最具影响力的8颗国外大地测量卫星介绍

最具影响力的8颗国外大地测量卫星介绍

2022-08-03 作者: xuzhiping 浏览: 121 次

摘要: 1. 全球导航卫星系统 (GNSS) GNSS 的全称是全球导航卫星系统 (Global Navigation Satellite System - GNSS) 是一个一般术语,用于描述使用卫星信号来确定用户接收机位置的系统。它是泛指所有的卫星导航系统,包括...

1. 全球导航卫星系统 (GNSS)

GPS 人造卫星

GNSS 的全称是全球导航卫星系统 (Global Navigation Satellite System - GNSS) 是一个一般术语,用于描述使用卫星信号来确定用户接收机位置的系统。它是泛指所有的卫星导航系统,包括全球的、区域的和增强的,如美国的 GPS、俄罗斯的 Glonass、欧洲的 Galileo、中国的北斗卫星导航系统,以及相关的增强系统,如美国的 WAAS(广域增强系统)、欧洲的 EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的 MSAS(多功能运输卫星增强系统)等,还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际 GNSS 系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。当在智能手机上启用位置时,即您正在接入全球导航卫星系统。

2. 航天飞机雷达地形任务(SRTM)

SRTM 任务

SRTM (ShuttleRadarTopographyMission) 即航天飞机雷达地形测绘使命。航天地形测绘是指以人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器为工作平台,对地球表面所进行的遥感测量。以往的航天测绘由于其精度有限,一般只能制作中、小比例尺地图。SRTM 则是美国太空总署(NASA)和国防部国家测绘局(NIMA)以及德 国与意大利航天机构共同合作完成联合测量, 由美国发射的“奋进”号航天飞机上搭载 SRTM 系统完成。此次测图任务从2000年2月11日开始至22日结束,共进行了11天总计222小时23分钟的数据采集工作,获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方公里的雷达影像数据,覆盖地球80%以上的陆地表面。

SRTM 使用两个雷达天线和干涉测量法雕刻了一个30米的地球地形模型,在奋进号航天飞机上,只需要11天就可以收集到必要的数据。

3. 重力恢复与气候实验卫星(GRACE)

重力恢复与气候实验卫星

重力恢复与气候实验卫星是呈编队飞行,这两颗卫星的精确速度和相隔的距离需要经常使用微波测距设备来测量。随着重力场的变化,它们之间的距离也在变化。GPS 测量的延迟或倾角能够用来研究大气层和电离层的影响。

GRACE 任务将在为期5年的任务期间每隔12天~24天产生一个新的地球重力场模型。这一采样周期可使瞬态重力场分量与静态重力场分量分离, 从而获得高精度的重力场及其随时间变化的模型。GRACE 任务利用两个极轨道卫星以松散控制的一前一后队形编队飞行, 采集地球重力场数据。地球重力场的变化将使两颗 GRACE 卫星之间的距离改变。这种变化将利用两卫星之间的微波测量链路进行测量, 其测距精度达微米级。对这些测量数据的分析结果将使与海洋学、大气测量和极地冰川监视密切相关的地球科学大大发展。

4. 重力场和稳态海洋环流探测器 (GOCE)

GOCE 卫星

重力场和稳态海洋环流探测器(GOCE)是 ESA 的第一颗生命星球计划卫星,旨在以前所未有的细节绘制地球的重力场。该航天器的主要仪器是一个高灵敏度的重力梯度仪,由三对加速度计组成,它们沿三个正交轴测量重力梯度。

GOCE 卫星重1吨,携带一套6个先进高敏加速度计,用以三轴测量重力场的构成。收集到的数据将提供高分辨率的地球参考面与重力异常的地图。这样的地图不但能极大提高我们的地球内部结构知识,还能利用更好的参考面进行海洋与气候研究。预计可以大量应用于气候学、动力海洋学、地球物理学、大地测量及定位活动。

5. 磁层多尺度任务 (MMS)

磁层多尺度任务卫星

磁层多尺度任务包含四个相同的航天器,它们将执行对地球磁层环境的等离子物理研究,MMS 任务是由四颗相同卫星组成的探测系统,将携带相同的等离子分析仪、高能粒子探测仪、磁强计、电场仪器以及防干扰设备。该任务的目的旨在帮助科学家们更好的理解在等离子体中观测到的名为磁重联的现象。作为磁力线相交的结果,在磁层中出现的这种现象导致大量能量地释放。

以四体编队运行的 MMS 航天器将飞经磁重联现象的心脏地带,以绘制粒子与场相互作用的三维图像。此任务设想始于2003年,2008年航天器的开发工作开始,所有 MMS 航天器均由 NASA 的戈达德空间飞行中心(GSFC)基于一种客户定制总线所构建。

6. 先进陆地观测卫星 (ALOS)

ALOS

2006年,亚太地区两颗对地观测卫星的相继升空引起了内业人士的关注。1月24日发射的日本先进陆地观测卫星 ALOS (Advance Land Observing Satellite),ALOS 是目前世界上最大级别的陆地观测卫星之一,重达4吨 。

ALOS 卫星载有3台遥感器:

  • 全色立体测绘仪(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 (AVNIR一2),用于精确陆地观测;
  • 相控阵 L 频段合成孔径雷达(PALSAR),用于全天时全天候陆地观测。

为了充分发挥这3台遥感器的性能,ALOS 卫星采用了2项先进技术,高速大容量数据处理技术和卫星精确定位和姿态控制技术。

ALOS-2 卫星将用于勘测自然灾害的影响和热带雨林的变化,卫星可以实现高精度的地球观测,确保及时、准确地提供对灾害监测所需的各种信息; 卫星可以全天时、全天候执行监测任务,在夜间或恶劣气象条件下,甚至可以穿透植被观测地球表面。

7. TerraSAR & TanDEM-X

TerraSAR

TerraSAR-X 是一个先进综合孔径雷达卫星系统,其设计目的是科学研究和商业应用。它是首颗由德国宇航中心和 EADS 阿斯特里厄姆公司共同研制的卫星。TerraSAR-X 卫星基于六边形的 AstroSat-1000 星体设计。装在卫星上的太阳能电池阵列提供800瓦的能量。 X 波段(9.65吉赫兹)综合孔径雷达 (SAR) 天线,也是在卫星侧面安装,能够提供不同模式的雷达数据。可观察天底点的卫星另一侧装有一个S波段通信天线,一个3.3米(10.8英尺)长的吊杆作为综合孔径雷达数据下行链路天线,以及一个激光反射器用于精确的轨道测定。

TanDEM-X 是一种地球观测雷达任务,由两个几乎完全相同的卫星编队飞行而组成 SAR 干涉仪对,二者间隔120米-500米,由此产生的全球数字高程模型(DEM)。TanDEM-X 任务的主要目标是绘制一张质量均匀、精度空前的地球表面精确三维地图。数据采集于2015年1月完成,全球 DEM 的生产于2016年9月完成。绝对高度误差约为1m,比 10m 要求低一个数量级。

TerraSAR 和 TanDEM-X 是德国的孪生卫星。利用 X 波段雷达雕刻出无与伦比的 WorldDEM。如今,我们用其来应对灾难、地震和环境情况。

8. 火星探测器上的激光测高仪 (MOLA)

TerraSAR

MOLA 探测的主要目的就是确定火星球体的地貌,为星体地质科学和物理学研究提供更多的资料;另外一个目的是研究火星表面反射率特征、分析球体表面矿物学分布,以及反射率的季节变化。为大气循环方面研究提供必要支持,并为将来火星探测者的着陆地点选择提供测地学和地形学上的评估。

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