2023年我国建设的民商低轨遥感卫星星座

文摘   2024-05-13 07:30   日本  
当前全球在轨遥感卫星超过1000颗2024年2月中国地理信息产业协会公众号发文《2023年我国新发射遥感卫星合集》,其中提到2023年我国就发射了160余颗遥感卫星。160余颗遥感卫星搭载了各种类型的传感器,包括多光谱(视频)、高光谱、合成孔径雷达、热红外、GNSS掩星探测仪、微波辐射计、微光、磁力仪等,这些卫星中主要是商业遥感卫星,而且绝大部分都是有计划的低轨遥感卫星星座组成卫星,有的是星座建设的试验先导星、有的是成熟的星座建设部署卫星。

下介绍什么是低轨遥感卫星星座和2023年国内建设的低轨遥感卫星星座。

‍‍一、

什么是低轨遥感卫星星座

卫星星座(Satellite Constellation)是一组作为一个系统协同工作的人造卫星。如图1所示GPS(Global Positioning System,全球定位系统)卫星星座的24颗星平均分布在6个轨道面。导航卫星的代表星座有美国GPS、中国北斗、欧洲伽利略等;通信(互联网)卫星代表星座有美国星链(Starlink)、英国一网(OneWeb)等。
1 GPS卫星星座图(来自维基百科)▼

低轨也叫近地轨道(Low Earth Orbit, LEO),是指以地球为中心离地球表面高度不超过2000千米的轨道,低轨遥感卫星一般在450-800千米高度;低轨遥感卫星星座是指由颗低轨遥感卫星组成的一个卫星系统,通过协同工作,实现对地球表面及大气的全面、连续、高效的观测。这些卫星被设计部署在同一轨道或混合轨道上,以组网协同工作来提高对地观测的覆盖范围和重复频次。

图2 Planet公司的鸽群和天空卫星低轨遥感卫星星座(来自Planet公司)▼

一般来说,遥感星座的组网卫星及其载荷是一样的,有同样或相似的轨道,这样保证稳定的重访频次和一致性较强的数据供给。但实际上现在低轨遥感卫星星座也存在较多的混合部署情况,星座卫星及其载荷不一样,多个不同的轨道。总的来说低轨遥感卫星星座的主要优势包括:
(1)高频率观测多颗卫星的协同工作可以实现更频繁的观测,增加对地球变化观测时间分辨率。
(2)任务协同性星座中的卫星可以共同执行某些特定任务,如联合观测某个区域的自然灾害等,从而更好地满足各类应用的数据需求。
(3)故障冗余若星座中的某颗卫星出现故障,其他卫星仍能提供数据,从而保障卫星系统及其连续观测的可靠性。
(4)数据互补性:混合遥感星座不同卫星搭载不同类型的传感器,例如多光谱、合成孔径雷达、高光谱、微光、红外等,通过协同观测,可以提供多源、多波段的数据,增强信息获取的多样性。
(5)全球观测覆盖由于多颗卫星分布在不同轨道上或相邻轨道上,星座能够提供更全面的地球观测覆盖,减小数据缺失区域。

以上提到的优势并不是所有低轨遥感卫星星座的都具备,它们会有其中几点或全部。

二、2023年国内发射建设的低轨遥感卫星星座

2023年初由ScottLiang原创的中国民用商业卫星星座全景图(见图3)总结:截止到2023年3月30日,全国超过26个省份有星,发布超过70个星座(包括通信、导航和遥感卫星)。从规划来看,2023年以及未来发射的民商卫星会有一个急剧的增长,而过去的2023年显示遥感卫星的发射数量有明显增长,而且多是低轨遥感卫星星座建设卫星。

图3 中国民用商业卫星星座全景图(来自ScottLiang)▼

表1对2023年国内建设的低轨遥感卫星星座进行了汇总,可以看出国内商业低轨遥感卫星星座(除了环境减灾二号星座外均为商星)建设进入了蓬勃发展期,2023年上天的星座卫星不仅数量多,而且载荷类型也呈现多样化。吉林一号卫星星座是全球最大的亚米级商业遥感卫星星座,预计2025年完成138星组网,均为光学遥感卫星。天目一号气象星座是搭载新型载荷的专用气象星座。金紫荆星座、女娲星座、星池计划星座、四象星座、齐鲁星座和环境减灾二号星座均为多类型卫星星座,组网协同和星座运行会更为复杂。

表1 2023年国内建设的低轨遥感卫星星座表

三、总结

截至2022年底我国民用遥感卫星在轨工作294颗(数据来自《中国地理信息产业发展报告(2023)》),而2023年一年国内发射的遥感卫星就比在轨民用遥感卫星的一半还多,并且从以往的单或小星座部署转向了大规模低轨遥感卫星星座部署建设。2024年初,东方慧眼高分01星升空,开启了东方慧眼星座的建设,该星座计划在2027-2030年建成全球服务系统,高分辨率光学、雷达和高光谱卫星的数量将达到200颗以上。预计未来国内还会有更多的低轨遥感卫星星座卫星发射并投入运营,同时也期待更好用的数据产品和信息服务。

 

(全文完)

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