高分卫星系列介绍及其传感器参数

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高分卫星

高分一号

高分一号卫星(GF-1)于2013年4月26日成功发射,牵头主用户为自然资源部,其他用户包括农业农村部、生态环境部等。卫星搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机,四台16m分辨率多光谱相机。

单星上同时实现高分辨率与大幅宽的结合,2m高分辨率实现大于60km成像幅宽,16m分辨率实现大于800km成像幅宽,适应多种空间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据综合需求,满足不同应用要求。

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GF-1的传感器为多光谱传感器,共有两种类型的相机,分别是:

“高分相机”-“PMS”,由两台相机组成,PMS1、PMS2;

“宽幅相机”-“WFV”,由四台相机组成,WFV1、WFV2、WFV3、WFV4

GF-1 PMS

GF-1 PMS相机可以获取2米的全色黑白图像、8米多光谱彩色图像(蓝、绿、红、近红外4个波段)以及多光谱和全色融合之后的2米真彩产品。

GF-1 WFV

GF-1 WFV相机可以获取16米多光谱彩色图像(蓝、绿、红、近红外4个波段)。GF-1卫星装载了WFV1、WFV2、WFV3和WFV4四个WFV传感器,同时成像的幅宽可达800公里左右。
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高分二号

高分二号卫星(GF-2)于2014年8月19日成功发射,是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1米的民用光学遥感卫星。GF-2星牵头主用户为自然资源部,其他用户包括住房和城乡建设部、交通运输部、国家林业和草原局等。卫星搭载有两台高分辨率1米全色、4米多光谱相机实现拼幅成像。

GF-2星作为我国首颗分辨率达到亚米级的宽幅民用遥感卫星,其在设计上具有诸多创新特点,突破了亚米级、大幅宽成像技术;宽覆盖、高重访率轨道优化设计可使卫星侧摆±23°的情况下,即可实现全球任意地区重访周期不大于5天,在卫星侧摆±35°的情况下,重访周期还将进一步缩小;高稳定度快速姿态侧摆机动控制技术在轨实现了150s之内侧摆机动35°并稳定;卫星无控制点定位精度达到20-35m,还具有智能化的星上自主管理能力。GF-2星下点空间分辨率可达0.8米,标志着我国遥感卫星进入了亚米级“高分时代”。

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高分三号

高分三号卫星(GF-3)于2016年8月10日成功发射,是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星,自然资源部为其主用户。

GF-3星的分辨率可以达到1米,是世界上分辨率最高的C频段、多极化卫星。同时卫星获取的微波图像性能高,不仅可以得到目标的几何信息,还可以支持用户的高定量化反演应用;卫星具备12种成像模式,涵盖传统的条带成像模式和扫描成像模式,以及面向海洋应用的波成像模式和全球观测成像模式;功率达万瓦级,可以获取高性能的微波图像,同时是我国首颗连续成像时间达到近小时量级的合成孔径雷达卫星;卫星成像幅宽大,与高空间分辨率优势相结合,既能实现大范围普查,也能详查特定区域,可满足不同用户对不同目标成像的需求。

GF-3星在系统设计上进行了全面优化,具有高分辨率、大成像幅宽、多成像模式、长寿命运行等特点,主要技术指标达到或超过国际同类卫星水平,显著提升了我国对地遥感观测能力,是高分专项工程实现时空协调、全天候、全天时对地观测目标的重要基础。

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高分四号

高分四号卫星(GF-4)于2015年12月29日在西昌卫星发射中心成功发射,是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星,搭载了一台可见光50米/中波红外400米分辨率、大于400公里幅宽的凝视相机,采用面阵凝视方式成像,具备可见光、多光谱和红外成像能力,设计寿命8年,通过指向控制,实现对中国及周边地区的观测。高分四号卫星可为我国减灾、林业、地震、气象等应用提供快速、可靠、稳定的光学遥感数据,为灾害风险预警预报、林火灾害监测、地震构造信息提取、气象天气监测等业务补充了全新的技术手段,开辟了我国地球同步轨道高分辨率对地观测的新领域。 同时,高分四号卫星在环保、海洋、农业、水利等行业以及区域应用方面,也具有巨大潜力和广阔空间。高分四号卫星主用户为民政部、国家林业和草原局、中国地震局、中国气象局。

