最具影响力的8颗开放数据的遥感卫星介绍

最具影响力的8颗开放数据的遥感卫星介绍

2022-06-27 作者: xuzhiping 浏览: 234 次

摘要: 1.陆地卫星(Landsat) Landsat 已经将地球的历史存档了40多年, 期间通过无数的应用和实践,甚至发现了加拿大陆地卫星岛屿的存在。美国 NASA 的 Landsat (陆地卫星) 计划 (1975年前称为地球资源技术卫星-ERTS),从1972...

1.陆地卫星(Landsat)

Landsat

Landsat 已经将地球的历史存档了40多年, 期间通过无数的应用和实践,甚至发现了加拿大陆地卫星岛屿的存在。美国 NASA 的 Landsat (陆地卫星) 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9颗(第6颗发射失败)。目前 Landsat1-4 均相继失效,Landsat 5 仍在超期运行(从1984年3月1日发射至今)。 Landsat 7 于1999年4月15日发射升空。

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 Landsat 4、5 轨道高度为 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 N 81°—S 81.5°。

2.哨兵(Sentinel)

哨兵

作为哥白尼计划的一部分,哨兵系列的6个任务改变了已有的地球观测计划方式。具体来说,Sentinel-2 可以看作是 Landsat 的升级版,只是它缺少热波段。

3.Terra 卫星

Terra 卫星

Terra 卫星 发射于1999年12月18日,是 EOS 计划中第一颗装载有 MODIS 传感器的卫星。Terra 卫星上共有五种装置,分别是云与地球辐射能量系统 CERES 、中分辨率成像光谱仪 MODIS、多角度成像光谱仪 MISR、先进星载热辐射与反射辐射计 ASTER 和对流层污染测量仪MOPITT。

Terra 是美国、日本和加拿大联合进行的项目。美国提供了卫星和三种仪器:CERES、MISR 和 MODIS,日本的国际贸易和工业部门提供了 ASTER 装置,加拿大的多伦多大学(机构)提供了 MOPITT 装置。在外观上,Terra 卫星的大小大概相当于一辆小型校园公汽。它装载的五种传感器能同时采集地球大气、陆地、海洋和太阳能量平衡的信息。每种传感器有它独特的性质,使 EOS 的科学工作者能研究大范围的自然科学实体。

Terra 沿地球近极地轨道航行,高度是705km,它在早上当地同一时间经过赤道,此时陆地上云层覆盖为最少,它对地表的视角的范围最大。Terra 的轨道基本上是和地球的自转方向相垂直,所以它的图像可以拼接成一幅完整的地球总图像。科学家通过这些图像逐渐理解了全球气候变化的起因和效果,他们的目标是了解地球气候和环境是如何作为一个整体作用的。

4.EnviSAT 卫星

EnviSAT

EnviSAT 卫星是欧空局的对地观测卫星系列之一,于2002年3月1日发射升空。该卫星是欧洲迄今建造的最大的环境卫星。载有10种探测设备,其中4种是 ERS-1/2 所载设备的改进型,所载最大设备是先进的合成孔径雷达(ASAR),可生成海洋、海岸、极地冰冠和陆地的高质量高分辨率图象,来研究海洋的变化。其他设备提供更高精度数据,用于研究地球大气层及大气密度。作为 ERS-1/2 合成孔径雷达卫星的延续,Envisat-1 主要用于监视环境,对地球表面和大气层进行连续的观测,供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。2012年4月8日后,该卫星与地球失去联系。

在 ENVISAT-1 卫星上载有多个传感器,分别对陆地、海洋、大气进行观测,其中最主要的就是名为 ASAR(Advanced Synthetic Aperture Radar)的合成孔径雷达传感器,中国遥感卫星地面站所接收和处理的也正是ASAR的数据。

以下是4个供研究陆地表面和海洋Envisat-1仪器:

  • 先进的合成孔径雷达(ASAR),双极化,有400km的侧视成像范围和一组视角。

  • 中等分辨率成像频谱仪(MERIS),侧视成像范围1000km(可见光和红外),用于海洋颜色监测。

  • 先进的跟踪扫描辐射计(AATSR),侧视成像范围500km(红外和可见光),供精确的海洋表面温度测量和陆地特性观察。

  • 先进的雷达高度计(RA-2),可确定风速,提供海洋循环信息。

Envisat 卫星于2002年发射升空, 每天为世界各地约4000个科研项目提供有关地球大气、陆地、海洋和冰川等方面的数据。这颗卫星的设计使用寿命仅5年,但由于它运行状况良好,欧航局先后两次延长其服役期,并一度将其"退休"时间定在2013年、新一代地球观测卫星"哨兵-1"发射后。

