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欧洲环境卫星是一枚由欧洲空间局建造的地球观测卫星,原名为“Envisat”,是由“Environmental Satellite”(环境卫星)组成的复合字。这枚卫星在2002年5月1日由亚利安娜5型火箭搭载,发射至太阳同步两极轨道上790公里(±10公里)的高空。卫星每101分钟绕地球一圈,每35天一个周期。

欧洲环境卫星搭载了九款地球观测装备,能利用各种不同的测量原则,收集关于地球的各项资讯(陆地、水、冰,以及环境)。

概况

“欧洲环境卫星”(EnvironmentalSatellite,EnviSat)是欧洲航天局(ESA)发展的对地观测卫星,用于综合性环境观测,是“欧洲遥感卫星”(ERS)的后继型号,与“气象业务”(MetOp)卫星同属于“极轨地球观测任务”。EnviSat-1卫星也是美国“地球观测系统”(EOS)的组成之一。

2002年3月1日,EnviSat-1卫星由阿里安-5火箭从圭亚那太空中心发射入轨。从升空之时起,Envisat-1携带的10种探测设备就开始收集诸如空气质量、北极海洋冰川范围、石油泄漏等环境因子数据。

2012年5月9日,ESA宣布EnviSat任务终止[1],在轨服务10年。

主要性能参数

EnviSat-1卫星运行在高度800km的太阳同步轨道上,轨道倾角98.5°,降交点地方时为10:00,轨道周期100.16分钟,重复周期为35天。卫星质量8211kg(包括319kg肼),尺寸26m(翼展)×10m×5m,其设计寿命为5年。

EnviSat-1卫星采用极轨平台(PPF),三轴姿态稳定控制方式,姿态敏感精度优于0.1°,姿态测量精度优于0.03°。电源分系统采用8组40A·h的镍镉电池,单边太阳翼功率为6.5kW(寿命末期)。

卫星星上存储器容量90Gbit,有效载荷记录数据记录速率为4.6Mbit/s,回放速率为50Mbit/s。测控链路采用S频段,S频段下行传输速率为4.096kbit/s,上行传输速率为2kbit/s;数据传输采用Ka频段和X频段,Ka频段通过数据中继卫星进行传输,下行传输速率为50/100Mbit/s,直接下行传输通过X频段,传输速率为50/100Mbit/s。

EnviSat-1卫星主要携带了如下有效载荷:“先进合成孔径雷达”、“雷达高度计”、“微波辐射计”、“先进沿轨扫描辐射计”、“中分辨率成像光谱仪”等。

先进合成孔径雷达

“先进合成孔径雷达”为C频段(中心频率5.331GHz)合成孔径雷达,由马特拉-马可尼航天公司研制,质量832kg。根据成像模式和极化方式不同,该仪器分为5种工作模式:成像模式、交叉极化模式、宽幅模式、全球检测模式和波模式。其中在成像模式下空间分辨率最高,为28m,幅宽为100km;宽幅模式和全球监测模式下幅宽400km,空间分辨率分别为150m和950m×980m。

雷达高度计

雷达高度计-2为Ku频段(13.575GHz)和S频段(3.2GHz)双频雷达测高计,由泰雷兹·阿莱尼亚航天公司(意大利)研制,用于确定风速,提供海洋循环信息。该仪器质量110kg,功率161W,数据传输速率100kbit/s。测高精度优于4.5cm,浪高测量精度优于0.25m。

微波辐射计

“微波辐射计”为双通道天底指向辐射计,工作在K频段(23.8GHz)和Ka频段(36.5GHz),由泰雷兹·阿莱尼亚航天公司制造,主要用于测量大气湿度[2]。该仪器质量25kg,功率23W,数据传输速率16.7kbit/s。绝对辐射精度优于3K,辐射灵敏度优于0.4K;空间分辨率20km,幅宽20km。

先进沿轨扫描辐射计=

“先进沿轨扫描辐射计”位可见光/近红外成像多光谱辐射计,由阿斯特里姆公司研制,用于精确测量海表温度。该辐射计质量101kg,功率100W,数据传输速率625kbit/s。它含有7个通道,其中0.55μm、0.67μm和1.37μm主要用于陆地观测,其余4个红外谱段 1.6μm、3.7μm、10.8μm和12.0μm则用于海洋观测,空间分辨率为1km,幅宽500km,辐射分辨率0.1K,海表温度测量精度优于0.3K(开氏温度)。

中分辨成像光谱仪

“中分辨成像光谱仪”为被动光学推扫式宽视场仪器(采用COD技术),由法国阿尔卡特航天工业公司制造,用于测量地球表面、海洋和云层的反射辐射。该仪器质量200kg,平均功率175W,在可见光和近红外区域具有15个通道,光谱测量范围0.390~1.040μm,带宽2.5~30nm,天底点空间分辨率为1040m×1200m(海洋)和260m×300m(陆地和海岸),视场角68.5°,幅宽1150km。

视频

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参考文献

  1. 欧洲环境卫星Envisat服务中断,中国科学院对地观测与数字地球科学中心, 2012-04-20
  2. EnviSat卫星情况调研,新浪博客,2018-09-26