静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况
第39卷第4期航天返回与遥感
2018年8月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING55
静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况
李果孔祥皓
（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）
摘要近年来，随着光学载荷成像技术和卫星姿态控制技术的发展，出现了在地球静止轨道实现几百至几米分辨率光学成像卫星的相关研究，此类卫星运行在地球静止轨道上，可长期驻留于固定区域上空，具有实时任务规划与响应能力，在灵活的任务编排、实时动态监测、多任务适应的工作模式等方面具有低轨卫星不可比拟的优势，能够实现“同时具有高空间分辨率和高时间分辨率”的天基光学遥感能力。文章调研了世界各国静止轨道高分辨率光学成像卫星的发展现状，进一步分析了适合静止轨道成像的新型成像技术及静止轨道高分辨率光学成像卫星载荷与平台一体化设计技术的发展趋势，并在此基础提出了中国发展静止轨道高分辨率光学成像卫星的启示和建议。
关键词地球静止轨道光学成像卫星新型成像技术
中图分类号: TP7文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2018)04-0055-09
DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2018.04.007
Overview and Development Trends of High-resolution Optical
Imaging Satellite at Geostationary Orbit
LI Guo KONG Xianghao
（Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China）
Abstract Recently, with the developments of optical imaging and satellite attitude control technologies, studies on high-resolution (from hundreds to a few meters) optical imaging satellite at geostationary orbit have caught more and more attentions. At the geostationary orbit, the advantage in long integral time can be utilized adequately to meet the demands of military and civilian users. This paper presented the development status of global new imaging technology and high-resolution optical imaging satellite at high orbit. And then, the development trends of these technologies were further discussed. In the end, based on this analysis, inspirations and suggestions were depicted on how to develop the high-resolution optical imaging satellite at high orbit in China.
Key words geostationary orbit; optical imaging satellite; new imaging technology
0引言
地球静止轨道对地观测技术非常适合于对地球进行长期的连续监视。但由于轨道高度高，成像物距是近地轨道的数十倍，早期在光学成像载荷技术能力的限制下，难以获得高空间分辨率探测图像，因此其发展多在对空间分辨率要求不高的气象卫星和导弹预警卫星领域。
21世纪初，随着大口径主镜成像技术、可展开式光学成像技术、光学合成孔径成像技术以及衍射望收稿日期：2018-06-19
高分辨率遥感卫星介绍
北京揽宇方圆信息技术有限公司 高分辨率遥感卫星有哪些 高分辨率遥感可以以米级甚至亚米级空间分辨率精细观测地球，所获取的高空间分辨率遥感影像可以清楚地表达地物目标的空间结构与表层纹理特征，分辨出地物内部更为精细的组成，地物边缘信息也更加清晰，为有效的地学解译分析提供了条件和基础。随着高分辨率遥感影像资源日益丰富，高分辨率遥感在测绘制图、城市规划、交通、水利、农业、林业、环境资源监测等领域得到了飞速发展。 北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构，而且是整合全球的遥感卫星数据资源，分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像，包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务，各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有卫星影像数据，是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构，提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务，最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。 一、卫星类型 (1)光学卫星：worldview1、worldview2、worldview3、worldview4、quickbird、geoeye、ikonos、pleiades、deimos、spot1、kompsat系例、spot2、spot3、spot4、spot5、spot6、spot7、landsat5(tm)、Sentinel-卫星、landsat(etm)、rapideye、alos、kompsat系例卫星、planet卫星、北京二号、高景一号、资源三号、高分一号、高分二号、环境卫星。 (2)雷达卫星：terrasar-x、radarsat-2、alos雷达卫星、高分三号卫星、哨兵卫星 (3)侦查卫星：美国锁眼卫星全系例(1960-1980) 二、卫星分辨率 (1)0.3米：worldview3、worldview4 (2)0.4米：worldview3、worldview2、geoeye、kompsat-3A (3)0.5米：worldview3、worldview2、geoeye、worldview1、pleiades
高分辨率卫星影像数据报价
