2018年國外對(duì)地觀測衛(wèi)星發(fā)展綜述

龔燃 劉韜（北京空間科技信息研究所）

2018年，國外天基對(duì)地觀測領(lǐng)域有19個(gè)國家/地區(qū)共進(jìn)行了31次發(fā)射，成功將123顆衛(wèi)星送入軌道，發(fā)射數(shù)量在全年衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)中占據(jù)顯著優(yōu)勢(shì)，是發(fā)展最為迅速的應(yīng)用衛(wèi)星，凸顯了國外對(duì)天基對(duì)地觀測的旺盛需求。從發(fā)射主體來看，主要發(fā)射活動(dòng)集中在美國，共發(fā)射了86顆，歐洲發(fā)射了12顆，俄羅斯發(fā)射了6顆，日本發(fā)射了5顆。從衛(wèi)星用途來看，大部分為商用衛(wèi)星，占發(fā)射總數(shù)的70%。

截至2018年底，國外共有601顆對(duì)地觀測衛(wèi)星在軌運(yùn)行，約占全球在軌衛(wèi)星總數(shù)的33%，共有超過30個(gè)國家和機(jī)構(gòu)運(yùn)營對(duì)地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)。其中，美國對(duì)地觀測衛(wèi)星數(shù)量最多，約占66%，商用對(duì)地觀測衛(wèi)星數(shù)量最多，約占57%，光學(xué)對(duì)地觀測衛(wèi)星數(shù)量最多，共計(jì)400顆，約占67%。

1 美國

2018年，美國仍是對(duì)地觀測衛(wèi)星發(fā)展最為活躍的國家，一方面，繼續(xù)保持著軍用、民用對(duì)地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面，微小型商業(yè)對(duì)地觀測衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展活躍，推動(dòng)微納衛(wèi)星業(yè)務(wù)領(lǐng)域不斷拓展，微小衛(wèi)星對(duì)地成像和氣象監(jiān)測等應(yīng)用領(lǐng)域逐步成熟。

完善與增強(qiáng)天基偵察監(jiān)視能力，積極謀求創(chuàng)新發(fā)展形成新代差

“未來成像體系-雷達(dá)”（FIA-Radar）衛(wèi)星星座得到擴(kuò)充。2018年1月12日，美國國家偵察局（NRO）成功發(fā)射FIA-Radar衛(wèi)星系列第5顆衛(wèi)星NROL－47，又稱黃玉－5（TOPAZ－5），前4顆衛(wèi)星已分別于2010年9月、2012年4月、2013年12月和2016年2月發(fā)射。該系列5顆衛(wèi)星由波音公司（Boeing）研制，用于接替1988－2005年發(fā)射的“長曲棍球”（Lacrosse）雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星。TOPAZ－5衛(wèi)星運(yùn)行在高1100km、傾角123°的逆行圓軌道上，與之前發(fā)射的TOPAZ衛(wèi)星高度和傾角明顯不同。

積極發(fā)展軍民微納對(duì)地觀測衛(wèi)星星座。2018年12月3日，美國成功發(fā)射“軍事作戰(zhàn)空間使能效果”（SeeMe）衛(wèi)星，該衛(wèi)星為美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）發(fā)展的低軌小型低成本衛(wèi)星，由雷神公司（Raytheon）研制，將為戰(zhàn)場作戰(zhàn)人員提供更強(qiáng)大的態(tài)勢(shì)感知能力。DARPA原計(jì)劃由24顆小衛(wèi)星構(gòu)成星座，但于2015年取消，最終僅有1顆衛(wèi)星完成研制，該衛(wèi)星的實(shí)際成像能力還有待DARPA進(jìn)行后續(xù)公布。雖然DARPA停止了對(duì)SeeMe項(xiàng)目的支持，但仍然將微納衛(wèi)星對(duì)地觀測技術(shù)作為發(fā)展重點(diǎn)，包括后續(xù)提出“雷達(dá)網(wǎng)”、“小衛(wèi)星傳感器”項(xiàng)目，重點(diǎn)突破可使用于微小衛(wèi)星的光電／紅外遙感器、展開式天線和星間通信技術(shù)等。同時(shí)，DARPA于2018年啟動(dòng)“黑杰克”（Blackjack）低軌星座項(xiàng)目，旨在充分利用美國商業(yè)低成本衛(wèi)星平臺(tái)，在500～130km的軌道高度構(gòu)建約60～200顆規(guī)模的微衛(wèi)星星座，并自主運(yùn)行30天，實(shí)現(xiàn)全球連續(xù)覆蓋，并與商業(yè)星座協(xié)同工作，增強(qiáng)系統(tǒng)抗毀能力。

