遥感卫星传感器参数概要.docx
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遥感卫星传感器参数概要
SPOT卫星
SPOT卫星是法国空间研究中心（CNES）研制的一种地球观测卫星系统。
“SPOT”系法文SystemeProbatoired’ObservationdelaTarre的缩写，意即地球观测系统。
1卫星简介
2卫星参数
12.1轨道参数
12.2观测仪器
12.3数据参数
12.4谱段参数
12.5数据应用范围
3传感器特点
4发展历程
14.1SPOT-1
14.2SPOT-4
14.3SPOT-5
1
1
1卫星简介
Spot系列卫星是法国空间研究中心，（CNES）研制的一种地球观测卫星系统，至今已发射Spot卫星1-6号，1986年已来，Spot已经接受、存档超过7百万幅全球卫星数据，提供了准确、丰富、可靠、动态的地理信息源，满足了制图、农业、林业、土地利用、水利、国防、环境、地质勘探等多个应用领域不断变化的需要。
[1]
2卫星参数
轨道参数
Spot卫星采用高度为830km，轨道倾角为98.7度的太阳同步准回归轨道,通过赤道时刻为地方时上午10：
30，回归天数（重复周期）为26d。
由于采用倾斜观测，所以实际上可以对同一地区用4～5d的时间进行观测。
观测仪器
Spot1，2，3上搭载的传感器HRV采用CCD（chargecoupleddevice）S作为探测元件来获取地面目标物体的图像。
HRV具有多光谱XS具和PA两种模式，其余全色波段具有10m的空间分辨率，多光谱具有20m的空间分辨率。
Spot4上搭载的是HRVIR传感器和一台植被仪。
pot5上搭载包括两个高分辨几何装置（HRG）和一个高分辨率立体成像装置（HRS）传感器。
[1]
数据参数
Spot的一景数据对应地面60km×60km的范围，在倾斜观测时横向最大可达91Km，各景位置根据GRS（spotgridreferencesysterm）由列号K和行号J的交点（节点）来确定。
各节点以两台HRV传感器同时观测的位置基础来确定，奇数的K对应于HRV1，偶数的K对应于HRV2。
倾斜观测时，由于景的中心和星下点的节点不一致，所以把实际的景中心归并到最近的节点上。
[1]
谱段参数
1）绿谱段（500～590nm）：
该谱段位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波长附近，同时位于水体最小衰减值的长波一边，这样就能探测水的混浊度和10～20m的水深。
2）红谱段（610—680nm）：
这一谱段与陆地卫星的MSS的第5通道相同（专题制图仪TM仍然保留了这一谱段），它可用来提供作物识别、裸露土壤和岩石表面的情况。
3）近红外谱段（790—890nm）：
能够很好的穿透大气层。
在该谱段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑。
尽管硅的光谱灵敏度可以延伸到1100urn，但设计时为了避免大气中水汽的影响，并没有把近红外谱段延伸到990nm。
同时，红和近红外谱段的综合应用对植被和生物的研究是相当有利的。
该系统的多谱段图像配准精度相当高，通常采用二向色棱镜进行光谱分离，粗制多谱段图像的配准精度误差小于0.3个象元。
[2]
数据应用范围
Spot的数据被世界上14个地点的地面站所接收，数据的应用目地和Landsat相同，以陆地上的资源环境调查和检测为主。
由于它的分辨率不高，可以用于地图的制作，通过立体观测和高程观测，可以制作1：
5万的地形图。
[1]
3传感器特点
Spot1，2，3卫星上装载的HRV是一种阵列推扫式扫描仪，其简单的结构如图4-5。
仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在CCD阵列元件上，CCD的输出端以一路时序视频信号输出。
由于使用线阵列的CCD元件作为探测器，在瞬间能同时得到垂直航线的一条影响线，不需要用摆动的扫描镜，将缝隙式摄影机那样以推扫方式获取沿轨道的连续影像条带。
Spot卫星上的HTV分成两种方式：
一种是多光谱型的HRV，每个波段的线阵列探测器组由3000个CCD元件组成，每个元件形成的象元相对地面上为20m×20m。
因此每一行CCD探测器形成的影像线，相对地面上为20km×60km（是20m×60km）。
每个像元用8bit对亮度进行编码。
