PROBA-V卫星英文全称Project for On-Board Autonomy – Vegetation，中文意为星上自主项目-植被监测。该任务作为一种技术尝试，由ESA和CNES牵头完成。主要尝试由SPOT-4和SPOT-5卫星继承下来的大型植被观测载荷，采取小型化技术后应用于小卫星上的可行性。

在2008年左右，小卫星技术已经达成了成熟可用的技术平台，可用于地球遥感。此外，探测器技术、光学加工和计量技术也已经成熟可靠。ESA的技术基础已经允许其设计一型紧凑的多光谱官学载荷。

该任务的C/D任务阶段开始于2010年，系统的鉴定级评审于2011年春季完成，最后的出场评审于2012年12月完成。http://s6/mw690/001f9Fwfzy7nKuJFjUhb5&690

图1：PROBA-V卫星在轨飞行想象图

VGT载荷（包括VGT1和VGT2），每种载荷设备的重量都在140kg左右，确实是很大的重量，它们能为用户社区几乎每天更新一遍全球主要大陆地表植被情况，其空间分辨率为1.15km，扫描幅宽为2200km，安装在SPOT-4卫星上的VGT-1载荷和SPOT-5卫星上的VGT-2载荷在原理上非常相似，都工作在可见光/近红外谱段和短波红外谱段。

植被观测载荷由法国、比利时、意大利、瑞典和欧洲委员会共同投资开发，出资机构包括CNES（法国宇航局）、BelSPO（联邦公共技术服务科学政策）、SNBS（瑞典国家空间部）和VITO(比利时弗莱芒技术研究所)。根据计划为用户提供服务数据（数据处理、归档和分发）

卫星情况：

由瑞典奎奈蒂克空间领导的一个工业团队，并在多个欧洲分承包商和供应商支持下负责开发该项目中的卫星飞行平台和植被监测载荷及地面处理分系统。

该任务卫星平台继承了PROBA-1和 PROBA-2卫星的设计，包括卫星结构，星上电子学系统，姿轨控系统等等。PROBA-V卫星总重量138kg，卫星主尺度为80 cm×80 cm×100 cm。采用三轴稳定控制模式，正常任务设计寿命为2.5年。

卫星的星上资源管理围绕着ADPMS（先进数据及能源管理系统）进行。该系统在PROBA-2卫星上进行了飞行验证。ADPMS的数据处理部分分区使用了集成化PCI模块。拥有一个容量16Gbit的冷备份大容量存储器，新开发的存储器基于NAND闪存技术。http://s2/mw690/001f9Fwfzy7nKuKLJSh81&690

图2：ADPMS系统结构框图

表1：PROBA-V卫星分系统参数表

姿轨控系统可以提供三轴姿态控制，包括高精度姿态指向控制，以及在不同姿态控制模式下的转换，姿轨控计算机在PROBA-2卫星研制的基础上进行了扩展，增加了一系列星上自主控制及载荷管理所需的算法。这些算法如下：

Ø        增加了一套海陆掩码地图程序用于帮助卫星提前预知星下点为海洋还是陆地，有效帮助减少无效数据量；

Ø        优化了卫星在“日光浴”模式下的姿态指向，在最大限度获取太阳能的情况下避免太阳进入星敏感器视场；

Ø        成像过程中无过零转速的动量阻尼；

Ø        估算整星剩磁磁矩，减少指向偏差；

Ø        自主控制星敏感器回避指向地球/太阳，防止星敏感器致盲；

Ø        惯性模式下固定扫描速率，用于载荷对月成像校准。

PROBA-V卫星的姿轨控硬件包含一套高精度双头星敏感器，一套动量轮，磁力矩器、磁强计和GPS接收机。

主要的姿轨控模式包括：安全模式、测地模式、日光浴模式和惯性模式。

PROBA-V卫星姿控精度指标如下表所示：

表2：PROBA-V卫星姿控精度指标表

卫星电源系统：太阳电池阵采用三节砷化镓电池片，光电转换效率28%。供应母线电压可达31.5V，每一串电池包含18片光电池。每块太阳电池阵包含25串电池片。在卫星寿命末期，太阳电池阵所能提供的最大功率为144W，PROBA-V卫星能量预算中可用于卫星工作的最大功耗为140W，这需要考虑到卫星所经历的最差工况，同时最差工况条件下需要考虑蓄电池补偿放电1.66Ah，蓄电池采用锂离子电池，每一串锂离子蓄电池可提供1.5Ah容量，蓄电池总容量为12Ah。

