2013年 世界遙感衛星回顧

劉佳（北京空間科技信息研究所）

2013年，世界遙感衛星技術發展較快，全球共發射了22顆遙感衛星，并呈現出一些新的特點與趨勢：衛星的空間、時間和光譜分辨率不斷提高，國際合作不斷增強，并正在建立全球資源、環境監測網絡，將為數字化地球和信息化社會提供更加精確的地球信息。

1 美國：軍、民、商遙感能力協調發展，領導地位穩固

美國始終高度重視對遙感衛星的發展，在研制和應用遙感衛星系統方面都占據著顯著領先地位。美國采取軍、民雙方相對獨立的建設模式，通過優化頂層設計，統籌協調，已建成了規模龐大、種類齊全、功能強大的對地觀測空間系統，形成了民用、軍用、商用三大對地觀測衛星體系。

美國的民用對地觀測計劃繼續強調環境監測和氣候變化。2013年2月11日，美國地質調查局（USGS）成功發射了陸地衛星－8（Landsat－8），這是美國迄今最先進的對地觀測衛星，2個主要的有效載荷為實時傳輸業務陸地成像儀和熱紅外探測器，其幅寬185km，全色分辨率為15m，多光譜分辨率為30m。該衛星運行在距地面705km的高度，借助以反射光和電磁波譜為物理觀測基礎的2個感應器，對地球表面進行觀測。陸地衛星－8的目標是保持“陸地衛星”數據的連續性，為農業、水資源的管理、災害響應、科學研究、國家安全和其他領域提供多光譜圖像數據。（詳情請看本刊2012年第9期）

2013年3月19日，美國用宇宙神－5火箭成功發射了第2顆“天基紅外系統”地球同步軌道衛星（SBIRSGEO－2）。該衛星由洛馬公司建造，是目前技術最先進的紅外監視衛星，可以增強美國的導彈預警能力，同時對導彈防御，技術情報和戰場空間感知等任務領域有所促進。它裝有覆蓋全球范圍的掃描紅外敏感器和覆蓋小范圍的高分辨率凝視紅外敏感器，用于監視彈道導彈發射，為美國提供潛在核攻擊的預警。

此外，美國政府還通過購買高分辨率商業成像衛星圖像，作為天基偵察能力的補充。2013年8月28日，美國用德爾他－4H火箭成功發射了鎖眼－12－7（KH－12－7）衛星。鎖眼－12是“鎖眼”光學成像衛星的最后一個系列，使用主鏡為直徑2.4m的光學望遠鏡，與“哈勃”望遠鏡類似，地面分辨率15cm。

2 歐洲：謀劃自主的對地觀測體系，關注環境監測

美國第2顆“天基紅外系統”地球同步軌道衛星掃描幅寬示意圖

歐洲正通過加強內部合作，謀劃歐洲自主的空間對地觀測體系，通過制定統一的航天政策和發展規劃，力圖以相互協調的方式部署觀測系統，通過數據共享，實現有限資源的最大利用。

2013年2月25日，印度極軌衛星運載火箭－C20攜帶一顆印法聯合研制的“薩拉爾”（SARAL）海洋監測衛星和6顆外國小型衛星升空。“薩拉爾”衛星采用印度微小衛星－2（Indian Micro Satellite－2）衛星平臺建造，采用三軸穩定姿態控制，衛星總質量約450kg，其中有效載荷約200kg，設計壽命為3～5年。該衛星尺寸為0.98m×0.98m×2.6m，搭載的有效載荷由歐洲提供，主要包括Ka頻段高度計（AltiKa）、星基多普勒軌道確定和無線電定位組合系統（DORIS）、激光反射鏡陣列（LRA）等。它可應用于多個研究領域，特別是海洋學和大氣學，所獲取的數據還將與2008年部署的賈森－2（Jason-2）衛星和“哨兵”（Sentinel）系列衛星數據進行比對和互補，借此提高數據精確度和氣候模型重建準確度。（詳情請看本刊2013年第10期）