GeoEye-1/IKONOS卫星影像数据价格表 说明： 1. 所有影像未经镶嵌处理。 2. 存档与编程： A. 存档数据：3个月前采集的Geo Ortho Kit数据 B. 编程数据：未采集的数据和3个月以内新采集的数据 3. 标准交付期： A. 存档数据：合同签订后5-10个工作日 B. 编程数据：数据接收成功后10-15个工作日 4. 起订面积： A. 存档数据：49km22 (最短边长不小于5公里) B. 编程数据：100km22 (最短边长不小于5公里)
5. 编程费用：标准编程免收编程费，如需加急编程，每个工作区收取38000 元编程费。 6. 运保费：人民币500元。 7. 含云量规定：实际含云量面积低于20%的影像为合格产品，若要求云量覆 盖在10%以内的影像每平方公里加价25%，要求云量覆盖在5%以内的影像每平方公里加价50%。 8. 目标仰角规定：标准拍摄目标仰角在60°- 90°之间。若要求拍摄目标仰 角在72°-90°之间，每平方公里需加收10%的附加费。 QuickBird/WorldView-1/WorldView-2影像数据价格表一、真彩色\彩红外\全色\4波段多光谱(MS1)： 二、4波段捆绑(Pan+MS1)\ 4波段融合数据： 三、立体像对(基础产品)：
卫星编程级别说明: 1．S级：优先级别最低的编程订单，适用于对影像获取时间要求不严格的客户，以及订单竞争不激烈的地区。优点是单价比较低，客户可以自己设定采集开始和截止时间， 或接受DG提供的采集周期；缺点是获取时间比较长.云量覆盖率不大于15% 。 2．S+级：优先级别比S级订单高，适用于急于获取合格影像的客户，以及订单竞争一般激烈的地区。优点是客户可以自己设定采集开始和截止时间，或接受DG提供的采集周期，单价相对较低，可以保证获取影像的质量。云量覆盖率不大于15% 。 3．AS级：优先级别较高，适用于急于获取合格影像的客户，以及订单竞争激烈的地区。客户必须接受DG提供的采集周期，并接受分批交付。优点是订单优先级别高，如果在DG提供的采集周期内没有完成采集，客户可以选择用DG现有的其他存档数据免费填充未完成的区域，或继续延长订单的采集周期。如果客户选择取消编程订单的未完成部分 并用免费存档数据填充未完成区域，应在原AS级订单取消后180天进行免费数据的申请；如果客户选择延长采集周期，DG会重新评估并给出新的采集周期，客户必须接受这个新的采集周期。云量覆盖率不大于15% 。 4．SS级：优先级别最高的编程订单，目标区域宽度要求小于13.5 公里，南北长度小于165 公里。DG会在未来2周的时间内，指定一个日期进行单次接收，客户可以提前48 小时确认订单，订单一旦确认，不能取消，无论云量多少均收全款。适用于灾害分析、
高分辨率卫星影像在新能源工程测量中的应用研究
高分辨率卫星影像在新能源工程测量中的应用研究 摘要：本文讨论了在新能源工程测量项目中利用0.4米WorldView高分辨率卫星立体像对作为数据源来进行地形图测量的作业方法，检测了DOM和DEM的高程精度，能够满足1：2000山地的平面和高程精度要求，为风电场测量工作提供了可靠的工程技术手段参考。 关键词：高分辨率卫星；立体像对；DEM；风电 随着国家能源产业政策的调整，风能、太阳能等新兴能源产业的投资也越来越多。与传统的火力发电厂相比，新能源测量工程项目要求获取较大面积且比例尺较大的地形图，且大多选址在无人活动的山区或丘陵地区，地物相对较少，而且风电场平面地物测量重点主要是风电场内道路、电力线、通讯线以及风机位附近的地物，对远离风机位的一般地物要求不是特别严格。采用常规的工程测量手段难以满足项目建设周期要求，而且人员劳动强度大，测量成本较高。因此，如何快速有效地提供满足规范要求的地形图产品成为项目推进的关键。 近年来高分辨率卫星的高速发展，迎来了大比例尺航天测图的新时代。例如美国GeoEye卫星影像分辨率已经达到了0.4m、WorldView-3卫星影像分辨率达到0.3m。近年发射的高分辨遥感卫星大都具有侧视成像能力，具备与航空立体像对接近的基高比，使星载遥感立体像对获取DEM（数字高程模型）成为可能。 利用高分辨率卫星影像立体像对进行立体量测得到DEM，能够大大缩短DEM 生产周期，提高生产效率。针对风电场地形图测量往往面积较大、地形较复杂的特点，非常适合利用高分辨率卫星立体像对作为数据源来进行地形图测绘。本文将结合河南某风电场测量工程讨论使用0.4米WorldView高分辨率卫星立体像对作为数据源来进行地形图测量的作业方法。 1 高分辨率遥感卫星简介 本文所使用的数据是美国WorldView-3卫星0.4米分辨率的立体像对，WorldView-3为DigitalGlobe公司的第四代高分辨率光学卫星，于2014年8月发射，最高分辨率达到0.3米，是目前市面上分辨率最高的商业光学卫星。 2 技术路线 结合武汉适普软件有限公司的VirtuoZo SAT卫星影像系统，本文总结制定了从获取数据到地形图绘制的全套作业流程，如图1所示： 3 新能源工程应用 在宁夏某风电场测图工程中利用WorldView-3卫星0.4米高分辨率立体像对内业测量地形图32.7km2。该工程位于山区，植被主要是灌木和高度为2-4m的树木。 3.1像控点测量 购买的卫星数据面积在120km2左右，需要成图的测区面积在24km2左右，本文在影像的四周和中部均匀布设15个像控点，像控点选在明显地物的几何中心且高程没有突变的地方，如道路交叉角处，利用HeCORS系统进行RTK坐标测量。 3.1像控点测量 购买的卫星数据面积在120km2左右，需要成图的测区面积在24km2左右，本文在影像的四周和中部均匀布设15个像控点，像控点选在明显地物的几何中心且高程没有突变的地
国产高分辨率卫星影像自动化高精度处理
国产高分辨率卫星影像自动化高精度处理----------卫星影像基于已有DOM/DEM自动化处理测试报告1、测试情况 1.1.数据情况 影像类型景数单景全色大小单景多光谱大小 高分一号31624Ｍ156Ｍ 天绘一号15976Ｍ137Ｍ资源1号02Ｃ7300Ｍ*2103Ｍ资源三号6 1.12Ｇ606Ｍ 1.2参考数据 参考DOM：影像分辨率为2米； 参考DEM：1：1万分幅DEM，格网间距为5米。 1.3机器性能 电脑工作站一台，其主要性能配置如下： CPU：Intel Xeon E5-269016核 RAM：128G 磁盘驱动器：Samsung SSD850
2 、作业流程 3、效率统计 3.1预处理 已有DEM和DOM预处理可在任务开展前，电脑全自动化进行预 处理，本次任务预处理1：10000分幅参考DEM2871，参考DOM40.5G，利用晚上时间（18小时）完成。 3.2自动定向纠正与融合处理 备注：以下时间全为计算机自动计算的时间，不需额外人工处理 影像类型全色影像自动定向与纠正全色与多光谱影像配准纠正与融合 高分一号4.5分钟/景（总共20景，7核 并行，90分钟完成） 1.2分钟/景（总共31景，12核并行， 37分钟完成） 天绘一号9分钟/景（总共9景，5核并 行，85分钟完成） 6分钟/景（总共15景，15核并行， 106分钟完成） 资源三号25分钟/景（总共5景，单核 处理，128分钟完成） 45分钟/景（总共5景，单核处理， 220分钟完成）
4、成果展示 4.1控制点分布情况 备注：因计算机保密要求，以下所有图片均为彩色打印再扫描得到的，色彩有些偏色。 图1高分一号全色影像基于底图匹配控制点分布情况 图2天绘全色影像基于底图匹配控制点分布情况
气象卫星.
