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1、2003年7月遥测遥控·1·我国卫星光学遥感技术的成就与新世纪展望王怀义李大耀崔绍春(北京空间机电研究所北京100076)文摘介绍我国已发射的光学型对地观测卫星和研制成功的航天光学遥感器,展示中国在卫星遥感领域取得的成就,并展望新世纪卫星光学遥感技术的发展。主题词人造卫星遥感技术光学遥感器前言1970年4月24日,我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功,成为世界上第五个独立研制和发射人造地球卫星的国家。截至2002年5月,在长征系列运载火箭发射成功的卫星中,我国自行研制的卫星有52颗,其中28颗是对地观测卫星。至2000年底,成功地发射了返回
2、式遥感卫星、气象卫星和地球资源卫星等三种类型对地观测卫星。新世纪初,我国又成功地发射了海洋一号卫星和资源二号卫星第二颗星,即将发射的还有资源一号卫星第二颗星,此外,还要发射环境与灾害监测小卫星。在21世纪初(头十年或稍后一个时期),上述五种卫星将形成系列,建立起长期稳定运行的卫星对地观测体系,实现对我国及周边地区甚至全球的陆地、大气、海洋的立体观测和动态监测。卫星上的遥感器,全部由我国自行研究、设计、制造。它们可分为航天光学遥感器和航天微波遥感器两大类,前者又称为航天相机。本文简要叙述已发射的遥感卫星,着重叙述航天相机的成就,展望在21世纪初的
3、发展前景。1我国的光学型对地遥感卫星我国于20世纪发射的光学型对地遥感卫星有3类:返回式遥感卫星、气象卫星和地球资源卫星。2002年5月15日,又发射了海洋卫星,到2005年还将发射环境与灾害监测小卫星。其中返回式卫星和资源卫星由中国空间技术研究院负责研制,气象卫星由上海航天技术研究院负责研制,海洋卫星和环境卫星由中国空间技术研究院东方红卫星有限公司研制。在21世纪初,上述五类卫星还将发射后继星,形成系列。1.1返回式遥感卫星这是我国最早研制的实用型卫星。第一颗返回式遥感卫星于1975年11月26日在酒泉航天发射基地升空,运行3天后返回地面,使
4、我国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。到1996年10月,共发射并成功回收17颗返回式遥感卫星。3种类型的返回式遥感卫星是:返回式0型遥感卫星(代号FSW20)、返回式1型遥感卫星(代号FSW21)和返回式2型遥感卫星(代号FSW22)。FSW20、FSW21F和FSW22均以三轴稳定、对地定向的姿态运行于近地轨道。它们的初始轨道为高度170～500km、倾角57°～63°的近圆形轨道。这几种卫星的返回舱都是以弹道式再入方式返回地面,最终用降落伞着陆。它们的主要有效载荷是由一台胶片型地物相机和一台胶片型恒星相机等组成的可见光摄影系统。在地
5、物相机对地面景物摄影的同时,恒星相机对星空摄影,恒星数据用于校正摄影时刻的卫星姿态误差,进而校正卫星照片上由卫星姿态误差引起的影像畸变。在完成预定的摄影任务后,装有已曝光胶片的暗盒随返回舱一起返回地面,胶片经处理后可以得到有用的地物信息。FSW20的地物相机为棱镜扫描式全景相机,FSW21的地物相机为画幅式测量相机,FSW22的地物相机为节点式全景相机。返回式卫星拍摄的照片,经国家经济、科研部门分析后,获得了许多有价值的资料。这些资料已广泛应用于矿产石油地质勘探、地震地质分析、海洋海岸测量、港口河道建设、铁路公路选线、大型工程选点、地图地形测绘
6、、历史遗迹考古和农林、水利、森林、土地调查以及城市规划、环境监测、国防建设、科学研究等众多领域,为国家宏观收稿日期:2003202208·2·我国卫星光学遥感技术的成就与新世纪展望第24卷第4期决策提供了重要依据,其直接转化生产力的部分已经创造了显著的经济效益。在21世纪,我国还将发射新一代的返回式遥感卫星,它们具有更高的地面分辨率,能满足更精确的国土普查、详查和测绘任务。1.2气象卫星我国已发射的气象卫星有:风云1号(代号FY21)太阳同步轨道气象卫星和风云2号(代号FY22)地球静止轨道气象卫星。其中FY21卫星又有01批状态和02批状态之
7、分。风云一号卫星01批A、B两颗试验星分别在1988年9月和1990年9月发射,02批第一颗星即C星已于1999年5月发射,02批第二颗星即D星亦已于2002年5月发射。FY21卫星C星轨道高度863km,轨道倾角98.79°,卫星重950kg,外形为六面体,沿飞行方向星体两侧各对称安装4块太阳电池板,卫星三轴稳定姿态控制系统采用偏置动量轮加磁进动、章动控制和磁平稳卸载方案,3台红外地平仪完成姿态测量,1750A星载计算机完成姿态控制器任务。D星继承了C星的成熟技术,改进了C星在运行中暴露的问题和薄弱环节,D星的质量和稳定性比C星更好。01批F
8、Y21卫星装载的气象遥感器为2台5通道可见光和红外扫描辐射计,02批FY21卫星装载的气象遥感器为2台10通道可见光和红外扫描辐射计,卫星的主要任务是