另一种是全色HRV，它用6000个CCD元件组成一行，地面上总的宽度仍为60km，因此每个像元对应地面的大小为10m×10m。
编码采用相邻像元的亮度差进行，以压缩数据量。
由于相邻像元亮度差值很小，因此只需要用6bit的二进制进行编码。
[1]
4发展历程
SPOT-1
SPOT-1号卫星于1986年2月22日发射成功。
卫星采用近极地圆形太阳同步轨道。
轨道倾角93.7°，平均高度83
2公里（在北纬45°处），绕地球一周的平均时间为101.4分钟。
轨道是“定态”（phased）的，重复覆盖周期为26天。
卫星覆盖全球一次共需369条轨道。
卫星在地方时上午10时30分由北向南飞越赤道，此时轨道间距为108.6公里。
随纬度增加轨距缩小。
星上载有两台完全相同的高分辨率可见光遥感器（HRV），是采用电荷耦合器件线阵（CCD）的推帚式（push-broom）光电扫描仪，其地面分辨率全色波段为10米；多波段为20米。
当以“双垂直”方式进行近似垂直扫描时，两台仪器共同覆盖一个宽117公里的区域，并且产生一对SPOT影像。
两帧影像有3公里的重叠部分，其中线在参考轨道上。
其中每一影像覆盖面积60×60公里2。
当进行侧向（可达27°）扫描时，每一影像覆盖面积为80×80公里2。
这种交向观测可获得较高的重复覆盖率和立体像对，便于进行立体测图。
SPOT卫星标志着卫星遥感发展到一个新阶段。
[2]
SPOT-4
SPOT4于1998年3月发射，它增加了一个短波红外波段（158—1．75pm）；把原0．61一0．68um的红波段改为0．49一0．73um包含“红”的波段，并替代原全色波段，可以产生分辨率10m的黑白图像和分辨率20m的多光谱数据；增加了一个多角度遥感仪器，即宽视域植被探测仪Vegetation（VGT），用于全球和区域两个层次上，对自然植被和农作物进行连续监测，对大范围的环境变化、气象、海洋等应用研究很有意义。
VGT被设计为垂直方向的空间分辨率1．15km，扫描宽度2250km，可见光一短波红外波段0．43—1．75um共5个波段。
它们为蓝波段0．43一0．47um、绿波段0.50一0．59um、红波段0．61—0．68um，近红外波段0．79—0．89um、短波红外波段1．58一1．75um。
SPOT4中的VGT和HRVs将使同一区域有可能同时获得较大范围的粗分辨率数据和小范围的细分辨率数据。
SPOT-5
SPOT5于2002年5月4日发射，星上载有2台高分辨率几何成像装置（HRG）、1台高分辨率立体成像装置（HRS）、1台宽视域植被探测仪（VGT）等，空间分辨率最高可达2.5m，前后模式实时获得立体像对，运营性能有很大改善，在数据压缩、存储和传输等方面也均有显著提高。
除SPOT3因事故于1997年11月14日停止运行外，其他SPOT均在正常运行。
[2]
SPOT数据特征
SPOT-6
2012年9月9日–由欧洲领先的空间技术公司-Astrium-制造的对地观测卫星SPOT6由印度PSLV运载火箭搭载成功发射。
稍后，它将加入由AstriumServices分发的极高分辨率卫星Pleiades1A的轨道。
这两颗卫星将共同提供服务并最终在2014年与Pléiades1B和SPOT7一起构成完整的AstriumServices光学卫星星座。
[4]
参数：
使用Reference3D，定位精度达到10米（CE90）的自动正射影像
捆绑：
同步采集全色和多光谱影像
-1.5m全色（0.455μm–0.745μm）
-6m多光谱,4个波段：
-蓝（0.455μm–0.525μm）
-绿（0.530μm–0.590μm）
-红（0.625μm–0.695μm）
-近红外（0.760μm–0.890μm）
Pan-sharpened:
全色和4个多光谱波段的1.5米彩色融合影像
影像幅宽：
星下点60公里
格式：
JPEG2000[5]
主要任务
（1）为将来所研制的遥感设备的性能。
（2）为制图和地球资源开发建立档案库和一个世界范围内可以利用的数据库。
（3）通过重复观测以改进对植被类型的识别和产量预报试验。
（4）为了进行图像判释和绘制1/250000比例尺的平面图以及按1/100000和1/50000的比例尺进行地图更新，建立感兴趣地区的立体像对档案库。
（5）在空中检验多任务飞行平台和线阵照相机。
SPOT卫星比美国“陆地卫星”的优越之处是，SPOT卫星图像的分辨率可达10～20m，超过了“陆地卫星”系统，加之SPOT卫星可以拍摄立体像对，因而在绘制基本地形图和专题图方面将会有更广泛的应用。
