2014年世界遥感卫星回顾

刘佳（北京空间科技信息研究所）

2014年，国外共计发射了100颗遥感卫星，其中，军用遥感卫星9颗，民商用遥感卫星91颗，而高分辨率光学卫星数量达到8颗，高分辨率雷达卫星仅3颗，光学卫星数量占明显优势，质量小于100kg的卫星78颗，环境观测和气象卫星共11颗。

2014年，世界遥感卫星技术迅速发展，美国、欧洲、中国、日本、以色列、韩国、印度的卫星都具备拍摄亚米级全色分辨率的能力；美、欧、日具备优于2m多光谱分辨能力。在高分辨率光学成像方面，美国独占鳌头，其民用卫星能力达到甚至超过其他国家军用光学成像侦察卫星水平。随着高分－2卫星的发射，我国民用遥感卫星也进入亚米级“高分时代”。高分辨率遥感卫星已带来巨大的经济和军事效益，广泛应用于国防、基础设施和工程建设、自然资源监测、能源监测、位置服务、海事和灾害管理等领域。

1 美国—提升高分辨率卫星性能，大力发展高分辨率微纳卫星星座

美国高分辨率遥感卫星已全面进入亚米级分辨率时代，均具备较高的姿态敏捷能力，图像定位精度也很高。

2014年7月1日，美国用德尔他－7320（Delta－7320）火箭将轨道碳观测－2（OCO－2）卫星发射升空。该卫星采用轨道科学公司（OSC）的低轨道星－2（LEOStar－2）卫星平台，质量455kg，载有3台高分辨率光谱仪，是美国首个检测大气二氧化碳的卫星，以便更好地了解碳循环以及自然过程和人类活动对温室气体二氧化碳含量和分布的影响，跟踪并量化全球二氧化碳源及其随时间的变化情况，使科学家更好地进行气候变化预测。

美国轨道碳观测－2卫星在轨飞行示意图

2014年7月8日，美国用联盟－2.1b火箭将天空卫星－2（Skysat－2）发射升空。该卫星是天空盒子成像公司（Skybox Imaging）研制和运营的第2颗试验光学对地观测卫星。美国天空盒子成像公司是该领域的领头企业，其研制的“天空卫星”系列是创新型商业视频（高频成像）对地观测小卫星，最终将建成由24颗卫星组成的星座，星座重访时间优于8h。“天空卫星”质量约91kg，运行在高600km的太阳同步轨道，采用由碳化硅制造的里奇-克莱琴（R-C）反射光学成像系统。同时，“天空卫星”具有俯仰、滚动、偏航3个方向的高敏捷侧摆能力。“天空卫星”是全球首颗100千克级亚米级分辨率卫星，其首颗卫星的成本为5000万美元。

为了大规模批量制造“天空卫星”，并推进全球数据分发，2014年2月，天空盒子成像公司与劳拉空间系统公司（SS/L）签订了卫星制造合同。根据合同要求，劳拉空间系统公司将利用天空盒子成像公司提供的卫星设计方案，为后者制造13颗商业高分辨率对地观测卫星。

2014年8月13日，美国数字地球公司（DigitalGlobe）的世界观测－3（WorldView－3）卫星搭乘宇宙神－5（Atlas－5）火箭成功发射，标志着美国再一次刷新了商用光学成像卫星空间分辨率的世界纪录。世界观测－3的主承包商为鲍尔航空航天技术公司（BATC），其全色分辨率为0.31m，多光谱分辨率为1.24m，短波红外分辨率为3.7m，幅宽为13.2km，其空间分辨率为30m，平均重访周期小于1天，从而提升了在环境监测和灾害快速响应方面的应用能力，无地面控制点图像定位精度接近航空遥感图像水平。世界观测－3能极大地增强美国地理信息情报收集能力和美国在商业遥感市场的竞争力，该卫星不但在全色和多光谱分辨能力上得到很大提升，而且光谱更加细分，具备了更加细致的光谱分辨能力，且增加了短波红外观测谱段，使之具备一定的夜间军事侦察能力。

2014年，美国在1月9日、6月19日、7月13日和10月28日先后4次发射“鸽群”（Flock）系列卫星，其中前3次成功，最后1次失败，共发射了93颗卫星，成功发射了67颗。“鸽群”为3U立方体对地观测卫星，分辨率为3～5m，由行星实验室公司（Planet Labs）制造和运营。第1次发射的28颗由“天鹅座”（Cygnus）货运飞船带入“国际空间站”后释放，运行轨道为415km/419km，轨道倾角为51.6°，由28颗卫星组成对地观测星座。主要载荷是光学望远镜，可获得高分辨率图像，通过S频道下传。2014年2月11日由日本“希望”实验舱（JEM）小卫星轨道释放器（JSSOD）首次放出。第二次由火箭直接发射的11颗“鸽群”星座卫星运行在高630km、倾角98°的极轨道上。第三次发射的28颗“鸽群”卫星由“天鹅座”货运飞船带入“国际空间站”后释放，运行轨道与第1次发射的卫星相同，主要载荷为孔径90mm的光学望远镜。第4次发射因火箭爆炸而失败。

