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自然资源在轨陆地遥感卫星
文章来源： 自然资源部国土卫星遥感应用中心 时间：19-06-06
资源三号01星（ZY3-01）是我国首颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星，于2012年1月9日成功发射，集测绘和资源调查功能于一体，牵头主用户为自然资源部，其他用户包括应急管理部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、水利部、农业农村部等。
卫星采用三线阵测绘方式，由具有一定交会角的前视、正视和后视相机通过对同一地面点不同视角的观测，形成立体影像，同时配以精确的内外方位元素参数，准确获取影像的三维地面坐标，用以生产1∶5万测绘产品，以及开展1∶2.5万及更大比例尺地形图的修测与更新。卫星通过多光谱数据的获取，并配以正视高分辨率数据，可用于地物要素判读、自然资源调查和监测以及其他相关应用。
ZY3-01星测绘的总体精度指标优于法国SPOT 5、日本ALOS等国外同类产品。卫星在稀少控制点的条件下，影像平面精度优于3m，高程精度优于2m，全面超过了1∶5万立体测图卫星设计指标，并可用于1∶2.5万测图及部分1∶1万地理要素的更新。在无控制点的条件下，影像平面精度优于10m，高程精度优于5m；卫星影像的直接定位精度从1000多米提高到10m以内。多光谱卫星影像配准精度达到0.15个像元，总体影像质量优于国外同类卫星。
表 资源三号卫星技术指标参数表
|
有效载荷 |
波段数 |
光谱范围μm |
空间分辨率m |
幅宽km |
侧摆能力 |
重访时间(天) |
|
前视相机 |
- |
0.50-0.80 |
3.6 |
＞50 |
±32° |
5 |
|
后视相机 |
- |
0.50-0.80 |
3.6 |
＞50 |
±32° |
5 |
|
正视相机 |
- |
0.50-0.80 |
2.1 |
＞50 |
±32° |
5 |
| 多光谱相机 |
1 |
0.45-0.52 |
5.8 | ＞50 | ±32° | 5 |
|
2 |
0.52-0.59 |
|||||
|
3 |
0.63-0.69 |
|||||
|
4 |
0.77-0.89 |
高分一号卫星（GF-1）于2013年4月26日成功发射，牵头主用户为自然资源部，其他用户包括农业农村部、生态环境部等。卫星搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机，四台16m分辨率多光谱相机。
GF-1星突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术，多载荷图像拼接融合技术，高精度高稳定度姿态控制技术，单星上同时实现高分辨率与大幅宽的结合，2m高分辨率实现大于60km成像幅宽，16m分辨率实现大于800km成像幅宽，适应多种至间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据综合需求，满足不同应用要求；实现无地面控制点50m图像定位精度，满足用户精细化应用需求；在小卫星上实现2×450Mbp数据传输能力，满足大数据量应用需求；具备高的姿态指向精度和稳定度，姿态稳定度优于5e-4° /s，并具有35°侧摆成像能力，满足在轨遥感的灵活应用；在国内民用小卫星上首次具备中继测控能力，可实现境外时段的测控与管理。
表 高分一号卫星技术指标参数表
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指标参数 |
全色/多光谱（P/MS）相机 |
多光谱相机 |
|
| 光谱范围/μm |
全色 |
B1:0.45~0.90 |
/ |
| 多光谱 |
B2:0.45~0.52 |
B1:0.45~0.52 |
|
|
B3: 0.52~0.59 |
B2: 0.52~0.59 |
||
|
B4: 0.63~0.69 |
B3: 0.63~0.69 |
||
|
B4:0.77~0.89 |
B4:0.77~0.89 |
||
| 空间分辨率/m |
全色 |
2 |
16 |
|
多光谱 |
8 |
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|
幅宽/km |
60（2台相机组合） |
800（4台相机组合） |
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|
侧摆能力/(°) |
±35 |
||
|
重访周期/d |
4 |
2 |
|
|
覆盖周期/d |
41 |
4 |
|
|
设计寿命/a |
5-8 |
||
高分二号卫星（GF-2）于2014年8月19日成功发射，是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1米的民用光学遥感卫星。GF-2星牵头主用户为自然资源部，其他用户包括住房和城乡建设部、交通运输部、国家林业和草原局等。卫星搭载有两台高分辨率1米全色、4米多光谱相机实现拼幅成像。
