中巴地球資源衛星

中巴地球資源衛星

中巴地球資源衛星(CBERS,又稱資源一號)是我國第一代傳輸型地球資源衛星,包含中巴地球資源衛星01星、02星、02B星(均已退役)、02C星和04星五顆衛星組成,凝聚著中巴兩國航天科技人員十幾年的心血,它的成功發射與運行開創了中國與巴西兩國合作研製遙感衛星、套用資源衛星資料的廣闊領域,結束了中巴兩國長期單純依賴國外對地觀測衛星資料的歷史,被譽為"南南高科技合作的典範"。中國資源衛星套用中心負責資源衛星資料的接收、處理、歸檔、查詢、分發和套用等業務。

2014年12月7日,中國和巴西聯合研製的地球資源衛星04星在太原成功發射升空。中國國家主席習近平同巴西總統羅塞夫互致賀電。

  • 中文名稱
    中巴地球資源衛星
  • 外文名稱
    China-brazil earth resource satellite
  • 類    型
    我國第一代傳輸型地球資源衛星
  • 縮    寫
    CBERS

合作歷程

1986年國務院批準航天工業部《關于加速發展航天技術報告》確定了研製資源一號衛星的任務。

1988年中國和巴西兩國政府聯合議定書批準,在中國資源一號原方案基礎上,由中、巴兩國共同投資,聯合研製中巴地球資源衛星(代號CBERS)。並規定CBERS投入運行後,由兩國共同使用。 1999年10月14日,中巴地球資源衛星01星(CBERS-01)成功發射,在軌運行3年10個月;

2003年10月21日,中巴地球資源衛星02星(CBERS-02)發射升空,仍在軌運行。

2004年中巴兩國正式簽署補充合作協定,啓動資源中巴地球資源衛星02B星研製工作。

2007年9月19日,中巴地球資源衛星02B星在中國太原衛星發射中心發射,並成功入軌,2007年9月22日首次獲取了對地觀測圖像。此後兩個多月時間裏,有關單位完成了衛星平台在軌測試、有效載荷的在軌測試和狀態調整及資料套用評價等工作,正式交付使用者使用。

感測器

紅外多光譜掃瞄器(IRMSS)

紅外多光譜掃瞄器(IRMSS)有1個全色波段、2個短波紅外波段和1個熱紅外波段,掃描幅寬為119.5公裏。可見光、短波紅外波段的空間解析度為78米,熱紅外波段的空間解析度為156米。IRMSS帶有內定標系統和太陽定標系統。

感測器名稱

CCD相機

寬視場成像儀 (WFI)

紅外多光譜掃瞄器 (IRMSS)

感測器類型

推掃式

推掃式(分立相機)

振蕩掃描式(前向和反向)

可見/近紅外波段

1:0.45~0.52微米

2:0.52~0.59微米

3:0.63~0.69微米

4:0.77~0.89微米

5:0.51~0.73微米

10:0.63~0.69微米

11:0.77~0.89微米

6:0.50~0.90微米

短波紅外波段

7:1.55~1.75微米

8:2.08~2.35微米

熱紅外波段

9:10.4~12.5微米

輻射量化

8bit

8bit

8bit

掃描頻寬

113公裏

890公裏

119.5公裏

每波段象元數

5812象元

3456象元

波段6、7、8:1536象元

波段9:768象元

空間解析度(星下點)

19.5米

258米

波段6、7、8:78米

波段9:156米

具有側視功能?

有(-32°~+32°)

視場角

8.32°

59.6°

8.80°

感測器

中巴地球資源衛星(CBERS)是我國第一代傳輸型地球資源衛星,包含中巴地球資源衛星01星、中巴地球資源衛星02星和中巴地球資源衛星02B星三顆衛星組成。CBERS-01/02衛星平台分別搭載三種感測器:電荷耦合器件攝像機(CCD)、紅外多光譜掃瞄器(IRMSS)、寬視場相機(WFI); CBERS-02B搭載CCD相機(CCD)、高解析度相機(HR)、寬視場成像儀(WFI)三種感測器,滿足使用者對不同解析度及光譜波段遙感資料的要求。

CCD相機(CCD)

CCD相機在星下點的空間解析度為19.5米,掃描幅寬為113公裏。它在可見、近紅外光譜範圍內有4個波段和1個全色波段。具有側視功能,側視範圍為±32°。相機帶有內定標系統。

高解析度(HR)

2.36米解析度的HR相機

成像儀(WFI)

寬視場成像儀(WFI)有1個可見光波段、1個近紅外波段,星下點的可見解析度為258米,掃描幅寬為890公裏。由于這種感測器具有較寬的掃描能力,因此,它可以在很短的時間內獲得高重復率的地面覆蓋。WFI星上定標系統包括一個漫反射視窗,可進行相對輻射定標。

CBERS-01/02感測器

CCD相機(CCD):CCD相機在星下點的空間解析度為19.5米,掃描幅寬為113公裏。它在可見、近紅外光譜範圍內有4個波段和1個全色波段。具有側視功能,側視範圍為±32°。相機帶有內定標系統。

