HY-1卫星水色扫描仪的辐射定标与真实性检验

主要阐述 HY- 1卫星 10波段水色扫描仪辐射定标与真实性检验的基本原理和关键参数的测量方法 ,简要介绍已开展的工作 ,并对 2类水体测量方法提出几点建议。

微特电机在卫星水色扫描仪中的应用

水色水温扫描仪是海洋一号系列卫星上的主要有效载荷之一。重点对组成水色水温扫描仪独特的扫描和消旋子系统以及消角动量子系统中微特电机的应用情况进行了介绍,该类系统在国内外航天遥感领域属于首次在轨得到成功应用。

中国海洋一号卫星水色扫描仪设计与在轨性能评估

简要分析了中国海洋一号(HY-1)卫星十波段水色扫描仪(简称水色仪)的工作原理,列出了水色仪的主要设计指标及主要设计参数,介绍了水色仪研制过程中突破的4项关键技术:滤光片与列阵探测器的组合、K镜像消旋、斯特林制冷机的空间应用和仪器偏振灵敏度的控制及测量,介绍了水色仪在轨测试和运行的情况。

“海洋一号”卫星10通道水色扫描仪光学系统的设计

介绍了2002年5月发射的中国海洋一号卫星10通道水色扫描仪的光学系统设计。该系统有10个探测通道,波段从可见到远红外,空间分辨率1.1km,并首次采用了“K镜”消像旋系统。

海洋水色扫描仪斯特林制冷子系统的电磁干扰分析、屏蔽及测试

卫星有效载荷 十波段海洋水色扫描仪的红外探测器工作温度为85K,由斯特林制冷机制冷。由于红外探测器的光电转换信号很小,探测器及其到前置放大器的引线极易受到外部电磁干扰影响,必须对其及电磁干扰源进行屏蔽。文中将对海洋水色扫描仪斯特林制冷子系统的电磁干扰进行分析,并给出其屏蔽设计及测试结果。

中国海洋一号卫星水色水温扫描仪大气校正算法

介绍了中国海洋一号卫星水色水温扫描仪(COCTS)的标准大气校正算法和浑浊水体大气校正算法。通过与准同步的SeaWiFS(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor)数据比较,说明开发的COCTS大气校正算法是可靠的,两者反演得到的离水辐亮度在数值、空间分布上具有很好的一致性。

HY-1C/D卫星中国海洋水色水温扫描仪几何定位方法

海洋一号C/D(HY-1C/D)卫星中国海洋水色水温扫描仪(Chinese Ocean Color and Temperature Scanner,COCTS)主要用于探测海洋水色、水温等要素,这些要素需要经过卫星资料处理才能获取,而几何定位是预处理的核心,直接影响这些要素的质量。COCTS具有114°视场角和四元逐点摆扫的特征,据此研究出一套完整的几何定位方法。从0级数据中提取卫星星历,利用插值法从中获取采样时间对应的卫星位置和速度,进而得到轨道(ORB)坐标系到地心旋转(ECR)坐标系的转换矩阵。基于四元逐点摆扫的特征,中心视矢量分别绕X轴、Y轴旋转相应角度,获得扫描行各采样点ORB视矢量,建立视矢量与地球交叉点关系模型,从而对根据波段数据绘制的遥感图像进行地理定位。本文使用插值法替代了传统需要6个轨道根数来计算卫星位置的复杂方法,同时直接计算ORB到ECR的转换矩阵,而不采用传统的两步转换方法。经过多组数据计算及定性定量验证,HY-1C/D COCTS几何定位结果一致;采样像元尺度效应导致从星下点到两侧边缘、从赤道到两极,误差逐渐增大,约在两个像元内。该方法满足一定的定位精度要求,可以用于COCTS的几何定位。

海洋卫星水色仪羽流污染DSMC模拟研究

在当前和今后很长一段时间内,我国卫星姿轨控系统都将液体小发动机作为主要推进系统。对于长寿命、高可靠卫星,羽流污染评估具有重要意义,而数值模拟则是有效方法。采用DSMC方法模拟了海洋卫星单组元轨控发动机羽流对水色仪表面可能造成的污染,通过这个算例验证了DSMC方法在羽流污染模拟中的重要作用。假设羽流组分为NH3、N2、H2,水色仪表面温度为100K,计算结果显示在水色仪所在位置发动机羽流造成污染影响最小,可以忽略不计。这表明推进系统选择合理,卫星结构设计合理。

