卫星数据方案
一、光学卫星介绍
1.分辨率优于0.5米的光学卫星
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卫星 |
WorldView-3 |
WorldView-2 |
WorldView-1 |
GeoEye-1 |
Pleiades(1A、1B) |
KompSAT-3A |
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所属国 |
美国 |
美国 |
美国 |
美国 |
法国 |
韩国 |
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发射日期 |
2014.08 |
2009.10 |
2007.09 |
2008.09 |
2011.12 |
2015.03 |
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全色分辨率 |
0.31米 |
0.46米 |
0.5米 |
0.41米 |
0.5米 |
0.5米 |
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多光谱分辨率 |
1.24米 |
1.85米 |
-- |
1.65米 |
2米 |
2.0米 |
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立体采集能力 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
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幅宽 |
13.1公里 |
16.4公里 |
17.7公里 |
15.2公里 |
20公里 |
13公里 |
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光谱特征 |
全色+8个多光谱+8个短波红外+CAVIS |
全色+8个多光谱 |
全色 |
全色+4个多光谱 |
全色+4个多光谱 |
全色+4个多光谱+中红外 |
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定位精度 |
3.5米CE90 |
3.5米CE90 |
4米CE90 |
3米CE90 |
3米CE90 |
<27.5米CE90 |
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采集能力 |
68万平方公里/天 |
100万平方公里/天 |
130万平方公里/天 |
35万平方公里/天 |
100万平方公里/天 |
170万平方公里/天 |
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轨道高度 |
617公里 |
770公里 |
496公里 |
681公里 |
695公里 |
528公里 |
（1）WorldView-3卫星
WorldView-3卫星是美国GigitalGlobe公司于2014年8月发射并开始运行的一颗遥感卫星，它是第一颗多负载、超高光谱、高分率的商业卫星，最高可提供0.31米全色分辨率、1.24米多光谱分辨率，此外WorldView-3大大提高了卫星的光谱分辨率，在WorldView-2的八波段多光谱的基础上加入了3.7m分辨率的短波红外波段，并且首次在高分辨率卫星中使用了CAVIS波段用于大气校正。
WorldView-3卫星平均回访时间不到1天，每天可采集多达68万平方公里的数据。以下是WorldView-3卫星的部分技术参数。
A.WorldView-3卫星传感器基本参数
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项目 |
参数 |
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发射日期 |
2014年8月 |
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轨道 |
高度617km |
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类型:太阳同步，降交点地方时上午1:30 |
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周期:97 min |
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任务寿命 |
10年(包括所有消耗品和降解物，如推进剂) |
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卫星尺寸、重量、功率 |
5.7米高，2.5米宽，太阳能电池帆板展开后总跨度7.1米 |
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重2800kg |
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太阳能电池3.1kw，蓄电池100Ahr， |
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分辨率 |
全色 0.31m 多光谱1.24m，红外短波3.7m |
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遥感器波段 |
全色+8个多光谱段：+8个短波红外 |
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8个标准谱段：红、绿、蓝、近红外、红边、海岸、黄、近红外2 |
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8个新增短波红外：SWIR1-8 |
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姿态测定与控制 |
三轴稳定 |
|
作动器：控制力矩陀螺（CMG） |
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|
敏感器：星敏感器，固体惯性参照器，GPS |
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|
重新瞄准目标的敏捷性 |
加速度：1.50／s/s |
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速率：3.5０/s |
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侧摆200km所需的时间：12s |
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星载存储器 |
基础数据 |
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基础数据立体像对 |
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标准数据产品 |
固态，具有检错和纠错能力，容量为2199Ｇbit |
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数据传输 |
图像与辅助数据：800Mbit/s，X波段 |
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内务数据：4、16或32kbit/s实时，524kbit/s存储， |
|
|
指令数据：2或64kbit/s ，S波段 |
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|
最大侧摆角和相应的地面宽度 |
标称+ -400=星下左右两侧各1355km |
|
可由选择的采样更高角度 |
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每圈轨道数据搜集量 |
524Gbit |
|
单圈轨道最大连续成像区域 |
64*64km(相当于4*4幅方形图像) |
|
32*32km(相当于2*2幅方形图像) |
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重访周期 |
以1m GSD成像时，<1天 |
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对偏离星下点200处以0.52m GSD成像时，3.5天 |
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采集能力 |
680，000平方公里/日 |