部署新型環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星，提升地球觀測能力

最新一顆地球靜止軌道氣象衛(wèi)星發(fā)射入軌。2018年3月1日，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）成功發(fā)射新一代氣象衛(wèi)星系列中的第2顆衛(wèi)星—地球靜止環(huán)境業(yè)務(wù)衛(wèi)星－S（GOES－S/GOES－17）。衛(wèi)星測試軌位為89.5°（W），2018年底開始業(yè)務(wù)運(yùn)行。GOES－S衛(wèi)星與之前發(fā)射的首顆GOES－R衛(wèi)星并無太大差異，僅進(jìn)行了一些小的調(diào)整，包括對(duì)熱包層進(jìn)行微調(diào)以確保星上設(shè)備保持在最佳溫度，以及對(duì)磁場儀的星上位置進(jìn)行了更改。GOES－R衛(wèi)星星載先進(jìn)基線成像儀（ABI）目前每15min拍攝1次全景圖像，GOES－S衛(wèi)星將測試ABI每10min拍攝1次全景圖像的能力。GOES－S衛(wèi)星將觀測美國西部、阿拉斯加、夏威夷以及太平洋至新西蘭地區(qū)。配合之前發(fā)射的GOES－R（觀測美國東海岸、加勒比海、大西洋至非洲），將能完整觀測西半球大部分地區(qū)。該系列的另外2顆衛(wèi)星GOES－T和GOES－U正在研發(fā)中，將分別于2020年和2024年發(fā)射。

GOES－S衛(wèi)星示意圖

發(fā)射與德國合作的新一代重力探測雙星，首次測試激光測距干涉儀。2018年5月22日，由美國國家航空航天局（NASA）和德國波茨坦地學(xué)研究中心（GFZ）合作研制的2顆“重力恢復(fù)和氣候?qū)嶒?yàn)后繼星”（GRACE-FO）成功發(fā)射。發(fā)射后不到3周，GRACE-FO雙星就成功完成星載衛(wèi)星激光測距干涉儀（LRI）測試，驗(yàn)證了微波測距系統(tǒng)的性能，并監(jiān)測到了地球質(zhì)量分布引起的地球重力場變化。該測距儀是GRACE-FO衛(wèi)星的技術(shù)試驗(yàn)設(shè)備，已與主測距設(shè)備—微波測距儀進(jìn)行同時(shí)測量，2個(gè)測距儀數(shù)據(jù)具有較高吻合度。GRACE-FO是目前全球唯一在軌運(yùn)行的先進(jìn)重力探測衛(wèi)星星座，主要目標(biāo)是延續(xù)GRACE任務(wù)，獲取高精度的地球重力場數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)每30天更新一次全球重力場模型；次要目標(biāo)是驗(yàn)證LRI在改進(jìn)星間測距精度方面的有效性和能力，繼續(xù)進(jìn)行無線電掩星測量，為氣象服務(wù)提供溫度或濕度的垂直分布圖。

GRACE-FO衛(wèi)星飛行示意圖

發(fā)射監(jiān)測地球冰川的衛(wèi)星。2018年9月15日，NASA成功發(fā)射冰、云和陸地高程衛(wèi)星－2（ICESat－2），以測量覆蓋格陵蘭島和南極洲的陸地冰川年均高度變化。衛(wèi)星搭載了新型的激光高度計(jì)—“改進(jìn)的先進(jìn)地形激光測高系統(tǒng)”（ATLAS），可發(fā)射6束綠色激光，發(fā)射頻率為10000次/s，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為ICESat衛(wèi)星的250倍，高度測量精度可達(dá)1cm，同時(shí)具有10kHz的高脈沖重復(fù)率，可在沿軌方向以70cm間隔進(jìn)行密集采樣。ICESat－2衛(wèi)星每年將沿同一路徑測量極地地區(qū)的冰層高度4次，提供季節(jié)性和年度冰層高度變化監(jiān)測，延續(xù)NASA連續(xù)15年的極地冰層厚度數(shù)據(jù)。ICESat－2衛(wèi)星與GRACE-FO衛(wèi)星相結(jié)合，可更準(zhǔn)確量化南極冰蓋變化。