气象卫星 1960年4月美国发射了第一颗气象卫星泰罗斯 -1(Tiros-1)。随后，前苏联也相继发射了自己的气象 卫星。从此，气象学的发展进入了一个新的时代，气象 卫星的研究和应用蓬勃发展。目前，在轨道上运行的大 多数气象卫星是由美国和俄罗斯发射的，其中很大一部 分为极地轨道卫星，简称极轨卫星。 1966年美国发射第一颗业务气象卫星艾萨(ESSA) 是极轨卫星，主要提供可见光云图。 1970年、1978年 美国又相继发射诺阿(NOAA)和泰罗斯－N系列业务气象 卫星。这些卫星都属于极轨气象卫星。极轨气象卫星的飞行高度一般在800－1500公里左右。由于卫星的飞行高度低，因此卫星照片分辨率高，图像清晰。极轨气象卫星环绕地球的南、北极附近运转，一颗星从南向北，另一颗星从北向南运行。由于地球自转，每条轨道穿越赤道的经度是各不相同的。地面接收站每天两次在固定时间里接收某一轨道的卫星云图，几条轨道的图像拼接成区域云图，成为预报员制作预报的重要参考资料。 1974年，美国成功地研制了第一颗静止业务环境监测卫星(GOES)。静止业务环境监测卫星在赤道的某一经度、约36000公里高度上，它环绕地球一周约需24小时，几乎与地球自转同步。从地球上看好像卫星是相对静止的，故又称为地球静止卫星。二十世纪70年代后期，日本和欧盟也相继发展了自己的系列静止气象卫星。 目前，日本GMS系列静止气象卫星、 俄罗斯的GOMES卫星、欧盟 METEOSAT-3 卫 星、印度的INSAT以及美国的两颗静止卫星 (GOES-E和GOES-W)共6颗卫星组成地球静 止气象卫星监测网。它们分别位于全球赤道 东经140 度、东经76 度、西经75度、东 经74度、西经75度、西经135度上空。这 些卫星位于赤道上空约36000公里高，每半 小时向地球发送一次图片。另外，还有三颗 极轨卫星(2颗美国NOAA卫星，1颗俄罗斯 METEO卫星)，这些卫星每天实时监视大气天气系统的运动和变化。 中国也先后成功地发射了6颗气象卫星（3颗风云－1和3颗风云－2）。依靠这些卫星，中国建立了自己的卫星天气预报和监测系统。风云－1是一种极地轨道气象卫星。星上装有若干个高分辨率扫描辐射计。包括4个可见频道和1个红外频道。风云－2是一种静止气象卫星。星上装有多频道扫描辐射计。包括1个可见波段、1个红外波段和1个水汽波段。载荷包括S频段传输和云图预报转发器，UFH/S频段数据采集转发器和空间环境监测设备。 气象卫星资料弥补了占地球表面积71％的海洋上、高原及沙漠上人烟稀少地区常规气象探测资料的不足。它具有视野开阔、观测范围广、观测时次多等优点。人们通过卫星，能比过去提前二三天发现台风，并能准确地测定它的位置、强度，从而确定它的移向、移速和发展变化。因此，卫星云图成为监视台风和预报台风移动路径的十分有效的工具，特别是台风定位已经离不开卫星云图。卫星资料应用还发展到农业、森林火灾、洪水灾情、环境监测等领域。
地球静止卫星轨道
地球静止卫星轨道 若卫星轨道倾角为0°，赤道平面与轨道平面重合，则卫星在赤道上空，并且卫星的轨道周期等于地球的自转周期，其旋转方向相同，这样的轨道称做地球同步卫星轨道。从地面上看，这种轨道上的卫地球赤道上某一点不动，故又称静止卫星轨道。实现地球同步轨道，必须满足以下条件： ①卫星运行方向与地球自转方向相同； ②轨道倾角为0°； ③轨道偏心率为0，即轨道是圆形的； ④轨道周期等于23小时56分04秒，即等于地球自转周期。静止卫星的高度为35860公里。 事实上，静止卫星轨道不完全是圆形，带有一点椭圆形，在一天当中轨道半径时大时小，轨道半径偏大时，卫星速度减小，其相对地
球就要向西漂移，否则要向东漂移。另外卫星的轨道倾角也不正好为0°，这时卫星作南北漂移。若卫星轨道有点椭圆形，又有一点倾角，则卫星星下点轨迹是上面两种结果的合成，使得每天星下点轨迹为“8”字形。五颗静止气象卫星 卫星在赤道上空运行，基本上有三个要求。一个要求是卫星悬在宇宙中间，即不能掉下来(落到地球上)，也不能远离地球飞向宇宙。这就要求卫星所运行的轨道，每处都恰能使卫星对地球的离心力和地球对卫星的向心力大小相等、方向相反。第二要求是卫星与地球同步。卫星的公转周期与地球自转周期相同。卫星围绕地球的转动为公转，其轨道在赤道上空35800km高的圆形(或近似圆形，因为典型的静止卫星轨道的参数是：远地点距离为35900公里，近地点距离是35885公里，所以近似为圆。)轨道上。地球自南极至北极连接一直线为轴的旋转为自转。卫星公转周期的时间和方向同地球自转的时间为23小时56分相同，方向同样是自西向东即为同步。第三要求从地球上看，卫星是静止不动的。是停留在地球上空的某一个点、不动的一个
高分辨率卫星影像卫星参数表
北京揽宇方圆信息技术有限公司 表1：商业光学高分辨率卫星参数一览表
北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构，而且是整合全球的遥感卫星数据资源，分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像，包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务，各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有卫星影像数据，是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构，提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务，最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。