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地里定位精度（圆误差） |
无地面控制点时：3m |
（2）WorldView-2卫星
WorldView-2在2009年发射，该卫星的运行轨道高度770km。能够提供0.5米的分辨率的全色和1.8米分辨率的多光谱影像。星载多光谱传感器不仅具有4个标准波段（红、绿、蓝和近红外1），还将包括4个新的波段（海岸监测、黄、红波段的边缘和近红外2）。增加的波段信息，为用户提供进行精确变化检测和制图的能力。
A.WorldView-2卫星传感器基本参数
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项目 |
指标 |
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发射日期 |
2009年10月 |
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轨道 |
高度770km |
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类型：太阳同步，降交点地方时上午10:30 |
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周期：100 min |
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任务寿命 |
7.25年（包括所有消耗品和降解物，如推进剂） |
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卫星尺寸、重量、功率 |
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4.3米高，2.5米宽，太阳能电池帆板展开后总跨度7.1米 |
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重2800kg |
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太阳能电池3.2kw，蓄电池100Ahr |
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遥感器波段 |
全色+8个多光谱段 |
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4个标准谱段：红、绿、蓝、近红外 |
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4个新增谱段：红边、海岸、黄、近红外2 |
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遥感器分辨率 |
全色：星下点处：0.46m（GSD） 偏离星下点200处：0.52m（GSD） |
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多光谱：星下点处：1.8m（GSD） 偏离星下点200处：2.4m（GSD） |
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（注意：对于非政府用户，图像必须重采样成0.5m） |
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动态范围 |
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每像元11 bit |
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延时积分（TDI） |
全色：从8到64有6级可供选择 |
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多光谱：从3到24有7级可供选择 |
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成像带宽 |
星下点处16.4km |
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姿态测定与控制 |
三轴稳定 |
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作动器：控制力矩陀螺（CMG） |
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|
敏感器：星敏感器，固体惯性参照器，GPS |
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指向精度与认知 |
精度：成像开始和停止时<500m |
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认知：支持下面列出的地理定位精度 |
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重新瞄准目标的敏捷性 |
加速度：1.5°/s/s |
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速率：3.5°/s |
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侧摆300km所需的时间：9s |
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星载存储器 |
基础数据 |
|
基础数据立体像对 |
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|
标准数据产品 |
固态，具有检错和纠错能力，容量为2199Gbit |
|
数据传输 |
图像与辅助数据：800Mbit/s，X波段 |
|
内务数据：4、16或32kbit/s实时，524kbit/s存储 |
|
|
指令数据：2或64kbit/s ，S波段 |
|
|
最大侧摆角和相应的地面宽度 |
|
|
标称+ -400=星下左右两侧各1355km |
|
|
可由选择的采样更高角度 |
|
|
每圈轨道数据搜集量 |
524Gbit |
|
单圈轨道最大连续成像区域 |
64*64km（相当于4*4幅方形图像） |
|
32*32km（相当于2*2幅方形图像） |
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重访周期 |
以1m GSD成像时，1.1天 |
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对偏离星下点200处以0.52m GSD成像时，3.7天 |
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地里定位精度（圆误差） |
无地面控制点时：8.5-10.7m |
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有地面控制点时：2m |
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有精度传输服务器时：4.6-5.5m |
B．WorldView-2卫星拍摄能力分析
WorldView-2卫星是全球第一批使用了控制力矩陀螺（CMGs）的商业卫星。这项高性能技术可以提供多达10倍以上的加速度的姿态控制操作， 从而可以更精确的瞄准和扫描目标。卫星的旋转速度可从60秒减少至9秒，覆盖面积达300公里。所以，WorldView-2卫星能够更快速、更准确的从一个目标转向另一个目标，同时也能进行多个目标地点的拍摄。 卫星具有更灵活的运转、更高容量 更快回访、更精确的拍摄、多波段 高清晰影像四个特点：
l 更灵活的运转
WorldView-2卫星能非常灵活运转，它在太空中的角色就像一个神奇的画笔，能灵活的前后扫描、拍摄大面积的区域，能在单次操作中完成多频谱影像的扫描。WorldView-2卫星独有的大容量系统，能达到每日采集一百万平方公里的数据采集量。而卫星集群可以保证每日近二百万平方公里的数据采集量。WorldView-2卫星无与伦比的灵活性能在1.1天内二次访问同一地点。如果算上卫星集群，甚至能实现在一天之内二次访问同一地点。由此可以为用户提供同一地点，同一天内的高清晰商业卫星集群影像。
l 更高容量、更快回访
WorldView-2卫星能非常灵活运转，它在太空中的角色就像一个神奇的画笔，能灵活的前后扫描、拍摄大面积的区域，能在单次操作中完成多频谱影像的扫描。WorldView-2卫星独有的大容量系统，能达到每日采集一百万平方公里的数据采集量。而卫星集群可以保证每日近二百万平方公里的数据采集量。WorldView-2卫星无与伦比的灵活性能在1.1天内二次访问同一地点。如果算上卫星集群，甚至能实现在一天之内二次访问同一地点。由此可以为用户提供同一地点，同一天内的高清晰商业卫星集群影像。