中国海洋水色遥感器瑞利散射定标研究

水色遥感是海洋环境监测的主要技术手段之一。对于任何海洋水色遥感器来说,监测其在轨期间的定标系数变化是非常重要的,否则无法得到精确的定量产品。以我国"HY-1B"卫星水色遥感器为研究对象,开展了基于大洋水体上空的瑞利散射定标方法研究,利用通过对SeaWiFS数据叶绿素、离水辐亮度和气溶胶产品进行分析,选择了符合条件的7个海区实施大气瑞利散射定标,根据2010年12月份选定的4个区域定标结果得到不同海区/不同时间获得的定标系数一致性较好,CH1至CH6的定标系数标准差分布在0.9%～2.1%的范围内,因此瑞利散射定标是有效的非现场定标方法,具有较高的定标精度,其总误差在4.09%。

新一代海洋水色观测卫星

2023年11月16日,新一代海洋水色观测卫星(科研星)在酒泉卫星发射中心成功发射。新一代海洋水色观测卫星设计寿命8年,卫星轨道高度782km,主载荷包括水色水温扫描仪、中分辨率可编程成像光谱仪和海岸带成像仪。3个主载荷成像谱段总数46个。

海洋一号卫星水色仪步进电机的角速度振动特性研究

本文以海洋一号卫星水色扫描仪的转动机构为模型,设计了用以进行状态模拟的角速度振动试验,分析了步进电机的振荡机理,建立了步进电机+角速度振动条件下电机运动状态的数学模型,并进行了不同参数条件下的计算机仿真。结果表明,步进电机在角速度振动环境下会产生耦合振动,造成工作状态变差。

海洋水色遥感器发展趋势初探

海洋水色遥感技术是近年兴起的海洋探测技术。它通过各种遥感平台上的探测器对海洋表面的水色进行探测,反演出海洋水体中的叶绿素浓度、泥沙含量及黄色物质浓度,进而得到关于海洋的各种信息。本文介绍了未来几年的星载海洋水色遥感器,并将其与第二代海洋水色遥感器进行了初步对比,对其未来的发展趋势进行了展望。

海洋B星水色仪辐射基准异常分析及修复算法研究

水色遥感产品的三要素为:叶绿素、悬浮物质和黄色物质。水色水温扫描仪(简称水色仪)作为海洋一号卫星的主载荷之一,设置了8个可见近红外探测通道,主要目的是获取全球的海色三要素分布产品,为全球海洋初级生产力分布研究提供数据。2007年发射的HY-1B星水色仪,作为零辐射基准的冷空位置在入轨初期即存在光污染,导致近红外探测通道深海水域信号出现截止,并且纬度越低冷空信号越大。为了研究此问题的存在机理并对B星水色仪的历史数据进行修复,在实验室对问题产生源的特性进行了验证,并对其影响机理进行了分析。通过获取C星水色仪耀光能量与太阳天顶角的关系,计算B星水色仪在不同太阳天顶角的耀光能量。根据辐射定标系数可得到耀光能量对应的信号码值和码值修复量。结果表明,该修复值与由太阳天顶角计算得到的能量成线性关系,并可用于对B星水色仪其他目标信号进行修复。该算法可用于对B星水色仪近9年的遥感数据的修复,为后续与同类海洋遥感仪器的数据比对并反演水色产品奠定了理论基础。

海洋水色及水温扫描仪精确瑞利散射计算

瑞利散射计算精度对海洋水色遥感大气校正的精度起着关键作用,为了提高瑞利散射的计算精度,需要求解平行分层大气矢量辐射传输方程。详细地推导了加倍法解大气矢量辐射传输方程的基本关系式,并阐述了利用加倍法解矢量辐射传输方程的原理。通过与海视宽视场遥感器(SeaWiFS)精确瑞利散射查找表计算结果的比较,证明利用加倍法计算瑞利散射的精度优于0.5%,完全能够满足海洋水色遥感大气校正对瑞利散射计算精度的要求,并可以用来生成海洋水色及水温扫描仪精确瑞利散射查找表。最后,利用开发的加倍法解矢量辐射传输方程软件包,生成了海洋水色及水温扫描仪的精确瑞利散射查找表。开发的加倍法解矢量辐射传输方程软件包可直接用于我国第二代高性能海洋水色遥感器精确瑞利散射查找表的生成。