在军用遥感卫星方面，2014年4月3日，国防气象卫星计划－5D3－19（DMSP－5D3－19）卫星由宇宙神－5火箭发射升空。该卫星是第4颗第7代“国防气象卫星计划”卫星，功率2200W，在轨测试时间2个月。“国防气象卫星计划”系统用于战略和战术气象预测，有助于军方规划海面、陆地和空中行动。与上一代卫星相比，第7代“国防气象卫星计划”系列卫星装有更先进的敏感器载荷和姿控系统、更强大的星载计算机、更多存储空间、更高的数据率和更大的电池容量。（详情请看《国际太空》2014年第7期）

欧洲空客防务与空间系统公司的4颗光学对地观测卫星组网

2014年4月10日，美国用宇宙神－5火箭成功发射了水星－F/O－1（Mercury－F/O－1）卫星。该卫星载荷秘密，根据已知信息推断，此秘密载荷可能是电子侦察卫星（ELINT），也有可能是下一代电子侦察卫星。

2014年7月24日，美国用德尔他－4M火箭将2颗“地球同步空间态势感知计划”（GSSAP）卫星和1颗“局部空间自主导航制导试验”（ANGELS）卫星发射升空。“地球同步空间态势感知计划”卫星是由美国空军运营，由一系列卫星组成，用于观测其他卫星的计划。“地球同步空间态势感知计划”卫星通过空间侦察网络（SSN）传感器收集空间态势感知数据，用于精确确定人为空间目标的特性。单颗卫星质量650～700kg，载有电光学敏感器，能够通过跟踪卫星的行为获得地球静止轨道卫星的特性，记录卫星的频繁机动。卫星还载有无线电敏感器，跟踪卫星的无线电发射，获得卫星的身份和行动，同时传回轨道跟踪数据，避免地球静止带上的卫星碰撞。（详情请看《国际太空》2014年第11期）

2 欧洲—光学雷达双管齐下，全面提升观测能力

欧洲利用低轨中、高分辨率卫星组网，提高重访能力。目前，欧洲空客防务与空间系统公司（EADS）在轨的4颗商用光学成像卫星已组网运行，这4颗卫星是斯波特－6（SPOT－6），以及昴宿星－1A 、1B（Pleiades－1A、1B）和2014年6月30日发射的斯波特－7卫星。4颗光学卫星星座位于同一轨道平面，彼此相隔90°。该星座具备每日2次的重访能力，由“斯波特”卫星提供大幅宽普查图像，“昴宿星”针对特定目标区域提供0.5m的详查图像。

斯波特－7是高分辨率宽幅成像卫星，采用天体卫星－250（AstroSat－250）卫星平台，发射质量720kg，功率1200W，寿命10年。它载有新型“天体卫星”光学成像模块仪（NAOMI），获取光学图像，确保“斯波特”卫星的数据连续。该光学成像模块仪覆盖60km地面幅宽，单程镶嵌成像时幅宽达120km，可见光和近红外频段全色成像模式下分辨率达2m、多光谱模式下分辨率达8m。

在高分辨率成像卫星技术上，欧洲光学卫星技术稍逊于美国，但在雷达成像卫星技术上相较于美国毫不逊色。

2014年4月3日，在法属圭亚那发射场由联盟－S T B/弗雷盖特－M T火箭发射了哨兵－1 A（Sentinel－1A）卫星，它是欧洲“哥白尼”计划的首颗卫星。该卫星发射质量2300kg，由欧洲航天局（ESA）研制。卫星采用“意大利多用途可重构卫星平台”（PRIMA），总功率4800W，寿命末期功率4400W。哨兵－1A在太阳同步轨道有2颗卫星，提供连续的C频段合成孔径雷达数据供欧洲使用，并有助于全球对地观测系统任务，可全天候成像，提供高分辨率数据。其干涉宽幅模式覆盖250km地面幅宽，分辨率5m，方位分辨率20m。它也可以工作在双极化模式，带条模式数据产品分辨率1.7m×4.3m～3.6m×6.9m，干涉模式分辨率2.7m×22m～3.5m×22m，超宽幅模式分辨率7.9m×42m～14.3m×43m，波形模式分辨率2.0m×4.8m～3.1m×4.8m。（详情请看《国际太空》2014年第5期）

