世界主要的遥感卫星

    2009年4月5日，朝鲜在舞水端里卫星发射基地发射了“光明星2号”试验通信卫星。这一事件对朝鲜半岛乃至世界局势产生深远影响。总所周知，卫星能够准确入轨也就意味它的洲际导弹可以准确打击世界上任何一个国家，所以说，卫星技术跟一个国家的军事实力息息相关。美俄在上世纪70-80年代的军事竞赛后，卫星技术得到蓬勃发展，冷战后，卫星技术很大程度上转换为商业应用，卫星遥感影像是其主要的应用方向之一。

卫星遥感影像是现代高性能，不受地域限制的空间信息获取手段，在国民经济，社会发展中起到非常重要的作用，目前，它主要应用于精确制图，城市规划，土地利用，资源管理，环境监测和地理信息服务等各领域，美国，法国，俄罗斯，以色列，韩国，印度等各国都在积极发展卫星遥感技术。GoogleEarth中所使用的数字卫星照片也主要来源于DigitalGlobe公司提供的卫星遥感影像。

　　目前，提供商用遥感数据的卫星主要有美国DigitalGlobe公司的Quickbird和WorldView卫星，美国GeoEye公司的GeoEye、IKONOS卫星，法国的SPOT卫星等等。

　　Quickbird卫星，2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射，能提供0.61m分辨率的商业卫星，轨道高度：450km倾角：98度（太阳同步）重访周期：1.6天，是世界第一个提供亚米级分辨率的卫星，具有引领行业的意义，地理定位精度，海量星上存储。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，存档数据以很高的速度递增。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。

　　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。1986年以来，法国先后发射了SPOT-1、2、3、4、5对地观测卫星。SPOT-1、2、3采用832km高度的太阳同步轨道，轨道重复周期为26天。卫星上装有两台高分辨率可见光相机（HRV），可获取10m分辨率的全遥感图像以及20m分辨率的三谱段遥感图像。这些相机有侧视观测能力，可横向摆动27°，卫星还能进行立体观测。SPOT-4卫星遥感器增加了新的中红外谱段，可用于估测植物水分，增强对植物的分类识别能力，并有助于冰雪探测。该卫星还装载了一个植被仪，可连续监测植被情况。

　　我们的邻国日本在2005年发射了ALOS卫星，其分辨率也达到了2.5米，但与美国DigitalGlobe公司的Quickbird和WorldView卫星等还有较大差距。

　　随着近些年来传感器的不断进步，影像分辨率不断提高，这其中以去年发射的WorldView-1最为出色，它们的全色影像分辨率均已到达0.5m以下，访问周期在1-3天。重访周期缩短会增加图像成功采集的机会、提高变化监测与应用能力、使地图得到及时更新。

　　据QuickBird（快鸟）和WorldView中国总代理北京天目创新科技有限公司（BSEI）介绍，计划今年发射的WorldView-2将更好地提供全面的影像服务，除全色波段外，还包括红、绿、蓝、近红外四个标准波段，红边、海岸、黄、近红外2四个新增的增强波段，进一步提高影像的分析能力。WorldView同时具有强大的立体影像采集能力，可以提供给三维建模用户更好的服务。　

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－2（AVNIR－2），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
轨道   姿态控制精度	太阳同步轨道
	重复周期: 46天重访时间: 2 天
	高度: 691.65 km
	倾角: 98.16°
	2.0 x 10-4°（配合地面控制点）
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)
幅宽	70km (星下点成像模式)  35km (联合成像模式)
信噪比	>70
MTF	>0.2
探测器数量	28000 / 波段(70km幅宽) 14000 / 波段 (35km幅宽)
指向角	-1.5 度to +1.5度
量化长度	8 位
观测模式
模式 1	星下点、前视、后视(35km)
模式2	星下点(70km) + 后视 (35km)
模式3	星下点 (70km)
模式4	星下点 (35km) + 前视 (35km)
模式 5	星下点(35km) + 后视 (35km)
模式 6	前视 (35km) + 后视 (35km)
模式 7	星下点 (35km)
模式 8	前视 (35km)
模式 9	后视 (35km)

注：: PRISM观测区域在北纬82°至南纬82°之间。

（2）AVNIR-2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±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 基本参数