lCESat－2衛(wèi)星飛行示意圖

商業(yè)對(duì)地觀測衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行，更多公司開始發(fā)射與規(guī)劃新型商業(yè)星座

國外商業(yè)微納衛(wèi)星對(duì)地觀測衛(wèi)星星座經(jīng)歷了過去數(shù)年中從概念提出到大規(guī)模部署的發(fā)展，開始進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段。美國行星公司（Planet）的“鴿群”（Flock）星座目前已完成系統(tǒng)部署，星座規(guī)模約由150顆衛(wèi)星組成，“天空衛(wèi)星”（Skysat）星座已有10余顆工作星在軌工作；斯派爾公司（Spire）的“狐猴”（Lemur）衛(wèi)星星座已經(jīng)完成第二代型號(hào)更替；黑天全球公司（BlackSky Global）自2018年底開始發(fā)射首批工作衛(wèi)星，計(jì)劃2019年完成全部60顆衛(wèi)星的發(fā)射部署。

除了行星公司、斯派爾公司、地理光學(xué)公司（GeoOptics）等常規(guī)部署后續(xù)星座，越來越多的初創(chuàng)公司開始發(fā)射自己的商業(yè)對(duì)地觀測衛(wèi)星星座，美國鷹眼360公司（Kestrel Eye 360）、阿斯特羅數(shù)字公司（Astro Digital）、五車二空間公司（Capella Space）均在2018年發(fā)射了其首顆衛(wèi)星。同時(shí)，2018年，卡佩拉空間公司（Capella Space）和高光譜衛(wèi)星公司（HyperSat）等獲得融資，正在研制并即將發(fā)射其新型商業(yè)合成孔徑雷達(dá)（SAR）小衛(wèi)星星座和全球首個(gè)高光譜小衛(wèi)星星座。

2 歐洲

2018年，歐洲持續(xù)保持對(duì)地觀測領(lǐng)域的高投入，部署后續(xù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星，大力推進(jìn)“哥白尼”（Copernicus）對(duì)地觀測計(jì)劃。法國、西班牙積極研制新一代偵察監(jiān)視系統(tǒng)，通過歐洲各國之間的合作，增強(qiáng)歐洲整體成像能力。在全球商業(yè)對(duì)地觀測市場蓬勃發(fā)展的影響下，英國、芬蘭等國家的商業(yè)公司積極發(fā)展商業(yè)對(duì)地觀測小衛(wèi)星星座，并啟動(dòng)首顆星的部署。

積極建設(shè)下一代偵察監(jiān)視系統(tǒng)，推進(jìn)歐洲軍民兩用對(duì)地觀測系統(tǒng)共享

法國開始部署新一代光學(xué)成像偵察衛(wèi)星，偵察系統(tǒng)向體系化發(fā)展。根據(jù)法國2018年1月提出的軍事航天系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃，將重點(diǎn)支持提升低軌監(jiān)視能力和地球靜止軌道（GEO）監(jiān)視能力。法國計(jì)劃于2018－2022年陸續(xù)完成更新?lián)Q代工作，包括由3顆衛(wèi)星組成“光學(xué)空間段”（CSO）衛(wèi)星星座，首顆CSO－1衛(wèi)星于2018年12月19日發(fā)射，用于接替太陽神－2（Helios－2）衛(wèi)星。CSO衛(wèi)星相機(jī)基于“昴宿星”（Pleiades）衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行了重大改進(jìn)，采用了全新的可見光和紅外探測器、高度集成的視頻電子器件、用于紅外通道的新制冷機(jī)制，以及相機(jī)的新陶瓷支撐架構(gòu)，分辨率從0.5m提高到0.35m。同時(shí)，法國光學(xué)成像偵察系統(tǒng)向體系化發(fā)展，正在論證地球靜止軌道、大橢圓軌道（HEO）光學(xué)成像衛(wèi)星，未來有望與低軌衛(wèi)星共同組建高低軌結(jié)合的光學(xué)成像偵察衛(wèi)星體系。