2013年5月7日，歐洲用“維加”火箭成功發射了比利時牽頭研發的歐洲“星上自主項目-植被”（PROBA-V）衛星。該衛星是一種小型衛星，本身加上儀器質量僅160kg，體積僅為60cm×60cm×80cm。它內置一臺小而功能強大的攝像機，這是一種新型的植被觀測設備，將觀測兼容的光譜，其空間分辨率更加精確。當其進入軌道時，這種緊湊的傳感器可提供地球上幾乎所有植被的每日生長狀況。該衛星的主要功能是每兩天繞地球飛行一周，繪制出全球陸地覆蓋和植被生長的遙感圖像并傳回地球。這顆衛星入軌后，將為全球的科學用戶組織和服務供應商提供數據服務。

歐洲“星上自主項目-植被”衛星在軌飛行示意圖

3 俄羅斯：規劃長遠，構建全面觀測空間體系

盡管現在的俄羅斯航天處于發展低谷，但遙感衛星仍然是其發展的重點，并且制定了對地觀測領域的長期計劃，2020年將實現20顆對地觀測衛星在軌運行。2012年4月，俄羅斯制定了《2030年及未來俄羅斯航天發展戰略（草案）》，該戰略規劃了對地觀測領域的預期成果，包括2015年以恢復能力為目標，2020年以鞏固能力為目標，2030年實現突破，建立數量和質量都能滿足用戶需求的衛星系統。根據該發展戰略，2020年前，俄羅斯將實現超過20顆民用對地觀測衛星在軌運行。

2013年6月9日，俄羅斯用聯盟－2.1b火箭成功發射了角色－2（Persona－2）光學成像偵察衛星。該衛星采用改進型“琥珀”（Yantar）衛星平臺，設計壽命7年。其全色分辨率可達33cm，可實現總地面掃掠覆蓋1300km。這次發射的角色-2彌補了俄羅斯自從第1顆俄羅斯新一代光電偵察衛星角色－1衛星在2008年末只用了幾個月失效后，一直缺少可以進行詳細農業發展調查的衛星的缺憾。

2013年6月25日，俄羅斯用聯盟－2.1b火箭成功發射了資源－P1（Resurs－P1）衛星。該衛星是采用“琥珀”衛星平臺的新一代對地觀測衛星，設計壽命5年，替代2006年發射的資源－DK衛星，用于環境監測、災難管理、城市規劃和氣象。其最大地面掃描寬度950km，單次掃描成像范圍100km×300km。

2013年6月27日，俄羅斯用“飛箭”（Strela）火箭成功發射了禿鷹－E1（Kondor－E1）衛星。該衛星采用禿鷹－E衛星平臺，設計壽命5年，載有S頻段合成孔徑雷達，既可實現對地面的連續掃描（寬度10m），也可定點觀測，分辨率1～3m。它采用X頻段與地面進行通信，最大數據下傳率350Mbit/s。

4 中國：穩步構建高分系統，注重民用遙感應用

2013年4月26日，我國用長征－2D運載火箭成功發射了高分－1衛星，衛星順利進入預定軌道。此次任務還成功搭載發射了2個荷蘭衛星分配器和3顆分別由厄瓜多爾、阿根廷和土耳其研制的小衛星。高分－1衛星是我國重大科技專項高分辨率對地觀測系統的首發星，突破了高空間分辨率、多光譜與寬覆蓋相結合的光學遙感等關鍵技術，實現了在同一顆衛星上高分辨率和寬幅成像能力的結合，設計壽命5～8年。通過多角度拼接視場，可實現較高分辨率大視場成像，將在國土資源調查、精準農業、環境監測等方面發揮重要作用。