波段数	4
波长	波段 1 : 0.42 to 0.50m 波段 2 : 0.52 to 0.60m 波段 3 : 0.61 to 0.69m 波段 4 : 0.76 to 0.89m
空间分辨率	10m (星下点)
幅宽	70km (星下点)
信噪比	>200
MTF	波段1－3 : >0.25  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JERS-1卫星所携带的图4 SAR传感器性能更优越。该传感器具有高分辨率、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（Chirp Bandwidth）	28MHz	14MHz	14MHz,28MHz	14MHz
极化方式	HH or VV	HH+HV or VV+VH	HH or VV	HH+HV+VH+VV
入射角	8 to 60°	8 to 60°	18 to 43°	8 to 30°
空间分辨率	7－44m	14－88m	100m(多视)	24－89m
幅宽	40－70km	40－70km	250－350km	20－65km
量化长度	5位	5 位	5 位	3或5位
数据传输速率	240Mbps	240Mbps	120Mbps,240Mbps	240Mbps

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 d’Observation 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93.7°，平均高 度832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。

 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2—10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WorldView 。

 

“WorldView”卫星系统
    Digitalglobe的下一代商业成像卫星系统由两颗(WorldView-I和WorldView-II)卫星组成，其中WorldView-I预计2007年7月发射，WorldView-II预计2008年发射。
   WorldView-I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。

   WorldView-II卫星预计2008年发射,将运行在 770km高的太阳同步轨道上，能够提供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WorldView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。

ikonos

    IKONOS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。IKONOS卫星的成功发射不仅实现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 

    CBERS-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 – 1.75(um)  B8：2.08 – 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 

空间分辨率：256米

CBERS02(02年发射)，

CBERS-02B携带的CCD 多光谱相机可获取波段B1 (0. 45～0. 52μm)、 B2 (0. 52～0. 59 μm)、B3 (0. 63～0. 69 μm) 、B4 (0. 77～0. 89μm)、B5 (0. 51～0. 73μm) 图像数据

 ASTER

TERRA卫星于1999年12月从范登堡空军基地发射升空，与太阳同步，从北向南每天上午(AM)飞经赤道上空。所以TERRA之前也有人称之为上午星（AM-1）。其设计寿命为5年。

ASTER是美国NASA（宇航局）与日本METI（经贸及工业部）合作并有两国的科学界、工业界积极参与的项目。它是Terra卫星上的一种高级光学传感器，包括了从可见光到热红外共14个光谱通道，可以为多个相关的地球环境资源研究领域提供科学、实用的卫星数据。其主要情况介绍如下：

 Terra卫星的主要参数

轨道：太阳同步，降交点时刻：10:30 am；

卫星高度：705公里；

轨道倾角：98.2±0.15°；

重复周期：16天（绕地球233圈/16天）；

在赤道上相邻轨道之间的距离：172公里；

    

ASTER传感器

Ⅰ.ASTER传感器有3个谱段：

可见光近红外（VNIR）：

波长：3个波段向星下，及一个后视单波段（可用于立体象对观测）

 空间分辨率：15米

 辐射分辨率： NE≤0.5％

 绝对辐射精度：±4%

 立体成像后视角：27.6°

 侧视角：±24°（垂直轨道方向）

 瞬时视场：21.3μrad(天底方向)

             18.6μrad(后视方向)

 立体成像基高比：0.6

 探测器：5000象元（任意时刻实际使用为4100象元）

 扫描周期：2.2msce

 MTF： 〉0.25（横轨方向）

          〉0.25（沿轨方向）

短波红外（SWIR）

 波长：6个波段，1.60-2.43μm

空间分辨率：30米

辐射分辨率：NE≤0.5％-1.5%

绝对辐射精度：±4%

侧视角：±8.55°（垂直轨道方向）

瞬时视场：42.6μrad

探测器：2048象元/band

扫描周期：4.398msec

  MTF：〉0.25（横轨方向）

           〉0.20（沿轨方向）

热红外（TIR）

 波长：5波段，8.125∽11.65μm

 空间分辨率：90米

 辐射分辨率：NET≤0.3K

 侧视角：±8.55°（垂直轨道方向）

 瞬时视场：127.8μrad

 探测器：10象元/band

 扫描周期：2.2msec

 MTF： 〉0.25（横轨方向）

          〉0.20（沿轨方向）

 