海洋水色水温扫描仪精确大气漫射透射比计算

海洋水色水温扫描仪(COCTS)是中国海洋水色系列卫星上的主遥感器,主要用于探测我国及全球部分海域的海洋水色和水温环境信息。大气漫射透射比计算是COCTS大气校正的必需过程,直接影响COCTS大气校正和水色信息反演的精度。提出了基于加倍法解大气-海洋耦合矢量辐射传输方程的大气漫射透射比精确计算方法,通过与SeaWiFS精确大气漫射透射比查找表计算结果的比较,结果表明计算相对误差小于1.5%,而当观测天顶角小于60°时,计算相对误差小于0.5%,可以用来生成COCTS的精确大气漫射透射比查找表。在此基础上,生成了专门针对COCTS的精确大气漫射透射比查找表。

卫星振动对HY-1卫星步进电机工作状态的影响

为分析海洋一号(HY-1)卫星水色扫描仪(水色仪)在轨发生的转动机构与卫星间耦合振动对步进电机工作状态的影响,根据建立的步进电机+角速度振动环境、步进电机+卫星+太阳帆板两种不同模式的电机运动状态模型,在不同设计参数条件下进行了仿真。结果表明:步进电机会因与卫星耦合振动造成工作状态变差,影响步进电机在轨工作状态的主要因素是卫星结构基频。

亚太地区遥感进展近况

八十年代以来,亚太地区各国遥感活动蓬勃兴起,在联合国亚太经社会地区遥感项目组织(ESCAP/RRSP)的协调推动下,于1988年7月12—17日在中国上海华东师范大学召开了“第五届亚太地区区域遥感项目政府间协商会议暨国家遥感中心、项目负责人会议。这是一次级别较高、对亚太地区遥感发展起决策作用的国家级遥感工作会议,会议由中国国家科学技术委员会主办,我国国家遥感中心负责人何昌垂同志担任会议主席。

中国海洋一号卫星技术性能与业务运行模式

中国海洋一号(HY-1)卫星是用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装有十波段海洋水色扫描仪与四波段CCD成像仪。卫星下发的数据由国家卫星海洋应用中心的北京、三亚地面站负责接收处理,境内外探测计划根据用户要求制定,卫星测控由西安卫星测控中心负责执行。

中国“海洋一号”卫星图像上的冯·卡门大气涡街现象与动力分析

利用中国"海洋一号(HY-1B)"卫星海洋水色水温扫描仪(COCTS)和美国Terra卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)等观测数据对2011年3月2日济州岛东南海域的冯·卡门(von Krmn)大气涡街现象进行了观测和动力分析。COCTS和MODIS观测得到大气涡街涡列距离和涡旋间距比(h/a)均值分别为0.32和0.35;在大气涡街发生海域存在低风速海面风涡旋和海面温度暖舌;济州岛的大气垂直结构存在一逆温层。利用COCTS和MODIS伪彩色合成图观测时间差异,计算得到涡旋移动速率为12.2m/s,而分别利用它们各自的几何观测参数(h/a),结合涡街动力模型计算得到涡旋移动速率分别为12.8m/s和12.3m/s。利用上述观测结果计算得到大气涡街个例的脱落频率为1.24×10-4 s-1,脱落周期为134min,其中雷诺数范围为60～75,涡街运动学黏性系数范围为2 200～2 750,弗劳德数为0.10,罗斯比数为0.43。分析结果表明中国"海洋一号"卫星数据可用于冯·卡门大气涡街等海洋大气现象的定量化研究。

步进电机在海洋一号卫星上COCTS中的应用(英文)

水色水温扫描仪(COCTS)是中国海洋一号卫星上主要的遥感器之一,其步进电机子系统以一种全新的在轨扫描方式成功实现了星载成像遥感,这在国内外尚属首次。为此,对COCTS采用的独特光学成像系统中的步进电机和相关技术作出重点阐述。