2013年9月1日和11月20日，我國用長征－4C火箭分別成功發射了遙感衛星－17、19；10月29日，用長征-2C火箭成功發射了遙感衛星－18，用于科學試驗、土地勘察、農作物估產和災難檢測。

2013年9月23日，我國用長征－4C火箭成功發射了風云－3C衛星。風云－3是我國第二代極軌氣象衛星，目標是實現全球大氣和地球物理要素的全天候、多光譜和三維觀測，設計壽命5年，星上搭載了12臺套遙感儀器，其中新增的全球導航衛星探測儀提升了全球大氣三維和垂直探測能力。風云－3C是風云－3系列衛星的第一顆業務星，用于取代風云-3A，作為上午星與在軌運行的下午星風云-3B實現雙星組網觀測。組網后，既有光學遙感，又有微波遙感，可實現全球、全天候、多光譜、三維、定量探測，為天氣預報特別是數值天氣預報模式，提供全球的溫、濕廓線以及云、輻射等氣象參數；檢測全球、區域自然災害和生態環境；檢測冰與雪的覆蓋和臭氧分布等；為我國農業、水利、林業、海洋、交通等應用領域提供全球及區域的氣象信息，為政府決策、防災減災和經濟社會發展服務。（詳情請看本刊2013年第9期）

5 日本：努力擺脫“非軍事”束縛，著力提升高分成像偵察能力

在《宇宙基本法》修改后，日本內閣制訂了《宇宙基本計劃》，提出加強“情報收集衛星”（IGS）的研制部署，不斷擴展、強化信息搜集功能和預警監視能力，實現對東北亞地區安全態勢的快速獲取。通過法律修訂，日本著力于擺脫“非軍事”束縛，采用以民掩軍的方式重點發展高分辨率成像偵察能力，力圖擴大軍事航天開發應用。

2013年1月27日，日本用H-2A火箭成功發射了情報收集衛星-雷達－4（IGS-Radar－4）和情報收集衛星-光學－5V（IGS-Optical－5V）。情報收集衛星-雷達－4是日本第2代雷達成像偵察衛星，由三菱公司為內閣衛星情報中心研制，用于國防和民用自然災害監測，包括夜間和云霧濃重的情況，地面分辨率優于1m。情報收集衛星-光學－5V是日本第3代光學偵察衛星的首顆星，由三菱公司為內閣衛星情報中心研制，載有1臺用于試驗的新型極高分辨率光學掃描儀，其衛星軌道平面與情報收集衛星-光學－4的接近，用于國防和民用自然災害監測，地面分辨率優于40cm，設計壽命2年，試驗日本第3代光學成像偵察衛星技術。

日本第二代“情報收集衛星”

目前，“情報收集衛星”系統在軌共7顆，最高分辨率為0.4m（光學）和1m（雷達），與民用衛星系統組成詳查與普查結合、成像與測繪結合的綜合對地觀測系統。未來，日本計劃發射第三代“情報收集衛星”，以盡快補充缺失的雷達成像偵察能力，保持軍事偵察能力的連續性；擬發射“先進陸地觀測衛星”（ALOS）系列后續衛星—先進陸地觀測衛星－2雷達成像衛星和先進陸地觀測衛星－3光學遙感衛星，將光學和雷達有效載荷分置于雙星上，提高整個系統的運行效率；擬發射“全球環境變化觀測任務-水”（GCOM-W）衛星的后繼星和“全球環境變化觀測任務-碳”（GCOM-C）系列衛星。

6 印度：建成綜合型對地觀測體系，天基成像能力持續增強

印度在《航天十二五規劃（2012－2017）》中將航天作為提升印度國際地位和競爭力的重要戰略領域，強調把對地觀測衛星作為發展重點，從而繼續保持世界先進水平。印度未來發展計劃重點是繼續發展四大專用對地觀測衛星系統，以填補地球觀測領域災害監測等空白，并且制定國際協同任務以補充和增補印度衛星任務。在未來5年內，印度計劃研制9顆對地觀測衛星，其中6顆為高分辨率衛星，進一步增強成像能力和數據連續性。在未來10年內，印度計劃發射30顆對地觀測衛星，全面增強其天基對地成像能力。