CSO衛(wèi)星組網(wǎng)工作示意圖

Paz衛(wèi)星飛行示意圖

西班牙成功發(fā)射軍民兩用SAR衛(wèi)星。2018年2月22日，西班牙對(duì)地觀測衛(wèi)星“帕茲”（Paz）成功發(fā)射，Paz為X頻段SAR衛(wèi)星，將加入“多國天基成像系統(tǒng)”（MUSIS），主要滿足西班牙的國防和安全需求。衛(wèi)星有效載荷包括X頻段SAR（Paz-SAR）、自動(dòng)船只識(shí)別系統(tǒng)（AIS）、無線電掩星與強(qiáng)降水裝置（ROHPP）和激光后向反射器（LRR）。衛(wèi)星地面段采用德國航空航天中心（DLR）研制的SAR處理器，用于基于原始SAR數(shù)據(jù)生成與德國的“X頻段陸地合成孔徑雷達(dá)”（TerraSAR-X）衛(wèi)星相同的高精度的圖像產(chǎn)品（分辨率為1～18m）。該衛(wèi)星進(jìn)入與德國TerraSAR-X和“X頻段陸地雷達(dá)附加數(shù)字高程模型”（TanDEM-X）相同的軌道運(yùn)行，三星星座可提高重訪能力，實(shí)現(xiàn)3天內(nèi)全球覆蓋，任意地方1天內(nèi)重訪。

部署新型環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星，拓展民用對(duì)地觀測能力

歐洲第3顆極軌氣象衛(wèi)星成功發(fā)射入軌。2018年11月17日，歐洲第3顆極軌氣象衛(wèi)星—?dú)庀髽I(yè)務(wù)－C（MetOp－C）衛(wèi)星成功發(fā)射。MetOp－C衛(wèi)星是MetOp系列衛(wèi)星的最新一顆衛(wèi)星，其前續(xù)衛(wèi)星MetOp－A和MetOp－B分別于2006年和2012年成功發(fā)射。MetOp－C衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量4083kg，主要用于確保歐洲從極地軌道采集數(shù)據(jù)持續(xù)提供氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。基于“歐洲氣象衛(wèi)星組織極軌系統(tǒng)”（Eumetsat Polar System）的空間段合作協(xié)議，該衛(wèi)星由歐洲航天局（ESA）負(fù)責(zé)研發(fā)，空客防務(wù)與航天公司（TAS）負(fù)責(zé)制造。3顆氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星在軌運(yùn)行，“歐洲氣象衛(wèi)星組織極軌系統(tǒng)”將把氣象預(yù)報(bào)再提前10天，這將對(duì)歐洲民眾和經(jīng)濟(jì)極為有利。MetOp－C衛(wèi)星還能確保“歐洲氣象衛(wèi)星組織極軌系統(tǒng)”到第二代系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡，第二代系統(tǒng)預(yù)計(jì)將于2022年發(fā)射。

世界首顆風(fēng)測繪衛(wèi)星成功發(fā)射。2018年8月，ESA成功發(fā)射全球首顆專用風(fēng)測繪衛(wèi)星“風(fēng)神”（Aeolus），利用激光雷達(dá)測量風(fēng)剖面結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全球風(fēng)場立體觀測。衛(wèi)星質(zhì)量約1360kg，其核心設(shè)備是“阿拉丁”（ALADIN）多普勒側(cè)風(fēng)激光雷達(dá)，由1臺(tái)紫外激光器、1部散射接收機(jī)和1副口徑約1.5m的望遠(yuǎn)鏡組成。該激光雷達(dá)以50次/s的頻率發(fā)射紫外脈沖，散射接收機(jī)和望遠(yuǎn)鏡實(shí)時(shí)接收經(jīng)大氣分子、塵埃粒子和水滴散射的激光信號(hào)，地面人員通過分析光子多普勒變化（碰撞后的頻率和波長的變化），反演出大氣分子運(yùn)動(dòng)情況，探測高度為0～30km，風(fēng)速測量精度1～3m/s。衛(wèi)星提供的全球風(fēng)速數(shù)據(jù)不僅將加深人類對(duì)大氣動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)，還將顯著改善天氣預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度。