优势： 1：北京揽宇方圆国内老牌卫星数据公司，经营时间久，行业口碑相传，1800个行业用户选择的实力见证。 2：北京揽宇方圆遥感数据购买专人数据查询一对一服务，数据查询网址是卫星公司网。 3：北京揽宇方圆拥有大型正版遥感处理软件，遥感数据处理工程师有10年以上遥感处理工作经验，并有国家大型项目工作经验自主卫星数据处理软件著作权，最大限度保持遥感卫星影像处理的真实度。 4：北京揽宇方圆国家高新技术企业，通过ISO900认证的国际质量管理操作体系，无论是遥感卫星品质和遥感数据处理质量，都能得到保障。 5：影像数据官方渠道：所有的卫星数据都是卫星公司授权的原始数据，全球公众数据查询网址公开查询，影像数据质量一目了然，数据反应客观公正实事求是，数据处理技术团队国标规范操作，提供的是行业优质的专业化服务。 6：签定正规合同：影像数据服务付款前，买卖双方须签订服务合同，提供合同相应的正规发票，发票国家税网可以详细查询，有增值税普通发票和增值税专用发票两种发票类型可供选择。以最有效的法律手段来保障您的权益。 7：对公帐号转款：合同约定的对公帐号，与合同主体名发票上面的帐号名称一致，是由工商行政管理部门核准的公司银行账户，所有交易记录均能查询，保障资金安全。 8：售后服务：完善的售后服务体制，全国热线，登陆官网客服服务同步。 技术能力说明 北京揽宇方圆拥有大型正版遥感处理软件，遥感数据处理工程师有10年以上遥感处理工作经验，并有国家大型项目工作经验自主卫星数据处理软件著作权，最大限度保持遥感卫星影像处理的真实度。
国外几种高分辨率遥感卫星对比
国外几种高分辨率遥感卫星对比 摘要：通过高分辨率遥感卫星应用这门课程的学习，我对高分辨率遥感卫星产生了很大的兴趣，其重要的两个影响因素就是大气辐射和波段选择。各国送上太空的高分辨率遥感卫星也是不计其数，我想搜集一下现在世界上流行的高分辨率遥感卫星对我们的学习和提升自身水平是很有帮助的。以下就是我所搜集到有关各种高分辨率遥感卫星的详细信息。 关键词：高分辨率卫星大气辐射波段选择 GeoEyeGeoEye-1 高分辨率卫星 世界上规模最大的商业卫星遥感公司美国 GeoEye，已于 2008 年 9 月 6 日成功发射了迄今技术最先进、分辨率最高的商业对地成像卫星——GeoEye-1。该卫星具有分辨率最高、测图能力极强、重访周期极短的特点，已为全球广大用户所关注。GeoEye-1 高分辨率卫星影像应用前景广阔，在实现大面积成图项目、细微地物的解译与判读等方面优势突出。 GeoEyeGeoEye-1 卫星特点 ?真正的半米卫星：全色影像分辨率 0.41 米，多光谱影像分辨率 1.65 米，定位精度 达到 3 米?大规模测图能力：每天采集近 70 万平方公里的全色影像数据或近 35 万平方公里的全色融合影像数据?重访周期短：3 天（或更短）时间内重访地球任一点进行观测 GeoEye-1 影像参数 eoEye全色和多光谱同时（全色融合）相机
模式单全色单多光谱分辨率星下点全色：0.41 m ；侧视 28°全色：0.5m；星下点多光谱：1.65 m 全色：450 nm---800 nm 蓝： 450 nm ---510 nm 波长多光谱红： 655 nm ---690 nm 近红外： 780 nm ---920 nm 立体 CE90: 4m；LE90：6m 定位精度（无控制点）定位精度（无控制点）单片 CE90：5m 幅宽成像角度重访周期星下点 15.2 km ；单景 225 k ㎡(15×15 km) 可任意角度成像 2-3 天绿： 510 nm ---580 nm 全色：近 700,000 k ㎡ / 天 (相当于青海省的面积) 单片影像日获取能力全色融合：近 350,000 k ㎡ / 天 (相当于湖南、湖北两个省的面积) GeoEyeGeoEye-1 技术参数运载火箭发射地点卫星重量星载存储器数据下传速度运行寿命 Delta II 加利福尼亚范登堡空军基地 1955 kg 1T bit X-band 下载，740 mb/sec 设计寿命 7 年，燃料充足可达 15 年储存并转送数据传输模式实时下传直接上传和实时下传轨道高度轨道速度轨道倾角/ 轨道倾角/过境时间轨道类型/ 轨道类型/轨道周期 684 km 约 7.5 km/sec 98°/10:30am 太阳同步/98min CartosatCartosat-1 号卫星又名 IRS-P5 ，是印度政府于 2005 年 5 月 5 日发射的遥感制图卫星，它搭载有两个分辨率为 2.5 米的全色传感器，连续推扫，形成同轨立体像对，数据主要用于地形图制图、高程建模、地籍制图以及资源调查等。Cartosat-1 设计寿命 5 年，目前卫星运行等各项指标正处于最好的时期，数据质量稳定可靠。 P5 卫星轨道参数 轨道轨道高度总轨道数长半轴偏心率倾角降交点时间相邻
地球静止卫星轨道
5·地球静止卫星轨道 若卫星轨道倾角为0°，赤道平面与轨道平面重合，则卫星在赤道上空，并且卫星的轨道周期等于地球的自转周期，其旋转方向相同，这样的轨道称做地球同步卫星轨道。从地面上看，这种轨道上的卫地球赤道上某一点不动，故又称静止卫星轨道。实现地球同步轨道，必须满足以下条件： ①卫星运行方向与地球自转方向相同； ②轨道倾角为0°； ③轨道偏心率为0，即轨道是圆形的； ④轨道周期等于23小时56分04秒，即等于地球自转周期。静止卫星的高度为35860 公里。 事实上，静止卫星轨道不完全是圆形，带有一点椭圆形，在一天当中轨道半径时大时小，轨道半径偏大时，卫星速度减小，其相对地球就要向西漂移，否则要向东漂移。另外卫星的轨道倾角也不正好为0°，这时卫星作南北漂移。若卫星轨道有点椭圆形，又有一点倾角，则卫星星下点轨迹是上面两种结果的合成，使得每天星下点轨迹为“8” 字形。 五颗静止气象卫星 卫星在赤道上空运行，基本上有三个要求。一个要求是卫星悬在宇宙中间，即不能掉下来(落到地球上)，也不能远离地球飞向宇宙。这就要求卫星所运行的轨道，每处都恰能使卫星对地球的离心力和地球对卫星的向心力大小相等、方向相反。第二要求是卫星与地球同步。卫星的公转周期与地球自转周期相同。卫星围绕地球的转动为公转，其轨道在赤道上空35800km高的圆形(或近似圆形，因为典型的静止卫星轨道的参数是：远地点距离为35900公里，近地点距离是35885公里，所以近似为圆。)轨道上。地球自南极至北极连接一直线为轴的旋转为自转。卫星公转周期的时间和方向同地球自转的时间为23小时56分相同，方向同样是自西向东即为同步。第三要求从地球上看，卫星是静止不动的。是停留在地球上空的某一个点、不动的一个点。要满足这三条只要卫星运行的轨道与赤道面重合时，从地球上看卫星是静止不动的称为静止卫星，称这样运行的轨道为静止轨道。