2013年7月25日，印度用阿里安－5火箭成功發射了印度衛星－3D（INSAT－3D）。該衛星質量約2060kg，載有4個有效載荷：成像儀、探測器、數據中繼轉發器和衛星搜救系統。6信道成像儀能夠提供地球的氣象圖像，與過去10年一直服役的2顆氣象衛星卡帕娜－1（Kalpana－1）和印度衛星－3A相比，圖像質量有很大提高。19信道探測器增加了通過大氣層聲音系統進行氣象監視。星載數據中繼發射器能夠搜集由自動數據搜集平臺發出的氣象、水文、海洋有關參數。衛星搜救有效載荷能夠獲取來自海洋、航空和陸地上的求救信號，傳入任務控制中心進行快速搜集并采取營救行動。印度空間研究組織負責端對端接收和數據處理，印度氣象局負責導出衛星氣象參數。

2013年8月29日，印度用阿里安-5火箭成功發射了地球靜止衛星－7（GSAT－7）。這是印度自行研制的第1顆軍用通信衛星，載有UHF、S、C和Ku頻段通信載荷，壽命9年，使用I－2K衛星平臺，功率3000W。其用戶是印度海軍，將覆蓋印度大陸和周邊海域。

7 韓國：發展勢頭強勁，從國際引進到自主研發

韓國采用國際引進到自主研發的發展策略，在突破光學遙感之后向微波遙感計劃邁進。通過制定《第二期航天開發振興基本計劃（2012－2016）》，大力支持對地觀測領域發展。2013年8月22日，俄羅斯用第聶伯－1火箭成功發射了韓國多用途衛星－5（KOMPSAT－5，又名阿里郎－5）。該衛星是繼韓國多用途衛星－1、2、3之后韓國第4顆多用途衛星，但不同的是，前3顆衛星是光學成像衛星，而韓國多用途衛星－5是韓國首顆合成孔徑雷達（SAR）成像衛星。該衛星將使韓國具備全天候、全天時地球觀測能力，并使其成為繼美、德、日、意、以、印之后第7個具備1m分辨率空間雷達成像能力的國家。韓國還規劃了韓國多用途衛星－6雷達成像衛星和韓國多用途衛星－7光學成像衛星，分別于2015年和2017年發射，以保持其高分辨率對地觀測衛星系統業務的連續性。

可提供全天候、全天時對地觀測的韓國多用途衛星-5

8 越南：重視自主研發衛星，積極發展國際合作

2013年5月7日，歐洲用“維加”火箭成功發射了越南的第1顆對地觀測衛星—越南自然資源、環境和災難監測衛星－1A（VNREDSat－1A）。該衛星采用阿斯特留姆公司的天體衛星－100（AstroSat-100）平臺，質量115kg，設計壽命5年，帶有高分辨率光學相機，全色分辨率2.5m，多光譜分辨率10m，幅寬17.5km，發射后進入高度為670km的太陽同步軌道，能夠更好地監測自然災害、管理自然資源的發展，觀測氣候變化效應。

此外，2013年2月25日，印度“極軌衛星運載火箭”成功發射了加拿大首顆軍用衛星“藍寶石”（Sapphire）。這是一顆軍用空間目標跟蹤衛星，采用SSTL－150平臺，載有1臺光學望遠鏡，可跟蹤在軌的其他衛星，包括地球同步軌道衛星。

當前，世界各國都非常重視遙感系統與技術的發展，具備衛星研制能力的國家都在努力發展其下一代遙感衛星系統，在保持數據連續性的同時，重視新技術概念和技術手段的探索與驗證，積極發展新型遙感系統，提高數據性能，以更加適應未來的發展需求。