西班牙采用引进和合作研制的方式发展民商高分辨率成像卫星。西班牙与韩国合作，整星引进了韩国研制的德莫斯－2（Deimos－2）光学卫星，与德国合作研制“帕斯”（Paz）雷达卫星。德莫斯－2于2014年6月19日由“第聂伯”（Dnepr）火箭成功发射，其质量310kg，全色分辨率达到0.75m，多光谱分辨率4m，幅宽12km，能够侧摆30°～45°。德莫斯－2平台采用韩国开创（SI）公司研制的SI－300平台，有效载荷是开创公司研制的地球观测系统－D （EOS－D）光电相机。

3 俄罗斯—民用遥感卫星领域止步不前，重点发展军用成像侦察系统

西班牙德莫斯－2光学卫星

近两年，俄罗斯航天发展屡遭重挫，作为其重点发展的遥感卫星也是举步维艰。俄罗斯民用遥感卫星以“资源”（Resurs）系列为主，目前只有2颗卫星在轨工作，即2013年6月成功发射的资源－P1和2014年12月26日联盟－2.1b火箭发射的资源－P2卫星。资源－P2运行在高度475km、倾角97.28°的太阳同步轨道，设计寿命5年。其主有效载荷为1m全色/4m多光谱高分辨率相机，包含4个通道，幅宽38km，另外还带有宽覆盖多光谱相机和高光谱相机。其高光谱相机焦距200mm，全色分辨率11.9m，5通道多光谱分辨率23.8m，幅宽97.2km，共有216个通道，空间分辨率25～30m，光谱分辨率5～10nm，幅宽30km；其宽覆盖多光谱相机焦距200mm，全色分辨率59.4m，5通道多光谱分辨率118.8m，幅宽441.6km。2台相机同步工作，共同完成多光谱成像任务。

2014年7月8日，俄罗斯用联盟－2.1b火箭将流星－M2（Meteor－M2）卫星发射升空。该卫星是俄罗斯第4代气象卫星中的第2颗，质量2700kg，载荷质量1200kg，载有光学和微波遥感载荷。

尽管民用遥感卫星发展缓慢，但俄罗斯对军用遥感卫星的发展却毫不含糊。2014年5月6日，俄罗斯用联盟－2.1a火箭发射了宇宙－2495（Kosmos－2495）卫星。这是一颗大型军用光学侦察卫星，由进步中央特种设计局研发，采用琥珀－4 K 2 M（Yantar－4K2M）卫星平台，发射质量6600kg。卫星包括服务舱、仪器舱和有效载荷舱。服务舱长1.2m，包括卫星推进系统；仪器舱长约1m，包括所有的支持系统、电池、导航设备、图像系统和姿控系统；有效载荷舱包括光学成像系统，最高可实现0.3m地面分辨率。2014年9月27日，在拜科努尔发射场由质子－M/微风－M火箭发射了宇宙－2501，又称奥林帕斯－K1（Olymp－K1）。这是一颗由信息卫星系统-列舍特涅夫公司研制，俄罗斯国防部和俄联邦安全局运营的，专门用于政府安全通信和电子侦察的卫星。2014年12月19日，俄罗斯“飞箭”（Strela）火箭成功发射了秃鹰－E1（Kondor－E1）卫星。

采用“先进观测卫星”平台的日本对地观测卫星

4 日本—积极发展遥感卫星，支持外交及军事侦察能力提升

2014年2月27日，在日本种子岛由H－2A火箭发射了“全球降水测量”（GPM）的主卫星。该卫星是由美国航空航天局（NASA）和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）牵头、多机构参与的全球降水测量任务，目标是建立每隔2～4h获得全球降水数据的星座，获得全球降雨分布、动态云图、降雨过程和相关物理过程的信息。卫星上载有2台仪器，双频降雨雷达和微波成像仪，可获得精确的雨量测量、动态云图信息、降雨过程。（详情请看《国际太空》2014年第4期）

2014年10月7日，由三菱重工业公司的H－2A－25火箭将向日葵－8（Himawari－8）成功发射。该卫星是利用三菱电机公司（Melco）采用DS－2000卫星平台为日本气象厅研制的新型气象卫星，也是日本的首颗第3代气象卫星。向日葵－8长约8m（含单太阳电池翼），发射质量约3500kg，设计寿命为15年，执行飞行任务寿命长于8年。该卫星搭载了世界上最先进的下一代气象观测遥感器（AHI）—可见光红外红外辐射计，与以往气象观测遥感器相比，不仅大幅度地提高了空间分辨率，观测频段数翻番，观测能力也大幅度提高，数据处理能力也明显加强。（详情请看本期另文）