“哥白尼”計(jì)劃專用衛(wèi)星發(fā)射入軌。2018年4月25日，歐洲“哥白尼”計(jì)劃專用“哨兵”（Sentinel）系列中的第7顆衛(wèi)星—用于全球海洋和陸地監(jiān)測的Sentinel－3B衛(wèi)星發(fā)射升空。該衛(wèi)星將接替已失效的“環(huán)境衛(wèi)星”（Envisat），確保光學(xué)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性。Sentine－3系列衛(wèi)星是多傳感器衛(wèi)星，裝載海洋和陸地表面溫度輻射計(jì)（SLSTR）、海洋和陸地色彩儀（OLCI）、SAR高度計(jì)（SRAL）、微波輻射計(jì)（MWR）等，以高精度測量海面地形、海洋和陸表溫度，監(jiān)測海冰變化，支持海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)和環(huán)境與氣候監(jiān)測。

Sentinel－3B衛(wèi)星飛行示意圖

歐洲各國重視空間地理信息服務(wù)，積極發(fā)展商業(yè)對(duì)地觀測衛(wèi)星

英國成功發(fā)射全彩色視頻星座驗(yàn)證星。2018年1月12日，英國地球成像公司（Earth-i）“清晰成像”（Vivid-i）星座的驗(yàn)證星—碳凝結(jié)－2（CARBONITE－2）衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星是Vivid-i星座的第2顆技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，由英國薩瑞衛(wèi)星技術(shù)有限公司（SSTL）研制，CARBONITE－2衛(wèi)星在交付Earth-i公司后將更名為清晰－X2（Vivid－X2）衛(wèi)星。第1顆技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星CARBONITE－1于2015年發(fā)射，驗(yàn)證了利用低成本商用現(xiàn)貨（COTS）開展在軌視頻成像的能力，任務(wù)取得圓滿成功。SSTL公司計(jì)劃2019年初再為Earth-i公司發(fā)射5顆Vivid-i衛(wèi)星，此后根據(jù)客戶需求分5批進(jìn)行星座發(fā)射。Vivid-i星座是Earth-i公司規(guī)劃的全球首個(gè)具備全彩色視頻成像能力的商業(yè)星座，也是歐洲首個(gè)兼具視頻和靜態(tài)成像能力的星座，由15顆運(yùn)行在高500km的太陽同步軌道的衛(wèi)星組成，超分辨率模式成像分辨率為0.6m，常規(guī)模式成像分辨率1m，幅寬5km，可實(shí)現(xiàn)每日全球2次重訪。星座建成后，將能夠顯著提高Earth-i公司及英國政府對(duì)全球任意地點(diǎn)事態(tài)的監(jiān)測、跟蹤和分析能力。

Vivid-i星座單星

lCEYE－X1衛(wèi)星飛行示意圖

芬蘭發(fā)射2顆商業(yè)SAR微衛(wèi)星并獲多方資金支持。2018年1月和12月，芬蘭冰眼公司（ICEYE）分別發(fā)射了2顆“冰眼”（ICEYE）衛(wèi)星。ICEYE－X衛(wèi)星是世界首顆質(zhì)量小于100kg的SAR成像衛(wèi)星，也是該公司規(guī)劃的衛(wèi)星星座的頭兩顆衛(wèi)星，平臺(tái)和載荷均由該公司研發(fā)和集成。2018年3月7日，冰眼公司與挪威康斯貝格衛(wèi)星服務(wù)公司（KSAT）達(dá)成合作協(xié)議，利用KSAT公司地面站接收SAR衛(wèi)星圖像，提供海冰和海事環(huán)境監(jiān)測服務(wù)。冰眼公司計(jì)劃2019年再發(fā)射5～8顆衛(wèi)星，完成至少由6顆衛(wèi)星組網(wǎng)的衛(wèi)星星座，最終建成一個(gè)由18顆衛(wèi)星組網(wǎng)、平均重訪周期達(dá)到3h的衛(wèi)星星座。2018年冰眼公司也獲得了多方融資，包括B輪3400萬美元融資，以及芬蘭國家商務(wù)促進(jìn)局（Business Finland）提供的1000萬歐元（約合1136萬美元）資金支持。至今，冰眼公司已獲得超過6500萬美元的資金支持，將幫助其維持后續(xù)高度密集的發(fā)射進(jìn)度。

