環(huán)境系列衛(wèi)星

環(huán)境系列衛(wèi)星是中國(guó)專門用于環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)。系統(tǒng)由2顆光學(xué)衛(wèi)星（HJ-1A衛(wèi)星和HJ-1B衛(wèi)星）和一顆雷達(dá)衛(wèi)星（HJ-1C衛(wèi)星）組成的。擁有光學(xué)、紅外、超光譜等不同探測(cè)方法，有大范圍、全天候、全天時(shí)、動(dòng)態(tài)的環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)能力。

發(fā)展進(jìn)程

美國(guó)地球靜止環(huán)境業(yè)務(wù)衛(wèi)星- 1～ 3(GOES- 1～ 3),它們分別于1975年、1977年和1978年發(fā)射,均為自旋穩(wěn)定衛(wèi)星,主要載有可見(jiàn)光/紅外自旋掃描輻射儀(VISSR)。第2代衛(wèi)星包括GOES- 4～ 7,它們分別于1980年、1981年、1983年和1987年發(fā)射,仍舊是自旋穩(wěn)定衛(wèi)星,主要載有合二為一的大氣垂直探測(cè)器(VAS)/VISSR。第3代衛(wèi)星為GOES- I系列,即GOES- 8～ 12,它們分別于1994年、1995年、1997年、2000年和2001年發(fā)射。

比起前2代衛(wèi)星,這一代衛(wèi)星有重大突破,衛(wèi)星姿態(tài)改為三軸穩(wěn)定,裝載了獨(dú)立的多通道成像儀和VAS。目前在軌運(yùn)行的就是這一代衛(wèi)星GOES- 10、12。第4代衛(wèi)星為GOES- N系列,包括GOES- N、O、P共3顆衛(wèi)星,其中GOES- N已于2006年5月24日發(fā)射, GOES- O、P計(jì)劃分別于2008年和2009年發(fā)射。這代衛(wèi)星的探測(cè)儀器雖無(wú)根本變化,但性能仍有不少改進(jìn)。第5代衛(wèi)星為GOES- R系列,第1顆衛(wèi)星GOES- R計(jì)劃于2012年發(fā)射。這代衛(wèi)星將有重大突破,例如裝載了16通道的先進(jìn)基線成像儀(ABI)和超光譜環(huán)境探測(cè)器(HES)等。

NOAA系列衛(wèi)星上都載有對(duì)地觀測(cè)儀器,這些儀器是用來(lái)為衛(wèi)星用戶提供全球氣象數(shù)據(jù)的。NOAA業(yè)務(wù)環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)由兩顆極軌衛(wèi)星組成,其中一顆衛(wèi)星在下午軌道上運(yùn)行,另一顆衛(wèi)星在上午軌道上運(yùn)行。這兩顆衛(wèi)星負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)地球進(jìn)行監(jiān)視,它們一邊跟蹤對(duì)全球天氣及氣候有影響的氣象圖形,一邊測(cè)量大氣溫度、濕度、臭氧和云層,并每天向位于地面上的各指揮與數(shù)據(jù)獲取站以及數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送千百萬(wàn)個(gè)全球測(cè)量數(shù)據(jù)。

分類

HJ-1A及HJ-1B衛(wèi)星（光學(xué)衛(wèi)星）

HJ-1A和HT-1B衛(wèi)星是用于環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的，它們也搭載了CCD相機(jī)和超光譜成像儀（HSI）。

HT-1C衛(wèi)星（雷達(dá)衛(wèi)星）

HJ-1C衛(wèi)星也是用于環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的，是中國(guó)首顆S波段合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，會(huì)與已經(jīng)發(fā)射的HJ-1A衛(wèi)星、HJ-1B衛(wèi)星形成的衛(wèi)星系統(tǒng)。

環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星全稱中國(guó)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座，是中國(guó)專用于環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的衛(wèi)星，其HJ1-A、HJ1-B星于2008年9月6日以一箭雙星的方式在太原衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征二號(hào)丙火箭發(fā)射升空。由A、B兩顆中分辨率光學(xué)小衛(wèi)星和于2009年發(fā)射升空的一顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星C星組成，主要用于對(duì)生態(tài)環(huán)境和災(zāi)害進(jìn)行大范圍、全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)反映生態(tài)環(huán)境和災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，對(duì)生態(tài)環(huán)境和災(zāi)害

發(fā)展變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)災(zāi)情進(jìn)行快速評(píng)估，為緊急求援、災(zāi)后救助和重建工作提供科學(xué)依據(jù)，采取多顆衛(wèi)星組網(wǎng)飛行的模式，每?jī)商炀湍軐?shí)現(xiàn)一次全球覆蓋。

A星任務(wù)

環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座A星是一顆光學(xué)星，主要在可見(jiàn)光譜段范圍內(nèi)，采用多光譜和高光譜探測(cè)手段，形成對(duì)地物大范圍觀測(cè)和高光譜遙感的能力，為災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境發(fā)展變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)提供信息，對(duì)災(zāi)情和環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行快速和科學(xué)的評(píng)估提供信息。

A星與星座的B星在同一軌道面內(nèi)，呈180相位，可見(jiàn)光探測(cè)可完成對(duì)地重復(fù)觀測(cè)2天的觀測(cè)能力，高光譜探測(cè)通過(guò)側(cè)擺可形成4天的重復(fù)觀測(cè)能力。

A星同時(shí)作為亞太多邊合作小衛(wèi)星（SMMS），裝載泰國(guó)研制的Ka通信試驗(yàn)設(shè)備。

B星任務(wù)