为了达到这些要求，SPOT卫星在轨道设计、飞行平台和传感器等方面都有它自己的独到之处。
[2]
Landsat卫星
美国NASA的陆地卫星（Landsat）计划（1975年前称为地球资源技术卫星——ERTS），从1972年7月23日以来，已发射7颗（第6颗发射失败）。
目前Landsat1—4均相继失效，Landsat5仍在超期运行（从1984年3月1日发射至今）。
Landsat7于1999年4月15日发射升空。
1卫星参数
2传感器参数
12.1MSS传感器
12.2TM传感器
12.3ETM+传感器
1卫星参数
陆地卫星的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道，以确保北半球中纬度地区获得中等太阳高度角（25°一30°）的上午成像，而且卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点．保证遥感观测条件的基本一致，利于图像的对比。
如Landsat4、5轨道高度705km．轨道倾角98.2°，卫星由北向南运行，地球自西向东旋转，卫星每天绕地球14．5圈，每天在赤道西移2752km，每16天重复覆盖一次，穿过赤道的地方时为9点45分，覆盖地球范围N81°—S81．5°。
2传感器参数
MSS传感器
Landsat-1～3
Landsat-4～5
波长范围/μm
分辨率
MSS-4
MSS-1
0.5～0.6
78米
MSS-5
MSS-2
0.6～0.7
78米
MSS-6
MSS-3
0.7～0.8
78米
MSS-7
MSS-4
0.8～1.1
78米
TM传感器
波段
波长范围（μm）
分辨率
1
0.45～0.52
30米
2
0.52～0.60
30米
3
0.63～0.69
30米
4
0.76～0.90
30米
5
1.55～1.75
30米
6
10.40～12.50
120>米
7
2.08～2.35
30米
ETM+传感器
波段
波长范围（μm）
地面分辨率
1
0.450～0.515
30米
2
0.525～0.605
30米
3
0.630～0.690
30米
4
0.775～0.900
30米
5
1.550～1.750
30米
6
10.40～12.50
60米
7
2.090～2.350
30米
8
0.520～0.900
15米
5卫星一览表
卫星参数
LandSat1
LandSat2
LandSat3
LandSat4
LandSat5
LandSat6
LandSat7
发射时间
1972.7.23
1975.1.22
1978.3.5
1982.7.16
1984.3.1
1993.10.5
1999.4.15
卫星高度
920km
920km
920km
705km
705km
发射失败
705km
半主轴
7285.438km
7285.989km
7285.776km
7083.465km
7285.438km
7285.438km
倾角
99.125度[2]
99.125度
99.125度
98.22度
98.22度[3]
98.2度
经过赤道的时间
8:
50a.m.
9:
03a.m.
6:
31a.m.
9:
45a.m.
9:
30a.m.
10:
00a.m.
覆盖周期
18天
18天
18天
16天
16天
16天
16天
扫幅宽度
185km
185km
185km
185km
185km
185km
185×170
波段数
4
4
4
7
7
8
8
机载传感器
MSS
MSS
MSS
MSS、TM
MSS、TM
ETM+
ETM+
运行情况
1978退役
1976年失灵，1980年
修复，1982退役
1983退役
2001.6.15TM传感
器失效，退役
即将退役（仍在运行，数据时有损坏）
（2011年11月18日USGS已宣布停止获取数据）
发射失败
2005年出现故障，退役
（2003年故障！
）
中巴地球资源卫星
中巴地球资源卫星（CBERS）是我国第一代传输型地球资源卫星，包含中巴地球资源卫星01星、中巴地球资源卫星02星和中巴地球资源卫星02B星三颗卫星组成，凝聚着中巴两国航天科技人员十几年的心血，它的成功发射与运行开创了中国与巴西两国合作研制遥感卫星、应用资源卫星数据的广阔领域，结束了中巴两国长期单纯依赖国外对地观测卫星数据的历史，被誉为“南南高科技合作的典范”。
中国资源卫星应用中心负责资源卫星数据的接收、处理、归档、查询、分发和应用等业务。