3 俄羅斯

2018年，俄羅斯穩(wěn)步推進(jìn)對(duì)地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)的建設(shè)和更新，加速新興衛(wèi)星系統(tǒng)的研制與部署，升級(jí)現(xiàn)有系統(tǒng)，以推動(dòng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)運(yùn)營和應(yīng)用。

加速新型軍用衛(wèi)星系統(tǒng)的研制與部署。2018年3月和10月，俄羅斯分別發(fā)射了1顆小型偵察衛(wèi)星宇宙－2525（Kosmos－ 2525，即EMKA）和1顆新型軍用測地衛(wèi)星宇宙－ 2528（Kosmos－ 2528，即Lotos－S1－3）。宇宙－2525發(fā)射至極地軌道，軌道高度小于315km，該衛(wèi)星由俄羅斯空間監(jiān)控系統(tǒng)、信息和控制及機(jī)電綜合體（NPP VNIIEM）研發(fā)，采用新型小衛(wèi)星設(shè)計(jì)，質(zhì)量小于300kg，可拍攝高分辨率地球表面監(jiān)視圖像，屬于俄羅斯后續(xù)“小衛(wèi)星-高分”（MKA-V）系列遙感衛(wèi)星的技術(shù)驗(yàn)證和風(fēng)險(xiǎn)降低任務(wù)。宇宙－2528軌道高度900km，是俄羅斯發(fā)展的第三代低軌電子偵察衛(wèi)星，用于偵收電子設(shè)施電磁輻射信號(hào)，獲取情報(bào)信息，星上攜帶無線電信號(hào)偵收載荷。

發(fā)射4顆老人星－V （Kanopus－V），升級(jí)現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。Kanopus－V－3/4/5/6衛(wèi)星分別于2018年2月1日和2018年12月26日發(fā)射，每顆Kanopus－V衛(wèi)星都搭載相同的3個(gè)光學(xué)成像有效載荷，包括：全色成像系統(tǒng)（PSS），全色分辨率2.5m，幅寬20km；多光譜成像系統(tǒng)（MSS），全色分辨率12m，幅寬20km；多光譜掃描儀單元－200（MSU－200），多光譜分辨率25m，幅寬250km。衛(wèi)星用于監(jiān)測人為和自然緊急情況，包括自然水文氣象現(xiàn)象、冰況、污染物的大量排放（比如露天采煤），以及農(nóng)業(yè)活動(dòng)、自然資源（包括水生資源和沿岸資源）和土地使用。

4 日本

2018年，日本偵察監(jiān)視衛(wèi)星密集發(fā)射，新型光學(xué)與雷達(dá)偵察監(jiān)視衛(wèi)星完成部署，軍用對(duì)地觀測衛(wèi)星的更新?lián)Q代加速，同時(shí)繼續(xù)部署專用環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星，強(qiáng)化軍民應(yīng)用。