全色卫星影像 多光谱卫星影像 高光谱卫星影像
北京揽宇方圆信息技术有限公司 全色卫星影像多光谱卫星影像高光谱卫星影像 随着光谱分辨率的不断提高，光学遥感的发展过程可分为：全色（Panchromatic）→彩色（Color Photography）→多光谱（Multispectral）→高光谱（hyspectral）。 注： 全色波段（Panchromatic band），因为是单波段，在图上显示是灰度图片。全色遥感影像一般空间分辨率高，但无法显示地物色彩。实际操作中，我们经常将之与波段影象融合处理，得到既有全色影象的高分辨率，又有多波段影象的彩色信息的影象。 全色波段，一般指使用0.5微米到0.75微米左右的单波段，即从绿色往后的可见光波段。全色遥感影象也就是对地物辐射中全色波段的影象摄取，因为是单波段，在图上显示是灰度图片。全色遥感影象一般空间分辨率高，但无法显示地物色彩。 多光谱遥感 多光谱遥感：将地物辐射电磁破分割成若干个较窄的光谱段，以摄影或扫描的方式，在同一时间获得同一目标不同波段信息的遥感技术。 原理：不同地物有不同的光谱特性，同一地物则具有相同的光谱特性。不同地物在不同波段的辐射能量有差别，取得的不同波段图像上有差别。 优点：多光谱遥感不仅可以根据影像的形态和结构的差异判别地物，还可以根据光谱特性的差异判别地物，扩大了遥感的信息量。 航空摄影用的多光谱摄影与陆地卫星所用的多光谱扫描均能得到不同普段的遥感资料，分普段的图像或数据可以通过摄影彩色合成或计算机图像处理，获得比常规方法更为丰富的图像，也为地物影像计算机识别与分类提供了可能。
高光谱 高光谱遥感起源于20世纪70年代初的多光谱遥感，它将成像技术与光谱技术结合在一起，在对目标的空间特征成像的同时，对每个空间像元经过色散形成几十乃至几百个窄波段以进行连续的光谱覆盖，这样形成的遥感数据可以用“图像立方体”来形象的描述。同传统遥感技术相比，其所获取的图像包含丰富的空间、辐射和光谱三重信息。 高光谱遥感技术已经成为当前遥感领域的前沿技术。 高光谱遥感具有不同于传统遥感的新特点： 1）波段多：可以为每个像元提供十几、数百甚至上千个波段； 2）光谱范围窄：波段范围一般小于10nm； 3）波段连续：有些传感器可以在350~2500nm的太阳光谱范围内提供几乎连续的地物光谱； 4）数据量大：随着波段数的增加，数据量成指数增加； 5）信息冗余增加：由于相邻波段高度相关，冗余信息也相对增加。 优点： 1）有利于利用光谱特征分析来研究地物； 2）有利于采用各种光谱匹配模型； 3）有利于地物的精细分类与识别； 异同点 国际遥感界的共识是光谱分辨率在λ/10数量级范围的称为多光谱(Multispectral)，这样的遥感器在可见光和近红外光谱区只有几个波段，如美国LandsatMSS，TM，法国的SPOT等；而光谱分辨率在λ/100的遥感信息称之为高光谱遥感(HyPerspectral)；随着遥感光谱分辨率的进一步提高，在达到λ/1000时，遥感即进入超高光谱(ultraspectral)阶段(陈述彭等，1998)。 高光谱和多光谱实质上的差别就是：高光谱的波段较多，普带较窄。（Hyperion有233~309个波段，MODIS有36个波段） 多光谱相对波段较少。（如ETM+，8个波段，分为红波段，绿波段，蓝波段，可见光，热红外（2个），近红外和全色波段） 高光谱遥感就是多比多光谱遥感的光谱分辨率更高，但光谱分辨率高的同时空间分辨率会降低。
静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况
第39卷第4期航天返回与遥感 2018年8月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING55 静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况 李果孔祥皓 （北京空间飞行器总体设计部，北京 100094） 摘要近年来，随着光学载荷成像技术和卫星姿态控制技术的发展，出现了在地球静止轨道实现几百至几米分辨率光学成像卫星的相关研究，此类卫星运行在地球静止轨道上，可长期驻留于固定区域上空，具有实时任务规划与响应能力，在灵活的任务编排、实时动态监测、多任务适应的工作模式等方面具有低轨卫星不可比拟的优势，能够实现“同时具有高空间分辨率和高时间分辨率”的天基光学遥感能力。文章调研了世界各国静止轨道高分辨率光学成像卫星的发展现状，进一步分析了适合静止轨道成像的新型成像技术及静止轨道高分辨率光学成像卫星载荷与平台一体化设计技术的发展趋势，并在此基础提出了中国发展静止轨道高分辨率光学成像卫星的启示和建议。 