总结近年来我国主、被动遥感卫星发射的情况

       近年来我国的空间科学技术发展迅速,推动我国航天遥感事业蓬勃发展,体现在我国自主研发的各系列卫星成功发射上天,包括我国与巴西合作研发的资源系列卫星;观测气象的风云系列卫星;进行环境、矿产、海洋资源、土地利用观测的环境、海洋、高分系列卫星;用于测绘与制图领域的天绘系列卫星等等……其中既包含搭载以太阳能为主要辐射的框幅式、扫描式被动遥感器,也有搭载RADAR、LIDAR等发射能量的主动传感器。

       搭载被动遥感器的卫星系列率先发展,首先是资源系列卫星,上世纪九十年代开始我国与巴西合作研制了资源一号01星,这也是我国对地观测遥感卫星的重要转折点,自此我国资源系列卫星逐步发展,逐步走向自主研发。资源系列卫星,对标美国的LANDSAT系列以及欧空局的SPOT系列,我国的资源系列卫星搭载了有面阵CCD、线阵CCD等多光谱相机,波段涵盖可见光与近红外,空间分辨率也从20m发展到最新的2.5m。

资源卫星

ZY一号01星

ZY一号02星

ZY一号02B星

ZY一号02C星

发射时间

1999

2003

2007

2011

辐射量化

8bit

8bit

8bit

轨道高度

778km

-

780km

重访周期

26天

-

3-5天

传感器

CCD相机

红外多光谱扫描仪(IRMSS)

宽视场成像仪(WFI)

CCD相机

高分辨率相机

宽视场成像仪

多光谱及全色相机

2 高分辨率相机

波段

CCD R/B/G/NIR/PAN

IRMSS 2 SWIR/LWIR/PAN

WFI R/NIR

CCD R/B/G/NIR/PAN

HR PAN

WFI R/NIR

P/MS R/G/B/PAN

HR PAN

幅宽

CCD 113km

IRMSS 119.5km

WFI 890km

CCD 113km

HR 54km

WFI 890km

P/MS 60km

HR 54km

空间

分辨率

CCD 20m

IRMSS 78m/156m

WFI 258m

CCD 20m

HR 2.36m

WFI 258m

PAN 5m

MS 10m

HR 2.36m

资源卫星

ZY三号

ZY一号04星

ZY一号02D星

ZY三号02/03星

发射时间

2012

2014

2019

2016年/2020年

辐射量化

-

-

-

-

轨道高度

506km

-

-

-

重访周期

5天

3天

3天

5天

传感器

正视全色相机

前、后视全色相机

正视多光谱相机

P/MS相机

多光谱相机

红外多光谱相机

宽视场成像仪

可见光/近红外

高光谱相机

正视全色相机

前、后视全色相机

正视多光谱相机

波段

正视 PAN

前、后视 PAN

多光谱 R/G/B/NIR

P/MS G/R/NIR/PAN

MS R/G/B/NIR

红外多光谱 NIR/SWIR/LWIR/PAN

宽视场成像仪

R/G/B/NIR

可见光/近红外 R/G/NIR/SWIR/PAN(9)

高光谱 (166)

正视 PAN

前、后视 PAN

多光谱 R/G/B/NIR

幅宽

正视 50km

前、后视 52km

多光谱 52km

P/MS 60km

MS 120km

红外多光谱 120km

宽视场成像866km

可见光/近红外 115km

高光谱 60km

正视 50km

前、后视 52km

多光谱 52km

空间

分辨率

正视 2.1m

前、后视 3.5m

多光谱 5.8m

P/MS 5m/10m

MS 20m

红外多光谱 40m/80m

宽视场成像73m

PAN 2.5m

MS 10m

高光谱 30m

正视 2.1m

前、后视 2.5m

多光谱 5.8m

        而其他系列卫星都在发展过程中从被动式遥感器中增加了主动式的传感器,例如激光测高计、合成孔径雷达等。其中在资源探测方面,上述资源系列卫星主要对标NASA的LANDSAT,主要是对陆地资源进行观测,随着海洋战略地位的提升,我国海洋系列卫星逐步发展,对海底地形、海洋矿藏等进行监测,而由于海洋独有的发射特性与地物光谱,主动式传感器广泛应用于该系列卫星,例如雷达高度计、微波散射计、校正辐射计等。

海洋卫星

HY 1A/1B

HY 2/2B

HY 2C/2D

HY 1C/1D

发射时间

2002年/2007年

2011年/2018年

2020

2018年/2020年

轨道高度

798km

971km

-

782km

重访周期

3天/7天

14天/168天

10天/400天

0.5天/1天/3天

传感器

水色扫描仪(COCTS)

CCD相机

雷达高度计

微波散射计

扫描微波辐射计

校正辐射计

雷达高度计

微波散射计

校正辐射计

水色扫描仪

海岸带成像仪

紫外成像仪

星上定标光谱仪

波段

水色扫描仪

B--LWIR(共10)

CCD R/G/B/NIR

-

-

水色扫描仪

B--LWIR(共10)

海岸带成像仪 R/G/B/NIR

紫外成像仪(2)

