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1、世界主要的遥感卫星ALOS 传感器介绍一、ALOS卫星概况日本地球观测卫星计划主要包括2 个系列:大气和海洋观测系列以及陆地观测系列。先进 对地观测卫星ALOS是JERS-1与ADEOS的后继星,采用了先进的陆地观测技术,能够 获取全球高分辨率陆地观测数据,主要应用目标为测绘、区域环境观测、灾害监测、资源调 查等领域。ALOS卫星载有三个传感器:全色遥感立体测绘仪(PRISM),主要用于数字 高程测绘;先进可见光与近红外辐射计一2 (AVNIR2),用于精确陆地观测;相控阵型 L波段合成孔径雷达(PALSAR),用于全天时全天候陆地观测。ALOS卫星采用了高速大 容量数据处理技术与卫星精确定位
2、和姿态控制技术,表1为ALOS卫星的基本参数。表 1 ALOS 卫星的基本参数发射时间2006 年1月24 日运载火箭H-IIA卫星质量约 4 ,000kg产生电量约 7000W (生命末期)设计寿命3-5 年太阳同步轨道轨道重复周期: 46 天重访时间: 2 天高度: 691.65 km姿态控制精度倾角: 98.16定位精度 1m数据速率240Mbps (通过数据中继卫星) 120Mbps (直接下传)星载数据存储器固态数据记录仪(90GB)二、卫星传感器介绍(1) PRISM传感器PRISM 具有独立的三个观测相机,分别用于星下点、前视和后视观测,沿轨道方向获取立体影像,星下点空间分辨率为
3、2.5m。其数据主要用于建立高精度数字高程模型。表2为 PRISM 传感器的基本参数。表2 PRISM基本参数波段数1 (全色)波长0.52-0.77 m观测镜3 (星下点成像、前视成像、后视成像)基高比1.0 (在前视成像与后视成像之间)空间分辨率2.5m (星下点成像)70km (星下点成像模式)幅宽35km (联合成像模式)信噪比 70MTF0.2探测器数量指向角量化长度模式 1模式2模式3模式4模式 5模式 6模式 7模式 8模式 9注::14000 / 波段 (35km 幅宽)-1.5 度 to +1.5 度8位观测模式星下点、前视、后视(35km)星下点(70km) +后视(35k
4、m)星下点 (70km)星下点 (35km) + 前视 (35km)星下点(35km) +后视(35km)前视 (35km) + 后视 (35km)星下点 (35km)前视 (35km)后视 (35km)PRISM 观测区域在北纬82至南纬 82之间。2)AVNIR2 传感器新型的AVNIR-2传感器比ADEOS卫星所携带的AVNIR具有更高的空间分辨率,主要用于陆地和沿海地区观测,为区域环境监测提供土地覆盖图和土地 利用分类图。为了灾害监测的需要,AVNIR-2提高了交轨方向指向能力,侧摆指向角度为土44。,能够及时观测受灾地区。表3为AVNIR-2传感器的 基本参数。表 3 AVNIR-2
5、 基本参数波段数波段1 : 0.42 to 0.50pm波段2 : 0.52 to 0.60pm波长波段3 : 0.61 to 0.69pm波段4 : 0.76 to 0.89pm空间分辨率10m ( 星下点 )幅宽70km (星下点)信噪比200波段13 : 0.25MTF波段 4 : 0.20探测器数量7000/波段侧摆指向角- 44 to + 44 量化长度8位注:AVNIR-2观测区域在北纬88.4度至南纬88.5度之间。(3) PALSAR传感器PALSAR是一主动式微波传感器,它不受云层、天气和昼夜影响,可全天候对地观测,比 ERS-1卫星所携带的图4 SAR传感器性能更优越。该传
6、感器具有高分辨率、扫描式合成孔 径雷达、极化三种观测模式,使之能获取比普通SAR更宽的地面幅宽。表4为PALSAR 传感器的基本参数。表4 PALSAR 传感器的基本参数模式高分辨率模式 扫描式合成孔径雷达 极化(试验模式)中心频率1270 MHz(L 波段)线性调频宽度(ChirpBandwidth)28MHz14MHz14MHz,28MHz14MHz极化方式HH or VVHH+HV orVV+VHHH or VVHH+HV+VH+VV入射角8 to 608 to 6018 to 438 to 30100m空间分辨率744m1488m(多视)2489m幅宽4070km4070km25035
7、0km2065km量化长度5位5位5位3或5位数据传输速率240Mbps240Mbps120Mbps,240Mbps240Mbps注: 在侧视角度为 41.5度时,PALSAR 观测区域在北纬 87.8 度至南纬75.9 度之间。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 Systeme Probatoire dObservation dela Tarre 的缩写,意即地球观测系统。 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9 3.7,平均高 度 832 公里(在北纬45
8、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1 17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