紅外多光譜掃瞄器(IRMSS) :紅外多光譜掃瞄器(IRMSS)有1個全色波段、2個短波紅外波段和1個熱紅外波段,掃描幅寬為119.5公裏。可見光、短波紅外波段的空間解析度為78米,熱紅外波段的空間解析度為156米。IRMSS帶有內定標系統和太陽定標系統。

寬視場成像儀(WFI) :寬視場成像儀(WFI)有1個可見光波段、1個近紅外波段,星下點的可見解析度為258米,掃描幅寬為890公裏。由于這種感測器具有較寬的掃描能力,因此,它可以在很短的時間內獲得高重復率的地面覆蓋。WFI星上定標系統包括一個漫反射視窗,可進行相對輻射定標。

CBERS-02B感測器

02B星是具有高、中、低三種空間解析度的對地觀測衛星,搭載的2.36米解析度的HR相機改變了國外高解析度衛星資料長期壟斷國內市場的局面,在國土資源、城市規劃、環境監測、減災防災、農業、林業、水利等眾多領域發揮重要作用。

CCD相機(CCD):CCD相機在星下點的空間解析度為19.5米,掃描幅寬為113公裏。它在可見、近紅外光譜範圍內有4個波段和1個全色波段。具有側視功能,側視範圍為±32°。相機帶有內定標系統。

高解析度相機(HR):2.36米解析度的HR相機

寬視場成像儀(WFI):寬視場成像儀(WFI)有1個可見光波段、1個近紅外波段,星下點的可見解析度為258米,掃描幅寬為890公裏。由于這種感測器具有較寬的掃描能力,因此,它可以在很短的時間內獲得高重復率的地面覆蓋。WFI星上定標系統包括一個漫反射視窗,可進行相對輻射定標。

主要用途

資源一號衛星是我國第一代傳輸型地球資源衛星,星上三種遙感相機可晝夜觀察地球,利用高碼速率數傳系統將獲取的資料傳輸回地球地面接收站,經加工、處理成各種所需的圖片,供各類使用者使用。

由于其多光譜觀察、對地觀察範圍大、資料信息收集快,特別有利于動態和快速觀察地球地面信息。

由于衛星設定多光譜觀察、對地觀察範圍大、資料信息收集快,並巨觀、直觀,因此,特別有利于動態和快速觀察地球地面信息。

該衛星在我國國民經濟的主要用途是;其圖像產品可用來監測國土資源的變化,每年更新全國利用圖;測量耕地面積,估計森林蓄積量,農作物長勢、產量和草場載蓄量及每年變化;監測自然和人為災害;快速查清洪澇、地震、林火和風沙等破壞情況,估計損失,提出對策;對沿海經濟開發、灘塗利用、水產養殖、環境污染提供動態情報;同時勘探地下資源、圈定黃金、石油、煤炭和建材等資源區,監督資源的合理開發。它將在我國國民經濟中發揮強有力的作用。

資源一號衛星又是我國空間事業對外合作的一個視窗,它進一步推動在航天領域方面我國和國際的交流與合作。

技術方案

資源一號衛星是顆三軸穩定,太陽同步軌道衛星。衛星包括有效載荷和服務系統兩部分,共由十五個分系統組成。衛星總質量為1540千克。星體為長方體,採用單翼太陽電池陣,本體外形尺寸為2000×1800×2250mm3。飛行狀態尺寸2000×8440×3215mm3。