无线通信系统：S波段链路用于测控通信，该波段允许使用低增益全向天线，下行码速率64kbit/s，另外下行链路还可以设置成高码速率模式（约2Mbit/s），常规图像可以采用低码速率329kbit/s进行下传。CCSDS协议可用于测控链路。

X波段数传码速率可达35Mbit/s，星上存储容量可达88Gbit，比利时Redu站作为测控通信站使用，X波段使用两路冷备份高码速率X 波段发射机。这两路X波段发射机，其中一路采用的是砷化镓功率放大器，另外一路则采用新的氮化镓功率放大器技术。

卫星发射情况：

PROBA-V卫星于2013年5月7日，由VEGA运载火箭从法属圭亚那的库鲁发射场发射升空。

PROBA-V卫星飞行于太阳同步轨道，轨道高度820km，轨道倾角98.8º，降交点地方时为10:30。PROBA-V卫星不具备维持轨道能力。

载荷情况：

VGT-P（植被观测载荷）

PROBA-V卫星的植被观测载荷是一款多光谱推扫型光谱仪，具有4个谱段的信息采集能力，并具有超大的幅宽（2285km）可以确保每天将纬度在35º以上的区域实现全覆盖。该载荷包括3台完全相同的光谱成像仪，每一台都拥有一套十分紧凑的TMA（三镜去像散透镜）光学系统，每一台TMA光学系统的视场角为34º，包含4个谱段，其中3个谱段为可见光敏感器，一个为短波红外敏感器，三台光谱成像仪的合成总视场角为103º。

VGT-P载荷被严格地定义只用于观测陆地区域，和专门的校准区域，在卫星上有一个专门识别陆海区域的算法，那些全部是海洋区域的像元信息会被自动屏蔽掉，以便尽可能减少下传数据量。

OIP（比利时光学载荷及产品）公司是该载荷的主承包商，负责设计和研发VGT-P载荷，AMOS（比利时）公司则负责制造和装配望远镜系统，

图3：VGT-P载荷光学系统

EPT（能量粒子望远镜）

EPT载荷由QinetiQ空间和比利时空间辐射中心联合研制，其目标是收集更多的近地轨道辐射情况信息。EPT载荷将用于测量高能粒子流，获得较高精度的能量、入射角粒子质量信息。它通过带电粒子沉积进入12个敏感单元进行测量，可以探测0.2-10 MeV能级的电子，4-300 MeV的质子，16-1000 MeV的氦核等带电粒子，确定其能谱和角域分布。

EPT载荷外形尺寸205 mm×205 mm×190 mm，重量6kg，包含电子学部件，功耗小于6W，探测孔径35mm，视场角50º。

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图4：EPT载荷照片

ADS-B（自主依靠监视系统—广播）

ADS-B是一种航空器交通管制技术，可用于管理空中交通。它是新一代空中交通管制系统，该载荷的目标是在星上接收航空器发出的ADS-B信号，监视航空器的实时分布情况。

SATRAM（空间应用的Timepix基辐射监视器）

SATRAM载荷是由CSRC（捷克空间研究中心）和捷克技术大学联合研制的载荷，这是一款辐射监视器系统，基于Timepix系列探测器研制，这种探测器可以探测所有的带电粒子包括最小化带电粒子和重离子，可以沉积高于5 keV能量在像元尺寸内，效率高达100%，基于PROBA-V卫星的实验结果，可以开展全面的空间辐射监视服务。

HERMOD（高密度空间状态连接器验证载荷）

HERMOD设备由挪威T&G Elektro和西班牙DAS Photonics公司联合研制。该载荷目标是测试和证实一种新型光纤和连接器可以有效用于空间环境下，光纤可以提供的信息传输能力比传统金属导线强出许多倍，可以适应未来的空间任务需求，可以提高传输带宽、降低设备质量，降低对温度、辐射及电磁场的敏感度。