9、覆盖面积60x60公里2。当进行侧向(可达27。)扫描时,每一 影像覆盖面积为80x80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。spot1-3 和 spot4, spot5 卫星的参数见表1, 2,图表 3 spot5 的波段和反射率SPOT5号卫星上搭载有三种成像装置,除了前几颗卫星上的高分辨率几何装置(HRG)和植 被探测器(VEGETATION)外,SPOT5更有一个高分辨率立体成像(HRS)装置。QuickBird 卫星QuickBird卫星于2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射,是目前世界
10、上唯一能提 供亚米级分辨率的商业卫星,具有最高的地理定位 精度,海量星上存储,单景影像比其它 的商业高分辨率卫星高出210倍。而且QuickBird卫星系统每年能采集七千五百万平方 公里的卫星影像数据,存 档数据每天以史无前例的速度在递增。在中国境内每天至少有2 至3个过境轨道,有存档数据约500万平方公里 。DigitalGlobe公司是全球商业化卫星公司的引导者,在中国的销售渠道统一、完整,并 将在2007下半年年发射0.5米分辨率的商用卫星WorIdView。wordview“WorldView” 卫星系统Digitalglobe的下一代商业成像卫星系统由两颗(Wor IdView-I和
11、Wor IdView-II)卫星 组成,其中WorIdView-I预计2007年7月发射,WorIdView-II预计2008年发射。WorldViewI 发 射后将成为全球分辨率最高、响应最敏捷的商业成像卫星。该卫星 将运行在高度450公里、倾角980、周期93.4min的太阳同步轨道上,平均重访周期为 1.7天,星载大容量全色成像系统每天能够拍摄多达50万平方公里的0.5米分辨率图像。 卫星还将具备现代化的地理定位精度能力和极佳的响应能力, 能够快速瞄准要拍摄的目标 和有效地进行同轨立体成像。WorldViewII 卫星预计 2008 年发射,将运行在 770km 高的太阳同步轨道上,能够
12、 提供0.5米全色图像和1.8米分辨率的多光谱图像。该卫星将使Digitalglobe公司能够为 世界各地的商业用 户提供满足其需要的高性能图像产品。星载多光谱遥感器不仅将具有4 个业内标准谱段(红、绿、蓝、近红外),还将包括四个额外(海岸、黄、红边和近红外2)。多样性的谱段将为用户提供进行精确变化检测和制图的能力,由于Wor IdView卫星 对指令的响应速度更快,因此图像的周转时间(从下达成像指令到 接收到图像所需的时间) 仅为几个小时而不是几天。ikonosIKONOS卫星于1999年9月24日发射成功,是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的 商业遥感卫星dKONOS卫星的成功发射不仅实现
13、了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星 影像,而且开拓了一个新的更快捷,更经济获得最新基础地理信息的途径,更是创立了崭新 的商业化卫星影像的标准。IKONOS可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱卫星影像,同时可将全色和多光谱影 像可融合成1米分辨率的彩色影像。至今IKONOS已采集超过2.5亿平方公里涉及每个 大洲的影像,许多影像被中央和地方政府广泛用于国家防御,军队制图,海空运输等领域。 从681千米高度的轨道上,IKONOS的重访周期为3天,并且可从卫星直接向全球12 个地面站传输数据。波段参数见如下表cbersCBERS-1 中巴资源卫星由中国与巴西于1999年10月14日合作发射,是我国
14、的第一颗 数字传输型资源卫星。CBERS-1卫星于1999年10月14日发射成功后,截止到2001 年10月14日为止,它在太空中己运行2年,围绕地球旋转10475圈,向地面发送了大 量的遥感图像数据,已存档218201景0级数据产品。CBERS-1卫星的设计寿命是2 年, 但据航天专家测定 CBERS-1 卫星在轨道上运行正常。CBERS1 的波段与分辨率,分三种传感器:红外多光谱扫描仪, CCD 相机,广角成像仪 红外多光谱扫描仪波段数:4 波谱范围:B6: 0.50 -1.10(um) B7: 1.55 一 1.75(um) B8: 2.08 一 2.35(um) B9: 10.4 - 12.5(um)覆盖宽度:119.50 公里空间分辨率:B6 -B8: 77.8米 B9: 156米CCD 相机波段数:5 波谱范围:B1: 0.45 - 0.52(um) B2: 0.52 - 0.59(um) B3: 0.63- 0.69(um) B4: 0.77 - 0.89(um) B5: 0.51 - 0.73(um) 覆盖宽度:113 公里 空间分辨率: 19.5米(天底点) 侧视能力: -32 士32广角成像仪波段数:2 波谱范围:B10: 0.63 - 0.69(um) B11: 0.77 - 0.89(um)覆盖宽度:890 公里