星體採用分艙設計。

結構分系統有結構壁板、承力筒、星箭對接艙、大支架、太陽電池陣的基板和展開機構等組成。

服務艙有姿軌控、S波段測控、超短波測控、星上資料管理、電源和熱控等六個分系統。

電源採用太陽電池加鎘鎳蓄電池方案。

衛星姿態控製採用高精度的對地指向三軸穩定和太陽電池陣對日定向跟蹤和軌道調整方案。它由測量、控製和執行等三類設備組成。

測控由四個獨立信道(超短波和S波段)組成,具有測速、測距和測角功能,用測距音可單站定軌。

星上資料管理和測控在地面網站的配合下,完成衛星的跟蹤測軌、遙控、遙測和其他管理任務。

由于衛星在地球地面站視場較小,資料管理分系統採用星上電腦來管理收發的資料,衛星在故障時能"智慧型化"處理。

熱控以被動式溫控為主,電加熱主動溫控為輔的方案。

有效載荷艙有CCD相機、紅外掃瞄器(也稱紅外相機)、寬視場相機、圖像資料傳輸、空間環境監測和星上資料收集(DCS)等分系統。

CCD相機有藍、綠、紅、近紅外和全色等五個光譜段,採用推掃式成像技術獲取地球圖像信息。它隻在白天工作,並有側視功能(±32°)。

紅外掃瞄器有可見光、短波紅外和熱紅外共四個譜段,採用雙向掃描技術獲取地球圖像信息,它可晝夜成像。

寬視場相機具有紅光和近紅外譜段,由于掃描輻寬達890千米,因而五天內可對地球覆蓋一遍。

三台遙感器的圖像資料傳輸均採用X頻段。CCD相機資料傳輸分二個通道,紅外掃瞄器和寬視場相機共用第三個資料傳輸通道。

圖像資料經編碼、調製、變頻和功放由天線發射出射頻信號,在衛星經過地面站上空時,被地面站接收。

星上資料收集分系統利用地面設定的幾百個資料收集平台(DCP)收集的水文和氣象資料,通過星上轉發器即時地傳送到地面接收站。

衛星將用"長征四號乙"火箭在太原衛星發射中心發射。

資源衛星套用中心負責我國地面套用的整體工作。

系列歷史

CBERS-1

資源一號衛星(CBERS-1)經過方案、初樣和正樣等研製階段,于1998年8月完成了全部研製工作。隨後,進行了力學和空間環境的地面模擬試驗,于1999年10月14日由CZ-4B運載火箭在太原衛星發射中心順利發射升空。01星在軌穩定運行近五年,超出設計壽命近一倍

CBERS-02

CBERS-02 星在巴西空間研究院(INPE)進行總裝測試,于2003年10月21日由CZ-4B運載火箭在太原衛星發射中心發射升空,經在軌測試後于2004年2月12日正式交付使用。它接替01星繼續為中巴兩國提供衛星遙感資料服務。02星正在軌運行穩定。

CBERS-02B

CBERS-02B 星于2007年6月14日在北京完成相應準備工作,進入為期二十天左右的大型試驗階段,7月29日下午在北京通過出廠審定,已于9月19日11 時26分在太原衛星發射中心用"長征四號乙"運載火箭成功送入太空。

失敗經歷

中國在太原衛星發射中心用長征四號乙運載火箭發射中國與巴西合作研製的資源一號03星,火箭飛行過程中發生故障,衛星未能進入預定軌道。中巴雙方正在組織有關專家分析故障原因,雙方表示,對後續合作前景充滿信心。

中巴資源一號03星是第四顆中巴地球資源衛星。中巴資源一號03星原定將運行于高度為700餘公裏的太陽同步軌道,中巴各承擔了該衛星研製的50%任務。

長征四號乙運載火箭

長征四號乙運載火箭于1999年5月10日首次發射。高度45.576米,直徑3.35米,質量249.2噸,離地質量247噸,推力302.244噸。

17年三次發射失敗

從1996年至今,中國有過三次衛星發射失敗:

1996年2月15日,長征三號乙運載火箭發射國際通信衛星708。一個電子元器件的失效,導致火箭在飛行22秒後觸地爆炸,星箭俱毀,發射失敗,是中國航天史上一次重大事故。

1996年8月18日,"長征三號"火箭發射"中星七號",因火箭發動機第三級提前關機,發射失敗。

2011年8月18日17時28分,我國在酒泉衛星發射中心用"長征二號丙"運載火箭發射"實踐十一號04星"。火箭飛行過程中發生故障,衛星未能進入預定軌道。隨後"天宮一號"發射計畫因此作出相應調整。

互致賀電

習近平在賀電中說,中巴地球資源衛星合作項目開創了開發中國家在航天領域開展合作的成功先例。多年來,中巴地球資源衛星項目成果豐碩,為提高兩國科技水準,服務兩國經濟社會發展作出重要貢獻。04星成功發射,恰逢中國長征系列運載火箭第200次發射,展示了兩國科技合作最新成果和水準。希望雙方積極落實中巴航天合作十年計畫,加強科技創新合作,進一步充實中巴全面戰略伙伴關系內涵,造福兩國和兩國人民。

羅塞夫在賀電中說,不久前,我同習近平主席在二十國集團領導人布裏斯班峰會期間會見,一致認為巴中地球資源衛星合作體現了開發中國家科技創新合作潛力。我們秉承南南合作精神,將衛星圖像免費向非洲和拉美國家分享,具有歷史意義。04星成功發射有力推動了巴中全面戰略伙伴關系發展。巴方將繼續堅定支持巴中地球資源衛星合作。

取得成果

2014年12月9日,中國國家航天局對外公布了中巴地球資源衛星04星成功獲取的首批影像圖。該批影像圖像清晰,色彩豐富,質量優良,達到設計要求,這是04星取得的重大階段性成果。當天,中巴兩國航天局還簽署了雙方關于後續衛星合作項目的意向書。

中巴地球資源衛星04星于2014年12月7日在太原衛星發射中心成功發射。12月8日,04星5米全色/10米多光譜相機、20米多光譜相機、紅外多光譜相機首次開機成像,中國科學院對地觀測中心密雲接收站和喀什接收站順利完成資料接收。中國資源衛星套用中心完成標準產品生產,形成了首批影像圖。

中巴兩國後續將繼續開展04A星的合作,預計于2017年前後發射。中巴將以04星資料合作為基礎,開展遙感衛星圖像處理、質量評估和交叉定標,積極推動雙方在高解析度遙感衛星資料分發、接收、處理等方面的地面合作,可通過遙感集市完成資料採集、資料處理、產品生產、軟體研製、套用開發、系統集成、設備製造等一系列工作,推動兩國在防災減災、國土資源領域的套用合作。

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