关键词地球静止轨道光学成像卫星新型成像技术 中图分类号: TP7文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2018)04-0055-09 DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2018.04.007 Overview and Development Trends of High-resolution Optical Imaging Satellite at Geostationary Orbit LI Guo KONG Xianghao （Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China） Abstract Recently, with the developments of optical imaging and satellite attitude control technologies, studies on high-resolution (from hundreds to a few meters) optical imaging satellite at geostationary orbit have caught more and more attentions. At the geostationary orbit, the advantage in long integral time can be utilized adequately to meet the demands of military and civilian users. This paper presented the development status of global new imaging technology and high-resolution optical imaging satellite at high orbit. And then, the development trends of these technologies were further discussed. In the end, based on this analysis, inspirations and suggestions were depicted on how to develop the high-resolution optical imaging satellite at high orbit in China. Key words geostationary orbit; optical imaging satellite; new imaging technology 0引言 地球静止轨道对地观测技术非常适合于对地球进行长期的连续监视。但由于轨道高度高，成像物距是近地轨道的数十倍，早期在光学成像载荷技术能力的限制下，难以获得高空间分辨率探测图像，因此其发展多在对空间分辨率要求不高的气象卫星和导弹预警卫星领域。 21世纪初，随着大口径主镜成像技术、可展开式光学成像技术、光学合成孔径成像技术以及衍射望收稿日期：2018-06-19
高景一号卫星影像与美国WORLDVIEW卫星对比
北京揽宇方圆信息技术有限公司
高景一号卫星影像与美国WORLDVIEW卫星对比 1、中国高景一号卫星介绍： 中国高景一号卫星 高景一号卫星是中国航天科技集团公司自主研制的商业高分辨率遥感卫星，是未来商业遥感卫星系统首发星，由两颗0.5米分辨率的光学卫星组成，具有专业级的图像质量、高敏捷的机动性能、丰富的成像模式和高集成的电子系统等技术特点。据介绍，高景一号单颗卫星重约500公斤，全色分辨率0.5米，多光谱分辨率2米，轨道高度500公里。幅宽12公里，具有连续条带、多条带拼接、多目标和立体等多种成像模式。 2、美国地球之眼-1号卫星介绍：
美国地球之眼1号卫星 地球之眼-1所提供的地面图片是目前分辨率最高的商用图片。地球之眼-1所携带的摄像机的最高分辨率为黑白0.41米（全色），彩色1.65米（多光谱），但此分辨率的图片仅提供给美国政府部门。这颗卫星是美国的第一次在商用卫星上使用美国军用级的高精度全球定位系统（GPS），定位精度高达3米。卫星可以在星下点60度范围内自由偏移，卫星星载的计算机程序控制卫星反应轮组，当飞过事先设定的拍摄地点时，程序会启动反应轮组向反方向转动，使卫星悬停在拍摄地点上空约两分钟，拍摄一张高清的900亿像素图片。每天环绕地球12至13圈拍摄地球各个角落的卫星图像，它提供范围15.2千米的地球表面图像。 从上面的数据来看，美国地球之眼-1号卫星比中国高景一号卫星还有略微的领先优势，但是，对于中国来说，高景一号的意义远不于此，它打破了高分辨率卫星遥感市场被国外垄断的局面，实现了“从无到有”的突破，接下来会向“从有到优”迈进，据悉待2022年左右建成“16＋4＋4＋X”完整星座后，中国在这方面的应用会更上一层楼的。 北京揽宇方圆信息技术有限公司
面向LTE的静止轨道卫星通信系统随机接入方式
第11卷 第5期 太赫兹科学与电子信息学报Vo1．11，No．5 2013年10月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Oct．，2013 文章编号：2095-4980(2013)05-0707-05 面向LTE的静止轨道卫星通信系统随机接入方式 陈坤汕，王大鸣，徐 尧 (解放军信息工程大学 信息系统工程学院，河南 郑州 450002) 摘 要：针对长期演进计划(LTE)系统和卫星移动通信系统融合中接入方式存在的问题，提出了一种面向LTE的静止轨道(GEO)卫星移动通信的随机接入方式。该方式参考了卫星通用通信系统 (S-UMTS)和长期演进计划系统的随机接入方式设计，对接入前导和接入时隙作适应性修改，并提出 了一种新的用户随机接入流程。通过随机接入时隙长度的扩展，将控制信息加入到接入前导中， 解决了GEO卫星环境下用户接入时间长和用户之间时延差大的问题；提出的用户随机接入流程， 有效改善了用户的接入时间性能。仿真结果表明，提出的随机接入方式适用于面向LTE的GEO卫 星通信系统。 