat-2激光点在地上的定位误差小于4.5m，可以最大的降低测量高程中的地表坡度影响。ICESat-2的参考轨道间距控制在800m以内，使得指向精度优于0.1°。

高达10kHz的重复频率使得沿轨方向脚点间距70cm，脚点直径10m；光子计数能够有效的去除太阳的背景噪声；ATLAS发射的6束532nm激光脉冲分为强弱两个等级。为了增加系统的动态量程，弱光束与强光束具有不等的能量分布，由此能够产生比ICESat单波束脉冲更为详尽的地形变化信息，解决沿轨方向地表倾斜问题；为了使性能最优，使激光器脉冲能量从250-900mJ可调，以降低在全任务周期内系统的负荷；多波束探测大大提高测量工作效率，有效缩短完成整个测绘任务的时间；此外强-强和弱-弱激光束垂轨方向间隔3km，强-弱光束间隔90m，三组双光束配对扫描将产生密集的交叉测量，提高测量地形坡度和高程变化的能力。

ICESat-2的卫星数据将以常规的HDF5的数据结构格式提供给公众，共分为0、1、2和3共4级产品。表2为ICESat-2的产品的初步设计。

林业应用

尽管有一个单独的十年调查任务DESDynI专门用于生物测量，而ICESat-2独特的穿透能力仍然为森林和植被的冠层结构和生物量估计做出了巨大贡献。卫星平台上的激光器将激光束照射在植被上方，通过相互作用激光返回并被接收器所接收，通过回波波形分析能够获得树冠顶部（包括树冠）和地表的情况，如图3所示。此外通过植被的反射率和地面的反射率并结合其他数据还可反演出森林的郁闭度。为林业估计森林覆盖度及森林蓄积量，制定森林保护政策等提供科学依据。

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