5.Corona 卫星

Corona 卫星

1995年克林顿签署的12951号行政令,解密了目前大家使用的锁眼卫星影像,世界上第一颗成像侦查卫星被公之于众,代号“花冠”(Corona)。在上世纪60年代,该卫星的真实功能是对东欧、苏联和中国进行侦查摄像,这在当时属于机密。美国人眼中的“花冠”是美国空军的一项探索计划,政府称之为太空探测系统。但现在,考古学家和其他利益集团体也可以随意使用这些解密图像。

Corona 捕获了几乎整个地球的图像,从1960年到1972年,Corona 拍摄的每张照片平均覆盖面积为10英里乘120英里(16公里乘193公里)。据美国国家侦察局 (NRO) 报道,克林顿总统于1995年解密了该项目收集的80多万张照片,这些照片通过美国地质调查局 (U.S. Geological Survey) 向公众公开。然而,还有另一个问题阻碍人们轻易地看到解密照片。因为 Corona 的立体全景相机在长条胶片上以极高的分辨率捕捉了大片区域,纠正照片中的空间畸变来绘制地图是非常具有挑战性的, 得到的图像 “就像一个巨大的领结”。据相关研究表明,目前还没有一款商业软件能够有效地解决这种扭曲。

考古学家对 Corona 描绘的中东图像特别感兴趣,因为这个具有重要历史意义的地区自20世纪60年代以来发生了巨大的变化。多亏了 Corona 影像集,科学家们得以重新发现已经“消失”的古代定居点; 自该项目启动以来,中东地区测绘的考古遗址数量增加了约100倍。

6.地球观测卫星-1 (EO-1)

EO-1

地球观测卫星-1(EO-1) 是美国宇航局新千年计划中发射的第一颗地球观测卫星,于1999年12月15日推出,2000年11月21日发射升空。卫星轨道高度705km,轨道倾角98.7°,降交点赤道时10:00,周期98分钟,GPS测轨,与太阳同步。通过赤道时的当地时间与 Landsat-7 相差一分钟,每16天对全球覆盖一次。 EO-1 和 Landsat-7 两颗星的图像每天至少有1-4景重叠。EO-1 上搭载了3种传感器,即高级陆地成像仪 ALI。

地球观测卫星-1 的目标是通过实验仪器推动科学和创新。例如,Hyperion 产生 220 个光谱波段能够更好地表征矿物。

7.中巴地球资源卫星(CBERS)

CBERS

中巴地球资源卫星 (CBERS,又称资源一号) 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、02星、02B星(均已退役)、02C星和04星五颗卫星组成,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,结束了中国与巴西两国长期单纯依赖国外对地观测卫星数据的历史。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。

2014年12月7日,中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空。中国和巴西联合执行五项联合任务,用来监测各自国家的农业、环境、水污染和城市规划等方方面面。

8.PROBA 卫星

PROBA 卫星

PROBA 卫星 是一颗具有 30 米高光谱数据的微型立方体卫星,PROBA 卫星利用其灵活的视角编写了世界著名的全球植被档案。PROBA 作为欧洲航天局 "通用支持技术计划(GSTP)" 的技术演示卫星,用来验证其平台适合小型科研和应用任务。小卫星独特的能力和功能使其对科学研究做出重要贡献,故而被继续用于地球观测任务。主要结构、轨道和高度控制系统、星载计算机,以及遥测技术都是由欧洲航天局开发和资助的。卫星有效载荷中的四个地球观测仪器用来测试平台指向和数据管理能力。有效载荷不是由欧洲航天局出资,而是由 PROBA 免费搭载进入太空。

2013年,由比利时牵头研发的欧洲 PROBA-V 卫星成功发射。PROBA-V 是一种小型卫星,本身加上仪器重量仅 160公斤,规格仅为60CM×60CM×80CM。它内置一个小而功能强大的摄像机,这是一种新型的植被观测设备,将观测兼容的光谱,其空间分辨率更加精确。当其进入轨道时,这种紧凑的传感器可提供地球上几乎所有植被的每日生长状况。

该卫星的主要功能是每两天绕地球飞行一周,绘制出全球陆地覆盖和植被生长的遥感图像并传回地球。这颗卫星入轨后,将为全球的科学用户组织和服务供应商提供数据服务。

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