关键词：长期演进计划；一种随机接入系统；静止轨道；保护间隔；接入前导；接入流程 中图分类号：TN925 文献标识码：A doi：10.11805/TKYDA201305.0707 Random access method for GEO satellite communication system-oriented LTE CHEN Kun-shan，WANG Da-ming，XU Yao (Institute of Information Engineering，PLA Information Engineering University，Zhengzhou Henan 450002，China) Abstract：According to Long Term Evolution(LTE) system and satellite mobile communication system integration of access problems，a Random Access Method is presented for Geosynchronous Orbit(GEO) Satellite Communication system-oriented LTE. Based on the random access design in S-UMTS system and LTE system, a new structure of access preamble and slots is proposed and a new procedure of transmitting access request corresponding to the new structure is suggested. In the new structure, the problems such as long access time and different long transmission delays in GEO satellite communication environment are improved by increasing the length of access slot and adding control information to access preamble. The proposed access procedure effectively improve the performance of the access time. Simulation results show that, the proposed scheme is suitable to the GEO satellite communication system-oriented LTE. Key words：Long Term Evolution；Additive Link On-line Hawaii(ALOHA) system；Geosynchronous Orbit； guard time；access preamble；access procedure 近年来卫星移动通信与3G系统的融合正在实践过程中，LTE体制也已经成熟，但是LTE系统与GEO卫星通信的融合[1]还处于起步阶段。卫星通信环境的特殊性，给正交频分复用[2–3](Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)为关键技术的LTE系统在卫星上的应用带来众多技术上的挑战。多址接入作为融合的关键因素，也成为国内外研究的重点。 LTE系统采用的随机接入(ALOHA)方式是基于资源预留的时隙方式[4–5]。时隙ALOHA运用于GEO卫星移动通信中，由于卫星通信时延大，波束覆盖范围广(半径往往超过300 km)，用户分布随机，需要面对卫星用户接入时间长和用户之间时延差大的问题。而且卫星信道环境下信号传播损耗大，用户频繁重新接入导致接入功率攀升严重，影响系统性能。文献[6]提出了一种扩展接入前缀长度的时隙ALOHA方式，其增加了接入前缀的捕获概率，但对于卫星移动终端的接入时间性能没有带来改善。文献[7]中，提出了一种GEO卫星CDMA(Code Division Multiple Access)移动通信系统下的随机接入方式，其提高了在码分多址(CDMA)系统环境下的用户接入时间性能，但其基于码片的帧结构和其接入消息的设置并不适用于基于OFDM的LTE系统。针对以上问题，结合参考第3 收稿日期：2012-09-10；修回日期：2012-09-27 基金项目：国家科技重大专项基金资助项目(2011ZX03003-003-02；2009ZX03003-008-02)；国家高技术研究发展计划基金资助项目(“863”计划) (2009AA011504)
卫星影像与航拍的区别
卫星影像图与飞机航拍图的区别 一、卫星影像图与飞机航拍图区别 (一)定义 1、卫星影像图：卫星影像图是以卫星作为遥感平台，通过卫星上装载的对地观测遥感仪器对地球表面进行观测所获得的遥感图像。 2、飞机航拍图：飞机航拍图是以飞机作为遥感平台，在近地点的稳定高度拍摄地面各种目标所获得的图像。 (二)成图原理、方式 1、卫星影像图：以卫星为航天遥感平台（一般大于80km），以扫描方式获取图像，有很多波段，最大可达350多个以上，彩色图像基本上都是波段组合和融合而成，色彩不太真实。 2、飞机航拍图：以飞机为航空遥感平台（小于80km），以光学摄影进行的遥感，一般是黑白，真彩和彩红外摄影，一般最多4个波段，颜色比较真实。 (三)分辨率 1、卫星影像图：比例尺小，分辨率低，清晰度相对较低，一般分辨率可从0.5米—1000米之间；