1历程
2传感器
3传感器
13.1CCD相机（CCD）
13.2高分辨率（HR）
13.3成像仪（WFI）
4用途
5主要技术方案
6系列历史
16.1CBERS-1
16.2CBERS-02
16.3CBERS-02B
1历程
1986年国务院批准航天工业部《关于加速发展航天技术报告》确定了研制资源一号卫星的任务。
1988年中国和巴西两国政府联合议定书批准，在中国资源一号原方案基础上，由中、巴两国共同投资，联合研制中巴地球资源卫星（代号CBERS）。
并规定CBERS投入运行后，由两国共同使用。
1999年10月14日，中巴地球资源卫星01星（CBERS-01）成功发射，在轨运行3年10个月；
2003年10月21日，中巴地球资源卫星02星（CBERS-02）发射升空，仍在轨运行。
2004年中巴两国正式签署补充合作协议，启动资源中巴地球资源卫星02B星研制工作。
2007年9月19日，中巴地球资源卫星02B星在中国太原卫星发射中心发射，并成功入轨，2007年9月22日首次获取了对地观测图像。
此后两个多月时间里，有关单位完成了卫星平台在轨测试、有效载荷的在轨测试和状态调整及数据应用评价等工作，正式交付用户使用。
2传感器
红外多光谱扫描仪（IRMSS）
红外多光谱扫描仪（IRMSS）有1个全色波段、2个短波红外波段和1个热红外波段，扫描幅宽为119.5公里。
可见光、短波红外波段的空间分辨率为78米，热红外波段的空间分辨率为156米。
IRMSS带有内定标系统和太阳定标系统。
传感器名称
CCD相机
宽视场成像仪（WFI）
红外多光谱扫描仪（IRMSS）
传感器类型
推扫式
推扫式（分立相机）
振荡扫描式（前向和反向）
可见/近红外波段
1：
0.45～0.52微米
2：
0.52～0.59微米
3：
0.63～0.69微米
4：
0.77～0.89微米
5：
0.51～0.73微米
10：
0.63～0.69微米
11：
0.77～0.89微米
6：
0.50～0.90微米
短波红外波段
无
无
7：
1.55～1.75微米
8：
2.08～2.35微米
热红外波段
无
无
9：
10.4～12.5微米
辐射量化
8bit
8bit
8bit
扫描带宽
113公里
890公里
119.5公里
每波段象元数
5812象元
3456象元
波段6、7、8：
1536象元
波段9：
768象元
空间分辨率（星下点）
19.5米
258米
波段6、7、8：
78米
波段9：
156米
具有侧视功能？
有（-32°～+32°）
无
无
视场角
8.32°
59.6°
8.80°
3传感器
CCD相机（CCD）
CCD相机在星下点的空间分辨率为19.5米，扫描幅宽为113公里。
它在可见、近红外光谱范围内有4个波段和1个全色波段。
具有侧视功能，侧视范围为±32°。
相机带有内定标系统。
高分辨率（HR）
2.36米分辨率的HR相机
成像仪（WFI）
宽视场成像仪（WFI）有1个可见光波段、1个近红外波段，星下点的可见分辨率为258米，扫描幅宽为890公里。
由于这种传感器具有较宽的扫描能力，因此，它可以在很短的时间内获得高重复率的地面覆盖。
WFI星上定标系统包括一个漫反射窗口，可进行相对辐射定标。
4用途
资源一号卫星是我国第一代传输型地球资源卫星，星上三种遥感相机可昼夜观察地球，利用高码速率数传系统将获取的数据传输回地球地面接收站，经加工、处理成各种所需的图片，供各类用户使用。
由于其多光谱观察、对地观察范围大、数据信息收集快，特别有利于动态和快速观察地球地面信息。
由于卫星设置多光谱观察、对地观察范围大、数据信息收集快，并宏观、直观，因此，特别有利于动态和快速观察地球地面信息。
该卫星在我国国民经济的主要用途是；其图像产品可用来监测国土资源的变化，每年更新全国利用图；测量耕地面积，估计森林蓄积量，农作物长势、产量和草场载蓄量及每年变化；监测自然和人为灾害；快速查清洪涝、地震、林火和风沙等破坏情况，估计损失，提出对策；对沿海经济开发、滩涂利用、水产养殖、环境污染提供动态情报；同时勘探地下资源、圈定黄金、石油、煤炭和建材等资源区，监督资源的合理开发。
它将在我国国民经济中发挥强有力的作用。
资源一号卫星又是我国空间事业对外合作的一个窗口，它进一步推动在航天领域方面我国和国际的交流与合作。
5主要技术方案
资源一号卫星是颗三轴稳定，太阳同步轨道卫星。
卫星包括有效载荷和服务系统两部分，共由十五个分系统组成。
卫星总质量为1540千克。