l 更精确的拍摄
WorldView-2卫星先进的地理位置技术，在扫描的精确度上有了非常大的进步。其精确度已经达到了6.5米CE90，这是没有经过处理，没有地面控制，也没有高程模型的数据。目前，就WorldView-1和预期中的WorldView-2卫星而言，精确度可以达到超乎想象的4.1米CE90。
l 多波段、高清晰影像
WorldView-2卫星能提供独有的8波段高清晰商业卫星影像。除了四个常见的波段外（蓝色波段：450-510；绿色波段：510-580；红色波段：630-690；近红外线波段：770-895），WorldView-2卫星还能提供以下新的彩色波段的分析。
（3）WorldView-1卫星
为美国DigitalGlobe公司的高分辨率商用卫星，于2007年9月18日成功发射，可提供0.5m分辨率卫星影像。灵活的镜头使其能够快速定位目标和高效的进行立体采集。
表1.WorldView-1卫星基本参数
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发射日期 |
2007年9月18日 |
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运行时间 |
超过7年(燃料超过10年以上) |
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轨道形式 |
太阳同步卫星 |
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轨道高度 |
496公里 |
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飞行周期 |
94.6分钟 |
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影像幅宽 |
17.6公里 |
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重访周期 |
1.7天(优于1m分辨率) 4.6天(0.5-0.59m分辨率) |
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空间分辨率 |
全色影像: 0.5m(星下点拍摄) |
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辐射分辨率 |
11bit |
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全色波谱范围 |
450-900nm |
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定位精度 |
设计6.5m，实测4.0-5.5m (无控制点状态) |
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采集能力 |
75万平方公里 |
（4）GeoEye-1卫星
GeoEye-1卫星于2008年9月在美国加州范登堡基地发射，是一颗迄今技术最先进、分辨率最高的商业对地成像卫星。GeoEye-1卫星星下点分辨率可达0.41米，无控定位精度达到5米（CE90标准），如此高分辨率和高定位精度，使GeoEye-1数据广泛应用于DOM制作、专题地物信息提取、地图更新等方面。
A．GeoEye-1卫星拍摄能力分析
GeoEye-1卫星具有重访周期更短、拍摄更灵活、幅宽更大等特点。GeoEye-1卫星幅宽为15km，每日可拍摄全色数据70万平方公里，拍摄能力是IKONOS卫星的3倍。
GeoEye-1卫星的拍摄具有很高的灵活性。卫星一次可以拍摄5-6条轨道，可以根据项目的需要跨轨往复扫描、顺轨往复扫描、顺轨条带扫描、单景扫描。
B. GeoEye-1卫星传感器基本参数
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参数 |
GeoEye-1 |
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全色分辨率（星下点--侧视25°） |
0.41米—0.49米 |
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产品分辨率 |
全色：0.5米 多光谱：2米 |
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轨道高度 |
681km |
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过境时间 |
10:30am |
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一、 幅宽 |
星下点15.2 km 单景225 km2 (15x15 km) |
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波谱范围 |
全色：450nm-800nm 蓝：450nm-510nm 绿：510nm-580nm 红：655nm-690nm 近红外：780nm-920nm |
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制图精度（无控制点） |
立体 CE90: 4米；LE90：6米 单片 CE90：5米 |
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成像角度 |
可任意角度成像 |
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重访周期 |
2-3天 |
（5）Pleiades(1A、1B)
Pléiades卫星由Astrium公司为法国空间总署CNES建造，为双星模式，1A于2011年12月16日发射，1B于2012年12月1日发射。两颗星已于2013年中期组成双星模式商业运行。
A．Pleiades(1A、1B)卫星传感器基本参数
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发射日期 |
1A：2011.12.16,1B：2012.12.1 |
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运行时间 |
至少5年，预计10年 |
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轨道形式 |
太阳同步卫星 |
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轨道高度 |
694km |
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飞行周期 |
98．79分钟 |
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影像幅宽 |
20公里 |
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重访周期 |
双星1.3天 |
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空间分辨率 |
全色影像: 0.5m(星下点拍摄) 多光谱影像:2.0m(星下点拍摄) |
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辐射分辨率 |
12bit |
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全色波谱范围 |
470-830nm |
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多光谱波谱范围 （四波段） |
蓝：430-550nm |
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绿：500-620nm |
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红：590-710nm |
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近红外：740-940nm |
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定位精度 |
8.5m (无控制点状态) |
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采集能力 |
100万平方公里 |