積極構(gòu)建新一代情報(bào)收集衛(wèi)星體系，強(qiáng)化情報(bào)收集能力

2018年2月27日、6月12日，日本相繼發(fā)射了“情報(bào)收集衛(wèi)星”（IGS）系列的1顆光學(xué)衛(wèi)星和1顆雷達(dá)衛(wèi)星，即IGS－O6衛(wèi)星和IGS－R6衛(wèi)星。IGS－O6衛(wèi)星是第三代IGS的第2顆光學(xué)衛(wèi)星，與2015年發(fā)射的IGS-O5性能基本一致，分辨率0.4m。IGS－R6與IGS－R5同屬第三代IGS雷達(dá)衛(wèi)星，分辨率0.5m。截至2018年底，共有7顆IGS在軌工作，其中光學(xué)衛(wèi)星2顆、雷達(dá)衛(wèi)星5顆。IGS最初計(jì)劃由2對(duì)共4顆衛(wèi)星組成星座，每對(duì)包含1顆光學(xué)和1顆雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星。2015年日本發(fā)布《航天基本計(jì)劃》，提出將加強(qiáng)情報(bào)偵察和海洋監(jiān)視能力，提升多個(gè)領(lǐng)域的“情報(bào)、監(jiān)視與偵察”（ISR）能力，構(gòu)建新型IGS星座，將IGS星座擴(kuò)展至4顆光學(xué)+4顆雷達(dá)+2顆數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，采用多樣化衛(wèi)星，提高響應(yīng)能力。這些重大轉(zhuǎn)變將使日本的軍用對(duì)地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)能力和應(yīng)用能力實(shí)現(xiàn)躍變。

發(fā)射新一代溫室氣體觀測衛(wèi)星，高精度采集溫室氣體數(shù)據(jù)

2018年10月29日，日本環(huán)境?。∕OE）、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）和日本國家環(huán)境研究所（NIES）聯(lián)合開發(fā)的溫室氣體觀測衛(wèi)星－2（GOSAT－2）發(fā)射。GOSAT－2衛(wèi)星是2009年發(fā)射的GOSAT衛(wèi)星的后續(xù)星，目標(biāo)是通過搭載更高性能的對(duì)地觀測有效載荷，以更高的精度采集溫室氣體觀測數(shù)據(jù)，對(duì)全球CO2、CH4、CO等溫室氣體進(jìn)行高精度監(jiān)測，其中，對(duì)CO2的監(jiān)測精度為0.5ppm，對(duì)CH4的監(jiān)測精度為5ppb（陸地上空500km，海洋上空2000km）。衛(wèi)星將為環(huán)境管理部門提供觀測數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)國際反全球變暖行動(dòng)。

5 印度

GOSAT-2衛(wèi)星飛行示意圖

2018年，印度繼續(xù)完善天基對(duì)地觀測系統(tǒng)，于1月成功發(fā)射了制圖衛(wèi)星－2（Cartosat－2）系列的第7顆衛(wèi)星—Cartosat－2F。Cartosat－2F與CartoSat－2C/2D/2E衛(wèi)星性能指標(biāo)基本相同，與Cartosat－2/2A/2B系列衛(wèi)星相比，技術(shù)能力有較大進(jìn)步。衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量約710kg，星上攜帶了全色和多光譜相機(jī)，全色分辨率0.65m，4通道多光譜分辨率2m，幅寬10m，數(shù)據(jù)量化11bit。目前，印度正在研制下一代Cartosat，包括CartoSat－3（2019年發(fā)射）、CartoSat－3A（2019年發(fā)射）和CartoSat－3B（2020年發(fā)射）。此外，2018年印度還發(fā)射了2顆民用對(duì)地觀測微小衛(wèi)星，分別為微衛(wèi)星－TD（Microsat－TD）和“高光譜成像光譜儀”（HySIS）衛(wèi)星。

6 其他國家

2018年，越來越多的新興航天國家關(guān)注和投入對(duì)地觀測衛(wèi)星領(lǐng)域。韓國提出新版航天規(guī)劃，將對(duì)地觀測衛(wèi)星作為最優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)，并在2018年發(fā)射了新型地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，意圖加強(qiáng)技術(shù)基礎(chǔ)，發(fā)展獨(dú)立自主對(duì)地觀測能力。阿根廷等國家也通過自主研制或借助外部力量實(shí)現(xiàn)了本國天基對(duì)地觀測能力的階躍式突破。