星体为长方体，采用单翼太阳电池阵，本体外形尺寸为2000×1800×2250mm3。
飞行状态尺寸2000×8440×3215mm3。
星体采用分舱设计。
结构分系统有结构壁板、承力筒、星箭对接舱、大支架、太阳电池阵的基板和展开机构等组成。
服务舱有姿轨控、S波段测控、超短波测控、星上数据管理、电源和热控等六个分系统。
电源采用太阳电池加镉镍蓄电池方案。
卫星姿态控制采用高精度的对地指向三轴稳定和太阳电池阵对日定向跟踪和轨道调整方案。
它由测量、控制和执行等三类设备组成。
测控由四个独立信道（超短波和S波段）组成，具有测速、测距和测角功能，用测距音可单站定轨。
星上数据管理和测控在地面网站的配合下，完成卫星的跟踪测轨、遥控、遥测和其他管理任务。
由于卫星在地球地面站视场较小，数据管理分系统采用星上计算机来管理收发的数据，卫星在故障时能“智能化”处理。
热控以被动式温控为主，电加热主动温控为辅的方案。
有效载荷舱有CCD相机、红外扫描仪（也称红外相机）、宽视场相机、图像数据传输、空间环境监测和星上数据收集（DCS）等分系统。
CCD相机有蓝、绿、红、近红外和全色等五个光谱段，采用推扫式成像技术获取地球图像信息。
它只在白天工作，并有侧视功能（±32°）。
红外扫描仪有可见光、短波红外和热红外共四个谱段，采用双向扫描技术获取地球图像信息，它可昼夜成像。
宽视场相机具有红光和近红外谱段，由于扫描辐宽达890千米，因而五天内可对地球覆盖一遍。
三台遥感器的图像数据传输均采用X频段。
CCD相机数据传输分二个通道，红外扫描仪和宽视场相机共用第三个数据传输通道。
图像数据经编码、调制、变频和功放由天线发射出射频信号，在卫星经过地面站上空时，被地面站接收。
星上数据收集分系统利用地面设置的几百个数据收集平台（DCP）收集的水文和气象数据，通过星上转发器实时地传送到地面接收站。
卫星将用“长征四号乙”火箭在太原卫星发射中心发射。
资源卫星应用中心负责我国地面应用的总体工作。
6系列历史
CBERS-1
资源一号卫星（CBERS-1）经过方案、初样和正样等研制阶段，于1998年8月完成了全部研制工作。
随后，进行了力学和空间环境的地面模拟试验，于1999年10月14日由CZ-4B运载火箭在太原卫星发射中心顺利发射升空。
01星在轨稳定运行近五年，超出设计寿命近一倍
CBERS-02
CBERS-02星在巴西空间研究院（INPE）进行总装测试，于2003年10月21日由CZ-4B运载火箭在太原卫星发射中心发射升空，经在轨测试后于2004年2月12日正式交付使用。
它接替01星继续为中巴两国提供卫星遥感数据服务。
02星正在轨运行稳定。
CBERS-02B
CBERS-02B星于2007年6月14日在北京完成相应准备工作，进入为期二十天左右的大型试验阶段，7月29日下午在北京通过出厂审定，已于9月19日11时26分在太原卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭成功送入太空。
中国航天
卫星
科学探测与技术试验卫星
实践系列
实践一号卫星▪实践二号卫星▪实践四号卫星▪实践五号卫星
空间探测
双星计划▪探测一号卫星▪探测二号卫星
返回式卫星
返回式卫星FSW-0▪返回式卫星FSW-1▪返回式卫星FSW-2▪返回式卫星FSW-3
气象卫星
风云一号气象卫星▪风云二号气象卫星▪风云三号气象卫星
对地观测卫星
资源卫星
中巴地球资源卫星▪“资源”地球资源卫星系列
海洋卫星
海洋一号▪海洋二号
环境卫星
环境一号
遥感卫星
遥感卫星一号▪遥感卫星二号▪遥感卫星三号▪遥感卫星四号▪遥感卫星五号▪遥感卫星六号▪遥感卫星七号▪遥感卫星八号▪遥感卫星九号▪遥感卫星十号▪遥感卫星十一号
通信广播卫星
东方红
东方红一号卫星▪东方红二号卫星▪东方红三号卫星▪东方红四号卫星
鑫诺
鑫诺一号▪鑫诺二号▪鑫诺三号▪鑫诺四号▪鑫诺五号▪鑫诺六号
中星
中星5A▪中星6B▪中星8号▪中星9号▪中星10号▪中星11号
亚太
亚太2R▪亚太五号卫星▪亚太六号卫星▪亚太七号卫星
中继卫星
天链一号01星
定位卫星
北斗卫星导航系统▪北斗一号▪北斗二号
运载火箭
现役
长征一号▪长征二号▪长征三号▪长征四号
研制中
长征五号▪长征六号▪长征七号
空间探测器
月球探测
嫦娥工程▪嫦娥一号卫星▪嫦娥二号卫星▪嫦娥三号卫星▪嫦娥四号卫星
火星探测
中国火星探测计划▪萤火一号
载人航天
现役
▪神舟一
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