2014年，日本拥有了2颗自己的民用高分辨率遥感卫星，一颗是2014年5月24日发射的先进陆地观测卫星－2（ALOS－2）雷达成像卫星，另一颗是2014年11月6日发射的具备新系统结构的先进观测卫星－1（ASNARO－1）光学成像卫星。日本在对地成像方面已经处于世界先进行列。光学成像分辨率优于0.5m，雷达卫星分辨率最高达1m。同时，日本积极发展小卫星高分辨率成像技术，其500千克级新卫星平台验证星已发射成功，未来极可能用于军事侦察。

日本积极发展“先进观测卫星”系列商业光学成像卫星，以增强和补充本国的军事侦察能力，并试图凭借这类卫星在国际卫星出口市场占据一席之地。先进观测卫星－1是日本新型“先进观测卫星”对地观测卫星平台的首发星，由日本电气公司（NEC）和无人空间实验系统研究开发机构（USEF）共同开发。“先进观测卫星”卫星平台具有极高的任务适应性，可搭载4种有效载荷，包括高分辨率光学成像载荷、高分辨率合成孔径雷达、超光谱遥感器和红外遥感器。该卫星质量小于500kg，以全色分辨率优于0.5m、多光谱分辨率优于2m的较高分辨能力与美欧等国家的大型昂贵成像卫星展开竞争。

先进陆地观测卫星－2雷达成像卫星主要用于调查自然灾害、评估灾后重建、监测热带雨林变化、环境保护等诸多民用领域。三菱电机公司作为主承包商，负责建造先进陆地观测卫星－2卫星平台、成像载荷地面系统，以及提供数据处理和卫星运管服务。（详情请看《国际太空》2014年第5期）

500千克级的“先进观测卫星”平台在性能方面可与几吨量级的大型成像卫星相媲美，且先进观测卫星－1成本约7400万美元，约为美国世界观测－2的1/5。“先进观测卫星”系列卫星具有高分辨率能力、高敏捷能力、低成本和小型化的特点。

日本先进陆地观测卫星－2在轨飞行示意他

5 韩国—强化军民两用遥感卫星能力，商用遥感卫星已打开国际市场

韩国以“韩国多用途卫星”（KOMPSAT）系列卫星为主要发展项目，带动韩国航天技术和产业的发展，为韩国军民用户以及国外商业用户提供卫星图像产品。“韩国多用途卫星”涵盖光学和雷达两种类型，通过引进国外技术发展高分辨率卫星能力。目前，其光学最高分辨率达0.7m，雷达最高分辨率达1m。在为韩国政府和军方提供卫星图像服务的同时，还积极推动“韩国多用途卫星”的卫星图像产品的商业运作，向全球用户销售高分辨率图像。

韩国通过开创公司在国际遥感卫星出口市场占据一席之地。开创公司是从韩国科学技术高级研究院（KAIST）下属的韩国卫星技术研究中心（SaTReC）以技术转移方式独立出来的商业遥感小卫星公司，该公司已研制了“天眼”（SpaceEye）系列卫星系统级产品、“开创”系列卫星平台产品和“地球观测卫星”系列光学成像载荷产品，其地球观测卫星－D具有高分辨率成像能力，甚至打开了欧洲市场的大门。

阿联酋的迪拜卫星－2（Dubaisat－2）和西班牙的德莫斯－2都是基于天眼－1建造的。天眼－1是韩国开创公司第三代系统级产品，采用SI－300平台和地球观测卫星－D光电相机，为300千克级、分辨率1米级/4米级的对地观测小卫星。德莫斯－2于2014年6月19日由“第聂伯”火箭成功发射，质量310kg，全色分辨率达到0.75m，幅宽12km，能够侧摆30°～45°。（详情请看《国际太空》2014年第9期）

6 中国—“高分”系统稳步升级，民用遥感应用发展迅速

2014年，中国遥感卫星按照原定计划稳步发展，遥感图像应用范围和领域进一步扩大。2014年3月31日，在酒泉发射中心用长征－2C火箭顺利将实践－11的06星送入太空，10月27日，实践－11的08星升空，这2颗卫星主要用于空间科学与技术试验。

2014年8月9日，在酒泉发射中心用长征－4C火箭将遥感－20A、20B和20C成功发射升空。此后，又在11月14日、11月20日、12月10日、12月27日，分别发射了遥感－23，遥感－24，遥感－25A、25B、25C，遥感－26，这些遥感卫星为我国的科学试验、国土资源普查、农作物估产和防灾减灾发挥重要的作用。