韓國發(fā)射新型靜止軌道氣象衛(wèi)星

2018年12月4日，韓國成功發(fā)射下一代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星任務(wù)的首顆星—地球靜止軌道韓國多用途衛(wèi)星－2A（GEO-KOMPSAT－2A，即GK－2A）。GK－2A衛(wèi)星由韓國氣象局（KMA）開發(fā)，用于氣象監(jiān)測服務(wù)，另一顆GK－2B衛(wèi)星用于海洋與環(huán)境監(jiān)測服務(wù)。GK－2A衛(wèi)星搭載的載荷包括先進(jìn)氣象成像儀（AMI）和韓國空間環(huán)境監(jiān)測儀（KSEM）。AMI具有覆蓋可見光和紅外譜段的16個(gè)通道，可見光通道的空間分辨率為0.5～1.0km，紅外通道的空間分辨率為2km，全盤觀測的成像時(shí)間為10min，可按照選擇的區(qū)域和時(shí)序進(jìn)行觀測。GK－2A衛(wèi)星將縮短韓國氣象信息獲取的時(shí)間間隙，提高圖像質(zhì)量，探測朝鮮半島及周邊2500km2范圍內(nèi)的臭氧以及SO2、NO2、甲醛等污染物。

阿根廷發(fā)射其首顆SAR衛(wèi)星

2018年10月7日，阿根廷航天局（COMAE）成功發(fā)射“合成孔徑雷達(dá)觀測與通信”（SAOCOM）衛(wèi)星星座的首顆星—SAOCOM－1A。SAOCOM星座由2顆L頻段SAR衛(wèi)星組成，將獲得具有高質(zhì)量輻射和幾何精度，以及高重訪頻率的數(shù)據(jù)。SAOCOM-1A衛(wèi)星主要有效載荷是L頻段合成孔徑雷達(dá)SAOCOM-SAR，具有標(biāo)準(zhǔn)、高分辨率和全球覆蓋3種運(yùn)行模式，分辨率為7～100m，幅寬為50～400km。該載荷采用了頂級(jí)雷達(dá)技術(shù)，利用能夠穿透云層的L頻段獲取地球表面三維圖像，甚至能夠探測地面的濕度。阿根廷航天局將與意大利航天局（ASI）共同負(fù)責(zé)SAOCOM衛(wèi)星系統(tǒng)的運(yùn)營，作為阿根廷-意大利衛(wèi)星系統(tǒng)的一部分，與意大利的4顆X頻段“地中海盆地觀測小衛(wèi)星星座系統(tǒng)”（COSMO-SkyMed）聯(lián)合運(yùn)行，提供每日2次覆蓋的能力，為用戶提供X頻段和L頻段的SAR產(chǎn)品，研究農(nóng)業(yè)，災(zāi)害監(jiān)測和科學(xué)研究中的土壤濕度，提供與應(yīng)急管理相關(guān)的信息。

7 結(jié)束語

當(dāng)前，天基對(duì)地觀測體系和能力日趨完備，系統(tǒng)規(guī)模和能力穩(wěn)步發(fā)展，并基于對(duì)地觀測應(yīng)用與服務(wù)衍生出的需求變化，形成成熟應(yīng)用型與探索應(yīng)用型兩類差異化雙驅(qū)發(fā)展，推動(dòng)新一代天基對(duì)地觀測系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新。在軍用對(duì)地觀測領(lǐng)域，主要軍事航天國家繼續(xù)研制和部署先進(jìn)光學(xué)/雷達(dá)偵察監(jiān)視衛(wèi)星，借助不同類型遙感器的協(xié)同工作，實(shí)施全天時(shí)、全天候的成像偵察能力；在民用對(duì)地觀測領(lǐng)域，各國持續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)后續(xù)系統(tǒng)的建設(shè)與更新，加速新興系統(tǒng)研制與部署的同時(shí)，謀劃升級(jí)現(xiàn)有系統(tǒng)，逐步形成全球綜合地球環(huán)境監(jiān)測體系；在商用對(duì)地觀測領(lǐng)域，結(jié)合信息化和航天技術(shù)的初創(chuàng)公司與傳統(tǒng)甚高分辨率商業(yè)遙感運(yùn)營商形成差異化發(fā)展路線，空間分辨率和時(shí)間分辨率均快速發(fā)展。總體上，天基對(duì)地觀測領(lǐng)域正在走向全面升級(jí)換代的新階段。