GF-2星作为我国首颗分辨率达到亚米级的宽幅民用遥感卫星，其在设计上具有诸多创新特点，突破了亚米级、大幅宽成像技术；宽覆盖、高重访率轨道优化设计可使卫星侧摆±23°的情况下，即可实现全球任意地区重访周期不大于5天，在卫星侧摆±35°的情况下，重访周期还将进一步缩小；高稳定度快速姿态侧摆机动控制技术在轨实现了150s之内侧摆机动35°并稳定；卫星无控制点定位精度达到20-35m，还具有智能化的星上自主管理能力。GF-2星下点空间分辨率可达0.8米，标志着我国遥感卫星进入了亚米级“高分时代”。
表 高分二号卫星技术指标参数表
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指标参数 |
全色/多光谱（P/MS）相机 |
|
| 光谱范围/μm |
全色 |
B1:0.45~0.90μm |
| 多光谱 |
B2:0.45~0.52 |
|
|
B3: 0.52~0.59 |
||
|
B4: 0.63~0.69 |
||
|
B4:0.77~0.89 |
||
| 空间分辨率/m |
全色 |
1 |
|
多光谱 |
4 |
|
|
幅宽/km |
45（2台相机组合） |
|
|
侧摆能力/(°) |
±35 |
|
|
重访周期/d |
5 |
|
|
覆盖周期/d |
69 |
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|
设计寿命/a |
5-8 |
|
高分三号卫星（GF-3）于2016年8月10日成功发射，是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星，自然资源部为其主用户。
GF-3星的分辨率可以达到1米，是世界上分辨率最高的C频段、多极化卫星。同时卫星获取的微波图像性能高，不仅可以得到目标的几何信息，还可以支持用户的高定量化反演应用；卫星具备12种成像模式，涵盖传统的条带成像模式和扫描成像模式，以及面向海洋应用的波成像模式和全球观测成像模式；功率达万瓦级，可以获取高性能的微波图像，同时是我国首颗连续成像时间达到近小时量级的合成孔径雷达卫星；卫星成像幅宽大，与高空间分辨率优势相结合，既能实现大范围普查，也能详查特定区域，可满足不同用户对不同目标成像的需求。
GF-3星在系统设计上进行了全面优化，具有高分辨率、大成像幅宽、多成像模式、长寿命运行等特点，主要技术指标达到或超过国际同类卫星水平，显著提升了我国对地遥感观测能力，是高分专项工程实现时空协调、全天候、全天时对地观测目标的重要基础。
表 高分三号卫星技术指标参数表
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卫星类型 |
主要载荷 |
性能指标 |
| SAR | C波段SAR载荷 |
空间分辨率：1m～500m； 幅宽：10km～650km； 具备条带、聚束、扫描等12种成像模式。 |
高分五号卫星（GF-5）于2018年5月9日成功发射，是世界上第一颗同时对陆地和大气进行综合观测的卫星，自然资源部为其主用户。
GF-5星首次搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、主要温室气体探测仪、大气多角度偏振探测仪、大气环境红外甚高分辨率探测仪、可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪共6台载荷，可对大气气溶胶、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷、水华、水质、核电厂温排水、陆地植被、秸秆焚烧、城市热岛等多个环境要素进行监测。
高分五号卫星所搭载的可见短波红外高光谱相机是国际上首台同时兼顾宽覆盖和宽谱段的高光谱相机，在60千米幅宽和30米空间分辨率下，可以获取从可见光至短波红外（400～2500nm）光谱颜色范围里，330个光谱颜色通道，颜色范围比一般相机宽了近9倍，颜色通道数目比一般相机多了近百倍，其可见光谱段光谱分辨率为5纳米，可对内陆水体、陆表生态环境、蚀变矿物、岩矿类别进行有效探测，为环境监测、资源勘查、防灾减灾等行业提供高质量、高可靠的高光谱数据。
表 高分五号卫星技术指标参数表
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卫星类型 |
主要载荷 |
性能指标 |
| 高光谱 | 可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪等 |
空间分辨率：可见短波红外高光谱相机30m；全谱段光谱成像仪20～40m； 幅宽：可见短波红外高光谱相机60km，全谱段光谱成像仪60km。 |
高分六号卫星（GF-6）于2018年6月2日成功发射，主要应用于精准农业观测、林业资源调查等行业，自然资源部为其主用户。该星实现了8谱段CMOS探测器的国产化研制，国内首次增加了能够有效反映作物特有光谱特性的“红边”波段，大幅提高了农业、林业、草原等资源监测能力。
GF-6星配置2米全色/8米多光谱高分辨率相机、16米多光谱中分辨率宽幅相机，2米全色/8米多光谱相机观测幅宽90公里，16米多光谱相机观测幅宽800公里。GF-6星与GF-1星组网运行后，将使遥感数据获取的时间分辨率从4天缩短到2天，将为农业农村发展、生态文明建设等重大需求提供遥感数据支撑。
表 高分六号卫星技术指标参数表
卫星类型 | 主要载荷 | 性能指标 |
| 光学（2m） | 全色多光谱相机和多光谱中分辨率宽幅相机 | 空间分辨率：全色多光谱相机2m/8m，多光谱中分辨率宽幅相机16m。 |
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