空间

分辨率

COCTs 1100m

CCD 250m

雷达高度计 2km

微波散射计 25km

扫描微波辐射计 20-150km

雷达高度计 2km

微波散射计 25km

水色扫描仪 1100m

海岸带成像仪 50m

紫外成像仪 550m

        对于环境与灾害监测的对地观测,我国发射了环境系列卫星,共包含2颗光学卫星与1颗雷达卫星,由于加入了微波作为观测数据,因此具备了对云雾的穿透能力,可以实现全天候的观测能力,尤其是对四川等常年云雾遮盖地区的灾害观测,雷达卫星可以发挥更大的作用。 

环境卫星

HJ-1A

HJ-1B

HJ-1C

发射时间

2008

2008

2012

重访周期

4天

4天

4天

传感器

2 CCD相机

高光谱成像仪

2 CCD相机

红外多光谱相机

S频段合成孔径雷达

波段

CCD R/G/B/NIR

高光谱 110-128个波段

CCD R/G/B/NIR

红外多光谱 3NIR+1LWIR

S波段

幅宽

单 CCD 360km

双 CCD 700km

高光谱 50km

单 CCD 360km

双 CCD 700km

多光谱 720km

条带式 40km

扫描式 100km

空间

分辨率

CCD 30m

高光谱 100m

CCD 30m

近红外 150m

热红外 300m

单视模式 5m

距离向四视 20m

        气象观测同样是遥感卫星的重要应用领域之一,尤其我国拥有着辽阔的疆域,不同经纬度地区气象条件差异较大。且洪涝、台风等气象灾害频发造成人员与经济损失严重,例如今年河南、山西等地长时间强降雨引发的洪涝灾害。对此,我国发射的风云系列卫星形成专门的空间天气监测卫星。 

风云卫星

FY-1

FY-2

FY-3

FY-4

发射时间

FY-1A 1988

FY-1B 1990

FY-1C 1999

FY-1D 2002

FY-2A 1997

FY-2B 2000

FY-2C 2004

FY-2D 2006

FY-2E 2008

FY-2F 2012

FY-2G 2015

FY-2H 2018

FY-3A 2008

FY-3B 2010

FY-3C 2013

FY-3D 2017

FY-3E 2021

FY-4A 2016

FY-4B 2021

轨道类型

极地轨道

地球静止轨道

极地轨道

地球静止轨道

轨道高度

900km

36000km

836km

36000km

重访周期

10天

-

5.5天

-

传感器

多光谱相机

扫描辐射仪

扫描辐射计

空间环境监测器

微波温度计

微波湿度计

红外高光谱探测仪

微波主动散射雷达

多通道扫描成像辐射计

干涉式大气垂直探测仪

闪电成像仪

空间环境监测仪器

         不同于以上的大尺度资源系列、海洋系列等卫星,对一些细节影像数据的获取我国发展了民用高分辨率遥感卫星——高分系列卫星。该系列卫星空间分辨率从一开始的米级向亚米级精度发展,在传感器方面除了光学相机外,还采用了合成孔径雷达等主动传感器,除了对地面资源观测外,还有大气成分观测等,该系列卫星广泛应用于住房与城乡建设、林业管理、交通运输等部门。

高分卫星

GF-1

GF-2

GF-3

GF-4

发射时间

2013

2014

2016

2015

轨道高度

645km

631km

755km

36000km

重访周期

41天/4天

69天/5天

-

20s

传感器

2 高分相机(PMS)

4 宽幅相机(WFV)

2 高分相机(PMS)

C频段多极化SAR

多光谱凝视相机

波段

PMS

R/G/B/NIR/PAN

WFV R/G/B/NIR

PMS

R/G/B/NIR/PAN

C波段

R/G/B/NIR/MWIR/PAN

幅宽

PMS 60km

WFV 800km

45km

5-650km

400km

空间

分辨率

PMS 全色 2m

PMS多光谱 8m

WFV 16m

PMS 全色 0.8m

PMS 多光谱 3.2m

1-500m

可见光近红外 50m

中波红外 400m

高分卫星

GF-5

GF-6

GF-3

GF-4

发射时间

2018

2018

2016

2015

轨道高度

705km

645km

755km

36000km

重访周期

51

41

-

20s

传感器

大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)

大气主要温室气体探测仪(GMI)

大气多角度偏振探测仪(DPC)

大气环境红外甚高分辨率探测仪(AIUS)

可见短波红外高光谱相机(AHSI)

全谱段光谱成像仪(VIMS)

高分相机(PMS)

宽幅相机(WFV)

C频段多极化SAR

多光谱凝视相机

波段

EMI 紫外/R/G/B

……

PMS

R/G/B/NIR/PAN

WFV(8)

C波段

R/G/B/NIR/MWIR/PAN

幅宽

AHSI/VIMS 60km

PMS 90km

WFV 800km

5-650km

400km

空间

分辨率

EMI 48km/13km

DPC 3.5km

AHSI 30m

VIMS 20m/40m

PMS 全色 2m

PMS 多光谱 8m

WFV 16m

1-500m

可见光近红外 50m

中波红外 400m

 

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