  陆地卫星5号载了主题成像传感器（TM）卫星参数：
近极近环形太阳同步轨道
轨道高度：705公里
倾角:98.22o
运行周期：98.9分钟
24小时绕地球:15圈
穿越赤道时间:上午10点
扫描带宽度:185公里
重复周期:16天 卫星绕行:233圈

波段号 波段 频谱范围μ 分辨率m
B1 Blue-Green 0.45 – 0.52 30
B2 Green 0.52 - 0.60 30
B3 Red 0.63 - 0.69 30
B4 Near IR 0.76 - 0.90 30
B5 SWIR 1.55 – 1.75 30
B6 LWIR 10.40 – 12.5 120
B7 SWIR 2.08 - 2.35 30 

                  美国陆地卫星七号 (LANDSAT-7)
    陆地卫星7号于1999年4月15日由美国航空航天局发射，携带了增强型主题成像传感器（ETM+）
卫星参数：
近极近环形太阳同步轨道
轨道高度：705公里
倾角:98.22o
运行周期：98.9分钟
24小时绕地球:15圈
穿越赤道时间:上午10点
扫描带宽度:185公里
重复周期:16天 卫星绕行:233圈

波段号 类型 波谱范围 地面分辨率
1 Blue-Green 0.450-0.515 30m
2 Green 0.525-0.605 30m
3 Red 0.630-0.69 30m
4 Near IR 0.775-0.90 30m
5 SWIR 1.550-1.75 30m
6 LWIR 10.40-12.5 60m
7 SWIR 2.090-2.35 30m

8 Pan 0.520-0.90 15m

中分辨率成像光谱仪（MODIS）

    中分辨率成像光谱仪 （MODIS）是美国宇航局研制大型空间遥感仪器。它在36个相互配准的光谱波段、以中等分辨率水平（0.25Km～1Km）、每1～2天观测地球表面一次。获取陆地和海洋温度、初级生产率、陆地表面覆盖、云、汽溶胶、水汽和火情等目标的图像（图3－5）。

MODIS测量的基本目标可概述如下：

1) 陆地和海洋表面的温度和地面火情。

2) 海洋彩色，水中沉积物和叶绿素。

3) 全球植被测绘和变化探测。

4) 云层表征。

5) 汽溶胶的浓度和特性。

6) 大气温度和湿度的探测，雪的覆盖和表征。

7) 海洋流。

空间分辨率： 250 m （波段1～2）

               500 m（波段 3～7）；1000m　　　　　　

             （波段8～36）各波段用户和技术性能指标：（波段 1 ～ 19的单位是nm；

                波段20 ～ 36 是μm；分谱辐射率值的单位为 W/m2 μm sr）

 日本JERS-1卫星 字串4

    JERS-1日本宇宙开发事业团于1992年发射。用于国土调查、农林渔业、环境保护、灾害监测。星上传感器SAR。
卫星参数：
太阳同步轨道
赤道上空高度：568.023公里
半长轴：6946.165公里
轨道倾角：97.662o
周期：96.146分钟
轨道重复周期：44天
经过降交点的当地时间：10：30-11：00
空间分辨率：方位方向18米
距离方向18米
幅宽：75公里
RADARSAT-1
    RADARSAT卫星是加拿大于95年11月4日发射的，它具有7种模式、25种波束，不同入射角，因而具有多种分辨率、不同幅宽和多种信息特征。适用于全球环境和土地利用、自然资源监测等。
卫星参数：
太阳同步轨道（晨昏）
轨道高度：796公里
倾角：98.6o
运行周期：100.7分钟
重复周期：24天
每天轨道数：14
卫星过境的当地时间约为早6点晚6点。
重量：2750kg
工作模式 波束位置 入射角（度） 标称分辨率（米） 标称轴宽(公里)
精细模式（5个波束位置） F1- F5 37---48 10 50x50
标准模式（7个波束位置） S1- S7 20---49 30 100x100
宽模式 （3个波束位置） W1-W3 20---45 30 150x150 字串1
窄幅ScanSAR （2个波束位置） SN1 20---40 30 300x300
SN2 31---46 30 300x300
宽幅ScanSAR SW1 20---49 100 500x500
超高入射角模式（6个波束位置） H1-H6 49---59 25 75x75
超低入射角模式 L1 10---23 35 170x170