中国碳卫星和高光谱微纳卫星的遥感监测应用

　　标准集团检测仪器资讯：2016年12月22日3时22分，我国首颗碳卫星发射，据悉，本次发射的碳卫星是我国首颗用于监测全球大气二氧化碳含量的科学实验卫星。在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将全球二氧化碳监测科学实验卫星（简称“碳卫星”）发射升空。此外，本次任务还搭载发射中科院微小卫星创新研究院自主安排研制的1颗高分辨率微纳卫星和2颗高光谱微纳卫星。那么笔者下面就来为大家介绍一下碳卫星和高光谱微纳卫星在遥感监测中的应用。

　　碳卫星的监测应用

　　碳卫星通过5种观测模式的组合，完成对全球二氧化碳的探测，卫星装载的高光谱二氧化碳探测仪有2000多个通道，光谱解析度极高。”碳卫星首席应用科学家、国家卫星气象中心总工程师卢乃锰告诉羊城晚报记者，碳卫星主要由模块化卫星平台、高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪与多谱段云与气溶胶探测仪组成，“我国以前还没有这么复杂观测模式的民用卫星。

　　碳卫星在绕地飞行的时候，把东西向20公里范围内的信息收集起来，然后把带有太阳光反射或散射情况的信息传回地面接收站。地面应用系统科研人员集中国内优势单位联合攻关，成功攻克全球数据快速接收、高精度定标和二氧化碳反演、科学验证等20项关键技术，在在轨定标、高精度辐射传输正演模型等方面取得重要突破，填补了国内技术空白。

　　碳卫星发射3~6个月后，国家卫星气象中心将联合中国科学院的仪器研制单位完成对碳卫星各项功能和性能指标的在轨测试和评价，随后有望发布批全球二氧化碳数据。二氧化碳浓度数据将对全球的用户公开，成为全球二氧化碳监测网络的重要组成部分。

　　高光谱微纳卫星的监测应用

　　被命名为Spark01星、Spark02星的两颗高光谱微纳卫星曾被美国《大众科学》称作“世界上非常强大的高光谱成像卫星”。这或许不是世界上“强大的”，但至少是近期备受业内关注的高光谱小卫星。这两颗卫星均由中国科学院微小卫星创新研究院负责总研制，根据该院专家介绍，卫星发射后，将用于全球地表高光谱数据快速采集，服务国家农业估产、林业病虫害监测、环境保护、灾害监测和资源开发，是实现“光谱中国”目标的重要环节。

　　根据中国科学院微小卫星创新研究院专家的说法，通过光谱遥感，人们就能分辨出大地里种的是土豆，还是红薯，分辨出同样颜色稻田里不同品种的水稻，分析全球的农林作物植被分布和长势信息，甚至进一步估计全球粮食产量。

　　Spark01星、Spark02星这两颗星，每颗星的幅宽都达到了102千米。两颗星协同合作，幅宽更可达到约200千米，相当于上海东方明珠到杭州西湖的宽度。根据专家的说法，后续发射的宽幅高光谱微纳卫星，可以与Spark01星、Spark02星协同，推扫距离更宽更广，快速覆盖中国全境甚至全球有效陆地，进行快速普查遥感。

　　如此强大的Spark双星，体积却不大。装在火箭上，只有一台微波炉那么小。Spark双星在多项指标参数上超过国内外同类卫星，达到了较高水平。比如，高光谱成像仪重量仅为10kg，比国内外同等指标高光谱成像仪至少轻5倍。其研制成本不到同类航天载荷的十分之一，采用创新的卫星和载荷一体化设计与集成技术，卫星本体和载荷的重量都得到极大减轻，总重量仅为43公斤，处于国际水平。

　　此外，Spark双星与常规微纳卫星相比，其太阳电池翼可进行二次展开，获得收拢状态7倍受照面积，以保证能源供应，使微纳卫星迈入实用化阶段。这是Spark双星的另一个魅力所在——超强的电力。太阳能帆板二次展开后，小卫星就有了大翅膀，其电池片有效面积，相当于收拢状态的7倍，电池片全效工作，可提供130W功耗，可供26部iPhone7 Plus同时工作。