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民营航天首个多轨高光谱卫星星座在轨运行,2.5天覆盖全球

2019-11-08 20:01:01   【浏览】2713

摘要: 9月11日,广东汕头海关在广州、深圳等地同时开展燕窝走私案滚动打击专项行动。抓获嫌疑人11名,查扣燕窝等涉案货物约620公斤,整个案件查证货值约人民币2.4亿。

中国私人空间飞行中的第一个多轨道高光谱卫星星座正在轨道上运行。两个轨道上的八颗高光谱卫星协同工作,每2.5天覆盖全球一次,固定位置的返回周期缩短至一天。

9月19日,由珠海奥比特航天科技有限公司自主建造和运营的“珠海1号”遥感微纳卫星星座03组(300053,以下简称“奥比特”)从酒泉卫星发射中心搭载“一箭五星”长征11号远程7号固体运载火箭发射升空。

一颗0.9m分辨率的视频卫星(ovs-3)和四颗高光谱卫星(ohs-3a/b/c/d)进入预定轨道,与两颗1.98m分辨率的视频卫星(ovs-1a/1b)、一颗0.9m高分辨率的视频卫星(ovs-2)和四颗高光谱卫星(ohs)组成网络,这些卫星较早进入轨道,实现12颗卫星在轨运行。

珠海奥比特航天科技有限公司成立于2000年3月,是首家登陆中国创业板市场的ic设计公司。从事航空电子、微纳卫星星座和卫星大数据、人工智能技术和产品的研究与生产,服务于航空航天、地理信息、国土资源、农林牧渔、环保、交通运输、智慧城市、现代金融、个人消费等领域。

私人空间中的第一个多轨道高光谱卫星星座在轨道上,最早将在一天内重访。

2014年,欧比提出了“卫星空间信息平台”的发展战略,并牵头建设了由34颗卫星组成的“珠海-1”遥感微纳卫星星座,包括2颗视频测试卫星、10颗视频卫星、10颗高光谱卫星、2颗高分辨率光学卫星、2颗sar卫星和8颗红外卫星。

珠海一号

“珠海一号”01组和02组共有7颗卫星已经在轨道上。两颗1.98米的视频卫星(ovs-1a/1b)于2017年6月15日发射。一颗0.9米高分辨率视频卫星(ovs-2)和四颗高光谱卫星(ohs-2a/b/c/d)于2018年4月26日发射。

“珠海1号”卫星星座群03的发射花了一年时间才研制成功。其中ovs-3视频卫星重约90公斤,在轨道高度500公里处空间分辨率为0.9米,单轨图像成像范围为22.5公里× 2500公里,视频成像范围为4.5公里×2.7公里,最长时间为120秒。

这四颗高光谱卫星重约70公斤,在500公里的轨道高度和150公里的宽度上具有10米的空间分辨率。一颗卫星可以一次推扫3200公里,使其成为世界上最大的高光谱卫星。其光谱范围为400纳米-1000纳米,光谱分辨率为2.5纳米,有256个波段。

五颗卫星与七颗在轨卫星组成一个网络。12颗卫星入轨后,“珠海一号”卫星星座全年数据采集总量约为7pb,高光谱数据采集的覆盖面积理论上可达220亿平方公里。与过去5天收集的全球数据相比,现在可以每2天覆盖一次世界,每年覆盖182次,大大提高了星座收集遥感数据的能力。

其中,两个轨道上的八颗高光谱卫星共同构建了中国私人空间在轨多轨道卫星网络的首个高光谱卫星星座,每2.5天覆盖全球一次。固定位置的返回周期从单颗高光谱卫星的5天缩短到8颗卫星网络建立后的1天,这意味着一天内可以实现对同一位置的重访,从而充分保证了同一目标的连续观测能力,提高了用户服务的频率。

高光谱卫星成为挖掘地物信息的“金眼”

