哨兵卫星系例 Sentinel-2卫星影像介绍-北京揽宇方圆 Sentinel-2卫星是全球环境与安全监视系统(GMES)中的多光谱遥感成像 卫星情况: Sentinel-2卫星使用EADS Astrium公司的AstroBus-L卫星平台,一套标准的模块ESCC(欧洲合作空间标准)可使卫星在轨工作寿命长达10年,卫星平台的设计可容忍一项故障,标准设备的选用基于最小化的2级EEE标准在绝大多数情况下可与1级标准媲美AstroBus-L平台的设计针对LEO轨道(低地球轨道),基于选择标准设计选项,AstroBus-L平台可以运行于各种LEO轨道,包括不同的轨道高度和轨道倾角,AstroBus-L平台的一个基本特征是基于故障检测隔离恢复的强鲁棒性设计分层的机构设计可以适应不同的任务需求 Sentinel-2卫星在轨想象图 卫星的姿态控制通过高数据更新率多头星敏实现对3轴的控制,星敏安装在相机结构上,以便实现更好的姿态精度和稳定性AOCS系统(姿态和轨道控制分系统)包含以下的部件: 一台双频GPS接收机(L1/L2双频编码)用于提供位置和时间信息 一台星敏感器用于精确定姿(3头星敏) 角速度管理单元用于角速度阻尼控制和偏航姿态获取 一套备份的精密IMU(惯性测量单元)用于高精度姿态确定 磁强计用于获取地球磁场信息 CESS(粗地球太阳敏感器)用于粗获地球和太阳矢量 4台动量轮和3根磁力矩器用于姿态控制 RCS(反应控制系统)采用单组元推进剂和1N推力器用于轨道维持AOCS(姿态与轨道控制分系统)的不同任务被定义为以下的模式: 姿态初始化和安全模式(角速度阻尼,地球矢量获取,偏航角建立,姿态稳定) 正常模式(常规和特殊观测姿态建立) 轨道控制模式(轨道平面内/外的轨道机动) 由于Sentinel-2卫星在设计上决定将IMU(惯性测量单元)和星敏感器安装在具有良好温控条件下的载荷平台上,因此IMU和星敏的相对姿态指向的时 变影响会被减到最小。
此外,星敏的时间关联测量噪声协方差必须纳入考虑之中 Sentinel-2卫星结构爆炸图 EPS(电源分系统)的组成包括以下部分: 太阳电池阵(由3块电池板组成的可展开,可转动的太阳翼),电池阵总面积7.1m2,使用2022块三节砷化镓太阳电池片,总功率2300W(寿命初期)、1730W(寿命末期),总质量小于40kg SADM(太阳电池阵驱动机构),用于太阳电池阵关节,使用两相步进电机,微步进技术使得在MSI成像期间,由于SADM工作带来的图像畸变最小化电机步进角1.5o,重量3.2kg PCDU(电源控制分配单元):PCDU和一套非调节28V±4V电源母线,重量小于21.6kg,在轨寿命可达12.25年 锂离子蓄电池8节串联,总容量102Ah@寿命末期,重量51kg Sentinel-2卫星电源系统配置框图 OBC(星上计算机)基于ERC32PM(处理器模块)结构,PLDHS(载荷数据处理系统)提供源码压缩功能,将1.3Gbit/s处理成450Mbit/s[采用最先进的有损压缩(小波变换)] 卫星重量1200kg,包括多光谱成像仪重量275kg,红外载荷35kg,推进剂质量80kg(无水肼)。
整星最大功耗1250W,其中多光谱成像仪功耗170W, 红外载荷功耗小于100W,整星设计寿命7.25年,推进剂足够使用12年,还包含了寿命结束的离轨燃料 射频通信系统采用X波段下传载荷数据,码速率560Mbit/s,S波段传输测控数据,64kbit/s上行,2Mbit/s下行采用授权/加密指令星上数据存储容量2.4Tbit,数据格式化单元(采用NAND-flash技术作为基线)向通信分系统提供任务数据框架 激光通信终端通过EDRS(欧洲数据中继卫星)传输数据 卫星发射情况: 2022年6月23日,Sentinel-2A卫星由Vega运载火箭从法属圭亚那库鲁发射场发射升空 2022年3月7日,Sentinel-2B卫星由Vega运载火箭从法属圭亚那库鲁发射场发射升空 卫星采用太阳同步轨道,轨道高度786km,轨道倾角98.5o,降交点地方时10:30.该时间的选择是综合考虑了云层遮盖的最小化和太阳光照条件的最优解Sentinel-2A和Sentinel-2B卫星运行于同一条轨道上,相位相差180o两颗卫星联合工作,可以在5天时间内完成对赤道附近的完全覆盖。
为了获取在长周期上的连续对地观测数据,Sentinel-2C和-2D已经在空客的净化间内建造中了,并计划于2022/2021年发射 有效载荷情况: MSI(Multispectral Imager) 多光谱成像仪是基于推扫成像方式工作的,望远镜特征为TMA(三镜面无像散)光学系统,光学入瞳直径150mm,具有非常好的成像品质和较宽的视场,等效刈幅宽度290km,望远镜结构和镜面由碳化硅制造以此获得最小化的热 MSI遥感谱段分划图 。