細數我國「高分」系列衛星,多軌道實現全球覆蓋

2018年5月9日2時28分,我國在山西太原衛星發射中心依靠長征四號丙型運載火箭成功將高分五號衛星發射入軌。此次發射的高分五號衛星是世界上第一顆大氣與陸地綜合高光譜觀測衛星。使我國實現了世界範圍內的零突破,可謂意義重大。事實上,我國的高分系列衛星全部是世界領先水平的對地綜合觀測衛星。接下來,我們來一一介紹一番。

細數我國“高分”系列衛星,多軌道實現全球覆蓋

高分五號衛星發射成功(圖片來源於新華視點)

要想了解高分衛星,我們必須先搞清楚什麼是太陽同步軌道,因為高分系列衛星除高分四號外,全部運行在太陽同步軌道。這條軌道到底有什麼特殊之處呢?

太陽同步軌道(SSO)也稱極近地太陽同步衛星軌道,由於其普遍傾角超過了80度,衛星一次回訪會途經地球兩極點,因此屬於極地軌道。由於地球圍繞著太陽進行公轉。每天相同時間內,太陽直射光照到的地球表面總會比上一天的位置有所偏移,因此,太陽同步軌道衛星採用一個約89至100度的發射傾角,也就是向接近兩極地區發射,這樣入軌後由於傾角的存在,衛星每回訪一次均會向東偏移,一天的累積偏移量為0.9856度,而一年的累積偏移量正好為360度。這樣衛星每天都位於太陽直射點的正下方垂直軌道運行,也因此得名太陽同步軌道。這條軌道上運行的衛星,可以正好在一年時間內對全球所有地表進行遙感測繪。實現自主化全球觀測,無需每天消耗燃料進行變軌。是一條十分機智方便的軌道,因此,諸如美國的"世界之眼",日本的"快鳥"等著名遙感衛星均運作於此軌道。

細數我國“高分”系列衛星,多軌道實現全球覆蓋

高分系列的首發星高分一號,正是這樣一顆太陽同步軌道衛星。高分一號於2013年4月26日發射入軌。軌道傾角98.0506度,軌道高度645千米。是一顆多光譜高分辨率寬幅成像對地觀測衛星。一顆衛星搭載兩款相機,一款為2米分辨率全色相機,可進行高分辨率精確彩色測繪,另一款為16米分辨率寬幅相機,可對800千米範圍的地面進行測繪,一幀畫面即可覆蓋64000平方千米範圍的地表,相當於北京市面積的4倍!其還具有多載荷圖像拼接融合技術,可實現地理測繪,海洋與氣象測繪等功能。

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高分一號衛星(圖片來源於航天愛好者網)

高分系列的第二顆衛星叫做高分二號,於2014年8月19日發射入軌。同樣運行在太陽同步軌道。軌道高度613千米。是一顆亞米級陸地觀測衛星,其星下點陸地觀測精度高達0.8米。搭載兩臺全色多光譜相機,其中一臺實現0.8米級的觀測精度,另一臺實現45米的幅寬。憑藉著亞米級的分辨率,高分二號達到了國際先進水平。其優秀的分辨率可以實現土地利用動態監測與礦產資源調查,交通路網規劃,林業資源調查等功能。為國土資源部、住房和城鄉建設部、交通運輸部與林業局等部門提供了優質的服務。

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高分三號於2016年8月10日發射入軌。與它的兩個前輩不同,高分三號是一款C波段合成孔徑雷達成像衛星。分辨率高達1米,填補了我國民用合成孔徑雷達成像遙感衛星的空白。所謂的合成孔徑雷達,其原理是通過目標與雷達孔徑的相對位置進行數據處理,最終合稱為圖像。高分三號雷達衛星的優點在於分辨率較高,且雷達不受天氣影響,可實現全天候對地觀測,並且可以通過繞射與衍射兩種形式對遮擋物進行透視。任何難以被觀測的隱藏目標在高分三號面前都無所遁藏!

細數我國“高分”系列衛星,多軌道實現全球覆蓋

高分三號衛星雷達成像(圖片來源於中國資源衛星應用中心)

高分四號衛星是該家族的一個特例,該衛星創新地運作在了地球靜止軌道,該軌道與上面提到的太陽同步軌道不同,是一種距地面36000千米的高軌,傾角為0度,也就是運行在赤道上空,當衛星到達36000公里的高度後,其運行的角速度將會與地球自轉速度一致,因此,在地面觀測中,這顆衛星是處於靜止狀態。這種軌道的用處是固定對一片區域的目標進行不間斷持續測繪,因此高分四號可以把中國的所有礦業資源變化,農業信息變化以及城鄉土地利用變動等信息實時地傳遞給地面站,不會存在太陽同步軌道衛星的"一年才轉回原點"這種問題。

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高分四號衛星華北地區成像效果(圖片來源於遙感集市)

今年發射的高分五號衛星則是高分家族真正的多面手。其擁有多達6種不同的傳感器!它們分別是"大氣環境紅外甚高光譜分辨率探測儀"、"全譜段光譜成像儀"、"大氣氣溶膠多角度偏振探測儀"、"大氣主要溫室氣體檢測儀"、"可見短波紅外高光譜相機"、"大氣痕量氣體差分吸收光譜儀"。如此紛繁複雜的傳感器被集成在一顆衛星上,足可見我國的衛星設計水平之高。而探測譜段涵蓋了從紫外到長波紅外的全部光學波段。是我國乃至世界上第一顆可以對大氣與地表進行全譜段探測的綜合觀測衛星!將會對我國進行氣象研究發揮至關重要的作用。

細數我國“高分”系列衛星,多軌道實現全球覆蓋

從600公里的太陽同步軌道到36000公里的地球靜止軌道,我國的高分系列衛星真正具備了全球覆蓋,精確分辨,光電綜合,實時監測,多傳感器合成的能力。高分系列衛星將會是我國對國土資源監控的最強力助手。


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