2014年8月19日，高分－2卫星在太原卫星发射中心由长征－4B火箭成功发射，标志着我国遥感卫星进入亚米级“高分时代”。高分－2是我国高分专项工程的第2颗光学遥感卫星，对于我国遥感卫星技术及应用产业发展具有重要的意义。高分－2配置了2台相同的分辨率为1m全色/4m多光谱组合而成的相机。相机采用了小相对孔径的设计理念，质量和体积为传统方案的1/3，达到国际先进水平，是我国目前焦距最长、分辨率最高的民用航天遥感相机，也是国际上同等分辨率幅宽最大的遥感相机。高分－2获取的高分辨率数据将为在国土资源调查与监测、城市精细化管理、综合交通服务、林业调查与监测等领域发挥重要作用，最大限度满足用户需求，给人们的生产生活带来便利。（详情请看《国际太空》2014年第8期）

2014年12月7日，“中巴地球资源卫星”的04星在太原发射场成功发射，确保了“中巴地球资源卫星”系统长期连续的稳定运行，对促进航天领域的国际合作具有重要的意义。该卫星采用三轴稳定，运行在太阳同步轨道，总质量小于2000kg，电源功率2300W,采用镉-镍电池2×50A·h，指向精度为0.1°，测量精度为0.03°，数据传输速率为304Mbit/s。星体采用分舱设计，包括有效载荷和卫星平台两部分。星上配置了4台光学遥感载荷：1台分辨率为5m/10m的全色多光谱相机、1台分辨率为40m/80m的红外相机、1台分辨率为20m的多光谱相机和1台分辨率73m的宽视场相机。（详情请看《国际太空》2014年第12期）

12月31日，我国在西昌卫星发射中心用长征－3A火箭成功发射了风云－2G卫星，这是地球静止轨道卫星工程的第2颗业务应用卫星，也用于获取可见光、红外云图和水汽分布图，收集气象、海洋、水文监测数据，从而为我国农业、水利、林业、海洋、交通等提供持续的全球及区域气象信息，为政府决策、防灾减灾和经济社会发展提供服务。

7 其他国家

除美、欧、俄、日、韩外，在其他航天国家中，2014年以色列发射了其自主研发的遥感卫星，而埃及、阿联酋、哈萨克斯坦等均通过国际合作，从他国引进卫星。

2014年4月9日，以色列在帕尔玛奇姆空军基地用沙维特－2（Shavit－2）火箭成功发射了地平线－10（Ofeq－10）雷达成像侦察卫星。该卫星由以色列航空工业公司研制，载有与“技术合成孔径雷达”（TecSAR）卫星相似的合成孔径雷达（SAR），质量约100kg，功率1600W，包括大型阵馈和可展开网状天线，采用X频段，中心频率9.59GHz。其雷达可运行在宽测绘带扫描合成孔径雷达模式，分辨率8m，聚束模式可获得最高的分辨率（优于1m），带条模式成像沿飞行方向分辨率3m，镶嵌模式下获取多个目标区域画面，组合形成给定区域的一幅较大图像，分辨率1.8m。以色列利用“地平线”光学成像侦察卫星技术发展军商两用的“地球遥感观测卫星”（EROS）系列，向全球客户提供高分辨率商业卫星遥感图像。

哈萨克斯坦对地观测卫星－1示意图

2014年4月16日，俄罗斯用联盟－U火箭在拜科努尔发射场成功发射了埃及卫星－2（EgyptSat－2），该卫星由埃及与俄罗斯合作研制，其全色分辨率1m，多光谱分辨率4m。俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团（RSC Engergia）作为主承包商负责卫星平台研制、方位有限责任公司（OAO Peleng）和地球信息系统科学与工程国家单一制企业（NIRUP Geoinformatsionnye Sistemy）作为分包商负责有效载荷的研制，阿斯特留姆公司也参与了载荷的研制。该卫星发射质量1050kg，最大功率3000W，运行寿命11年。

哈萨克斯坦与欧洲空客防务与空间系统公司合作研制了哈萨克斯坦对地观测卫星－1（KazEOSat－1），于2014年4月30日在拜科努尔发射场由质子－M/微风－M火箭发射成功。其全色分辨率1m，多光谱分辨率4m，幅宽20km。哈萨克斯坦对地观测卫星－1与斯波特－6采用相同的天体卫星－500MK2卫星平台，载荷为空客防务与空间系统公司研制的“新型天体卫星平台光学模块化设备”（NAOMI）。