2、飞机航拍图：比例尺较大，分辨率较高，清晰度高，一般分辨率可从0.04米—1米之间。 (四)图像变形 1、卫星影像图：摄影高度较高，因此建筑的投影差方向和大小基本上都一样,变形小。 2、飞机航拍图：摄影高度较低，因此建筑的投影差方向和大小每个地方都不一样，变形大。 (五)成图面积 1、卫星影像图：成图面积大，含信息丰富，拍摄面域广，获取速度快，可做全球动态监测。 2、飞机航拍图：成图面积小，离地面距离相对要近得多, 观察格外清晰、准确, 图像稳定, 精度高,避免了常规调查的盲目性和不必要的无效工作, 极大的节约了时间和精力, 节约了财力和物力。 (六)图像用途 1、卫星影像图：国土，规划，水利等大型工程。 2、飞机航拍图：小面积测绘，应急、抗灾。 (七)优点 1、卫星影像图：
中国高分辨率卫星有多少
高分系列卫星 高分专项全称为高分辨率对地观测系统重大专项，是我国中长期科技发展规划确定的16个重大科技专项之一。今年是高分专项实施的第6个年头，已成功发射了高分一号高分宽幅、高分二号亚米全色、高分三号1米雷达、高分四号同步凝视等多颗卫星，极大丰富了我国自主的对地观测数据源，为现代农业、防灾减灾、环境监测、脱贫攻坚等领域提供了可靠稳定的卫星数据支持。 高分一号01卫星 2013年4月26日12点13分，长征二号丁运载火箭拖着赤红的火焰划破天际、直刺苍弯。约765秒后，星箭分离，我国高分辨率对地观测系统的首发星——高分一号卫星精准入轨，搭载的三颗国外微小卫星随后成功分离，我国首次一箭四星发射圆满成功。 高分一号卫星融合数据（来源：中景视图）
高分一号02、03、04卫星 2018年3月31日，高分一号02、03、04卫星是国家民用空间基础设施规划的首批业务化应用卫星，以“一箭三星”方式在太原卫星发射中心成功发射。是我国首个民用高分辨率光学业务星座，可用于国土资源调查、监测、监管与应急等主体业务，并可服务于环保、农业、林业、海洋、测绘等行业。 高分二号卫星 2014年8月19日11时15分，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射“高分二号”卫星，卫星顺利进入预定轨道。高分二号卫星是我国分辨率最高的光学对地观测卫星，具有亚米级空间分辨率、高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力，主要服务于国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、林业局等部门。
高分二号卫星0.8米融合影像（来源：中景视图） 高分三号卫星 2016年8月10日6时55分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将高分三号卫星发射升空。这是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达（SAR）成像卫星。 高分四号卫星 2015年12月29日0时04分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射“高分四号”卫星。高分四号是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。 高分五号卫星 2018年5月9日02时28分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。高分五号卫星是高分专项的重要组成部分，是我国实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志，将满足环境综合监测等方面的迫切需求，对掌握高光谱遥感信息资源自主权。 高分六号卫星 2018年6月2日中午12点13分，我国在酒泉卫星发射中心，成功将高分六号卫星发射升空。高分六号是一颗低轨光学遥感卫星，具有高分辨率、宽覆盖、高质量和高效成像等特点，能有力支撑农业资源监测、林业资源调查、防灾减灾救灾等工作，为生态文明建设、乡村振兴战略等重大需求提供遥感数据支撑。
高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid
高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid 北京四维空间数码科技有限公司 一、概况介绍 高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid（以下简称“PixelGrid”）是由中国测绘科学研究院自主研发的“十一五”重大科技成果，获得2009年度国家测绘科技进步一等奖。 为将这一重大科技成果实现产业化，2008年开始，由中国测绘科学研究院参股单位北京四维空间数码科技有限公司进行成果转化和产品化，并开展销售。 该软件是我国西部1:5万地形图空白区测图工程以及第二次全国土地调查工程的主力软件， 被誉为国产的“像素工厂”。 PixelGrid以其先进的摄影测量算法、集群分布式并行处理技术、强大的自动化业务化处理能力、高效可靠的作业调度管理方法、友好灵活的用户界面和操作方式，全面实现了对卫星影像数据、航空影像数据以及低空无人机影像数据的快速自动处理，可以完成遥感影像从空中三角测量到各种比例尺的DEM/DSM、DOM等测绘产品的生产任务。 PixelGrid软件主界面。 二、主要特点 PixelGrid系统以现代摄影测量与遥感科学技术理论为基础，融合计算机技术和网络通讯技术，采用基于RFM通用成像模型的大范围遥感影像稀少或无控制区域网平差、基于旋转/缩放不变性特征多影像匹配的高精度航空影像自动空三、基于多基线/多重特征的高精度DEM/DSM自动提取、等高线数据半自动采集及网络分布式编辑、基于地理信息数据库等多源控制信息的高效影像地图制作、基于松散耦合并行服务中间件的集群分布式并行计算等一系列核心关键技术，是中国测绘科学研究院研制的一款类似“像素工厂”（ISTAR PixelFactoryTM）的新一代多源航空航 天遥感数据一体化高效能处理系统。