高光谱遥感被称为高光谱分辨率遥感,自20世纪70年代以来一直处于萌芽状态。

2000年11月,美国发射的hyperion是世界上第一个成功发射的星载民用成像光谱仪。它在350纳米至2600纳米的光谱范围内有242个探测带,光谱分辨率为10纳米,空间分辨率为30米。2018年5月,中国发射了第一颗高光谱综合观测卫星高芬5号,光谱分辨率为0.5纳米,相当于1/10000张a4纸,用于获取从紫外到长波红外光谱的高光谱分辨率遥感数据样本。

高光谱遥感是利用许多窄而连续的光谱通道对地面物体进行连续遥感成像的技术。它具有高光谱分辨率和综合光谱的特点。由于植被、土壤和水等不同的地物具有不同的光谱特征,光谱被视为识别物质的“指纹”。通过分析遥感观测中形成的光谱曲线,可以识别不同的物质。

一般来说,人眼感知的电磁波波长在400纳米和760纳米之间。高光谱卫星具有更大的可感知范围,例如,可见光短波红外高光谱相机高芬5号可以获得400-2500纳米的光谱范围。

与传统遥感卫星相比,高光谱卫星的光谱分辨率高达纳米级。光谱分辨率是分光计能够分辨的最小波长间隔。间隔越小,分辨率越高。例如,5纳米的光谱分辨率可以区分400纳米和405纳米之间的一个波长,而2.5纳米的光谱分辨率可以区分两个波长。

“高光谱卫星具有更丰富的信息内容,类似于采样。采样越密集,原始信息的减少就越准确。”珠海奥比特航天科技有限公司执行副总裁姜晓华告诉《澎湃新闻》(www.thepaper.cn)记者,高光谱卫星带来的定量遥感已经成为挖掘地物信息的“金眼”,有助于准确分析地物的理化特性,可用于环境保护监测、林业资源管理、智能水利应用、测绘地理信息系统、精准农业服务和土地资源监测等。

这个7.8公斤的小相机有100公斤的相机能力,用一只“眼睛”就能看到北京

“珠海1号”高光谱卫星是全球高光谱卫星家族的重要成员。它也是目前中国唯一一颗完成发射和联网的商业高光谱卫星。其特有的高光谱数据具有准确和定量分析植被、水、作物和其他地面物体的能力。

“珠海一号”03群卫星照片

一颗高光谱卫星重约70公斤,而机载相机的负载仅为7.8公斤,但它具有100公斤相机所具备的功能。减肥的能力来自新技术的应用。

高光谱遥感利用窄而连续的光谱通道记录用完整的光谱曲线观察到的各种地面物体。这些光谱通道来自分光,即多色光被棱镜或光栅分成单色光,单色光根据波长或频率依次排列形成光谱。

传统分光技术中使用的棱镜或光栅体积大,重量不小,达到相同指标的相机质量接近200公斤。然而,四颗高光谱卫星的重量减少了一个数量级,在使用渐变滤波技术进行分光后,摄像机的性能得到了提高。

一方面,摄像机中使用的多个传感器的拼接有利于降低摄像机的重量和发射成本;另一方面,它也达到了150公里的大宽度,就像相机配有广角镜头一样,一只“眼睛”可以看到整个北京。姜晓华说,“过去,宽度相对较小的卫星必须拍摄三四条条纹才能拍摄北京的全景。现在相机有很大的宽度,一次从北向南扫描。”

今年4月,珠海欧比航天科技有限公司创始人兼董事长颜军透露,欧比将于下半年开始设计光谱范围在900纳米至5000纳米之间的短波和长波相机。

目前,这项工作已经进入方案论证阶段。姜晓华对澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示,未来奥比将沿近红外、远红外和微波方向扩大光谱范围,拓宽卫星遥感信息对地球的数据源。就单颗卫星的工作能力而言,探索将从宽度150公里扩大到200公里甚至300公里,以提高卫星的工作效率。

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