環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座B星是一顆光學(xué)星，主要在可見(jiàn)光與紅外譜段范圍內(nèi)，采用多光譜和紅外光譜探測(cè)手段，形成對(duì)地物大范圍觀測(cè)的能力和地表溫度探測(cè)能力，為災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境發(fā)展變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)提供信息，對(duì)災(zāi)情和環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行快速和科學(xué)的評(píng)估提供信息。

B星與星座的A星在同一軌道面內(nèi)，呈180相位，可見(jiàn)光探測(cè)將共同完成對(duì)地重復(fù)。

環(huán)境系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)介紹

環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座A、B星(HJ-1A /1B星)于2008年9月6日上午11點(diǎn)25分成功發(fā)射，HJ-1-A星搭載了CCD相機(jī)和超光譜成像儀（HSI），HJ-1-B星搭載了CCD相機(jī)和紅外相機(jī)（IRS）。在HJ-1-A衛(wèi)星和HJ-1-B衛(wèi)星上均裝載的兩臺(tái)CCD相機(jī)設(shè)計(jì)原理完全相同，以星下點(diǎn)對(duì)稱放置，平分視場(chǎng)、并行觀測(cè)，聯(lián)合完成對(duì)地刈幅寬度為700公里、地面像元分辨率為30米、4個(gè)譜段的推掃成像。此外，在HJ-1-A衛(wèi)星裝載有一臺(tái)超光譜成像儀，完成對(duì)地刈寬為50公里、地面像元分辨率為100米、110～128個(gè)光譜譜段的推掃成像，具有±30°側(cè)視能力和星上定標(biāo)功能。在HJ-1-B衛(wèi)星上還裝載有一臺(tái)紅外相機(jī)，完成對(duì)地幅寬為720公里、地面像元分辨率為150米/300米、近短中長(zhǎng)4個(gè)光譜譜段的成像。

CCD相機(jī)96 h對(duì)全球覆蓋一次(HJ-1A與HJ-1B衛(wèi)星組網(wǎng)后為48 h),地面像元分辨率為30m,單臺(tái)CCD相機(jī)的幅寬為360 km,兩臺(tái)幅寬為710 km,其波譜范圍為0.43~0.9μm,分為4個(gè)波段。CCD相機(jī)寬幅、中高分辨率的特點(diǎn),適用于區(qū)域的大范圍中尺度覆蓋監(jiān)測(cè); 4個(gè)波段的光譜設(shè)置基本延續(xù)了美國(guó)Landsat、法國(guó)SPOT及中巴資源衛(wèi)星CBERS等系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)的光譜范圍,能夠滿足絕大多數(shù)業(yè)務(wù)化遙感應(yīng)用對(duì)光譜信息的需求;但由于使用的是可見(jiàn)光—近紅外波段,CCD相機(jī)無(wú)法在夜間和有云霧雪等天氣條件下工作。

超光譜成像儀通過(guò)±30°側(cè)擺實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球重復(fù)觀測(cè),重訪周期為96 h,其空間分辨率為100 m,幅寬為50 km,具有115個(gè)工作譜段,光譜范圍在0. 459~0.956μm,平均光譜分辨率為4. 32 nm。該傳感器與目前應(yīng)用廣泛的EOSMODIS、EO-1 Hyperion等相比,雖光譜范圍窄,但光譜分辨率有所提高,對(duì)物體識(shí)別和信息提取能力強(qiáng),適用于開展多種專題研究,如大氣成分探測(cè)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)以及植被生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)等。但受光譜范圍限制,只能進(jìn)行白天無(wú)云情況下的超光譜成像。

紅外相機(jī)96 h對(duì)全球覆蓋一次,光譜范圍為0. 75~12. 5μm,分為4個(gè)波段,幅寬720 km,地面像元分辨率在近、中紅外波段為150m,10.5~12.5μm處為300 m。在波段設(shè)置上,HJ-1B上的紅外相機(jī)與Landsat、NOAA及FY等系列衛(wèi)星所搭載傳感器的部分通道類似,利于進(jìn)行森林火災(zāi)、地震、輻射及熱島等的高溫異常點(diǎn)監(jiān)測(cè),并且波段3和波段4具備夜間觀測(cè)能力。

HJ-1B衛(wèi)星是中國(guó)2008年將要發(fā)射的環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座的重要組成之一.環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座由兩顆光學(xué)小衛(wèi)星(HJ-1A, HJ-1B)和一顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星(HJ-1C)構(gòu)成.其中HJ-1B衛(wèi)星有效載荷為兩臺(tái)、寬覆蓋多光譜可見(jiàn)光相機(jī)和一臺(tái)紅外相機(jī). HJ-1B衛(wèi)星傳感器有4個(gè)波段,光譜范圍覆蓋了近紅外、短波紅外、中紅外和熱紅外譜段.僅有一個(gè)熱紅外波段,其星下點(diǎn)空間分辨率為300 m,波段范圍為10.5—12.5μm,幅寬為720km.由于HJ-1B熱紅外波段的光譜范圍和Landsat TM熱紅外波段的光譜范圍(10.4—12.5μm)十分接近,并且都只有一個(gè)熱紅外波段,二者的通道響應(yīng)函數(shù)見(jiàn)圖1.因此在研究HJ-1B熱紅外波段的地表溫度反演時(shí),可以借鑒TM的地表溫度反演算法來(lái)反演地表溫度。

利用環(huán)境一號(hào)（HJ-1-A、B）衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)通過(guò)構(gòu)建水體指數(shù)、植被指數(shù)、主成分多特征影像，利用最大似然法監(jiān)督分類，可以快速有效提取主要的土地利用覆蓋信息。