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高分五号

高分五号卫星(GF-5)和高光谱观测卫星(GF-5B卫星)是空基规划中部署建设的高光谱卫星,分别于2018年5月9日和2021年9月7日成功发射,是世界上第一颗同时对陆地和大气进行综合观测的卫星,自然资源部为其主用户。

GF-5星首次搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、大气主要温室气体探测仪、大气多角度偏振探测仪、大气环境红外甚高分辨率探测仪、可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪共6台载荷,可对大气气溶胶、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷、水华、水质、核电厂温排水、陆地植被、秸秆焚烧、城市热岛等多个环境要素进行监测。高分五号卫星所搭载的可见短波红外高光谱相机是国际上首台同时兼顾宽覆盖和宽谱段的高光谱相机,在60千米幅宽和30米空间分辨率下,可以获取从可见光至短波红外(400~2500nm)光谱颜色范围里,330个光谱颜色通道,颜色范围比一般相机宽了近9倍,颜色通道数目比一般相机多了近百倍,其可见光谱段光谱分辨率为5纳米,可对内陆水体、陆表生态环境、蚀变矿物、岩矿类别进行有效探测,为环境监测、资源勘查、防灾减灾等行业提供高质量、高可靠的高光谱数据。

高光谱观测卫星搭载7台载荷,包括可见短波红外高光谱相机(AHSI)、全谱段光谱成像仪(VIMI)、大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)、吸收性气溶胶探测仪(AAS)、大气主要温室气体监测仪(GMI)、大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)、高精度偏振扫描仪(POSP)与大气气溶胶多角度偏振探测仪,涵盖从紫外到长波红外谱段,融合了成像技术和高光谱探测技术,可实现空间信息、光谱信息和辐射信息的综合观测,是继高分五号卫星之后的又一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。高光谱观测卫星在地物精细分类、矿区矿物信息提取、矿山地质环境监测、矿山矿物信息精细提取与丰度定量等地质调查、植被生态分析、水环境监测、水质参数反演等方面具备突出的应用能力,将在识别地表成分、植被监测,农林变化,水域污染监测,矿藏勘测,遥感地质填图,国土监测,灾害监测等行业应用发挥更大的作用。

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高分六号

高分六号卫星(GF-6)于2018年6月2日成功发射,主要应用于精准农业观测、林业资源调查等行业,自然资源部为其主用户。该星实现了8谱段CMOS探测器的国产化研制,国内首次增加了能够有效反映作物特有光谱特性的“红边”波段,大幅提高了农业、林业、草原等资源监测能力。

GF-6星配置2米全色/8米多光谱高分辨率相机、16米多光谱中分辨率宽幅相机,2米全色/8米多光谱相机观测幅宽90公里,16米多光谱相机观测幅宽800公里。GF-6星与GF-1星组网运行后,将使遥感数据获取的时间分辨率从4天缩短到2天,将为农业农村发展、生态文明建设等重大需求提供遥感数据支撑。

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高分七号

高分七号卫星(GF-7)于2019年11月3日成功发射,牵头主用户为自然资源部,其他用户包括住房和城乡建设部、国家统计局等。

高分七号卫星运行于太阳同步轨道,设计寿命8年,搭载的两线阵立体相机可有效获取20公里幅宽、优于0.8m分辨率的全色立体影像和3.2m分辨率的多光谱影像。搭载的两波束激光测高仪以3Hz的观测频率进行对地观测,地面足印直径小于30m,并以高于1GHz的采样频率获取全波形数据。卫星通过立体相机和激光测高仪复合测绘的模式,实现1:10000比例尺立体测图,服务于自然资源调查监测、基础测绘、全球地理信息资源建设等应用需求,并为住房与城乡建设、国家调查统计等领域提供高精度的卫星遥感影像。
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