_中华卫星一号_及其海洋水色成像仪

_中华卫星一号_及其海洋水色成像仪 “中华卫星一号”及其海洋水色成像仪 ? ()郑亲波 中国科学院上海技术物理研究所?上海 200083 ()潘德炉 国家海洋局第二海洋研究所?杭州 300012 ( ) 文 摘 介绍了中国台湾研制的“中华卫星一号”ROCSA T - 1实验卫星的概况 。较详细介绍该卫星上的海洋水色成像仪的构成 、主要性能 。给出了“中华卫星一 号”及其海洋水色成像仪外形图和结构图 。 关键词 卫星 实验卫星 成像仪探测 ( ) ROCSA T - 2仍为三轴稳定的低轨道遥感 试验卫星 ,目前正在招标 。第三颗将是地球 1 中华卫星系列的概况 同步通讯卫星 ,采用 Ka 波段 ,也许该卫星将 与“中华通讯卫星”合并为一 。 “中华卫星1992 年中国台湾制定了 15 年太空发展 计划 , 15 年间陆续完成三颗实验卫星 ——— 一号”配置有三种载荷 : 海洋 ( ) “中华卫星”的发射 。该计划由“国科会”负 水色成像仪 OC I、电离层等离子与电子探 ( ) ( ) 责 ,将具体由下设的太空计划署协调实施 。 IP E I和 实 验 型 通 讯 设 备 ECP 。测仪 太空计划署在新竹市工业园区建有卫星总装 “中华卫星二号”遥感卫星 计划配置一台分 辨率为 5 m 的全色 CCD 相机和一台分辨率 总调 实 验 室 和 太 空 环 境 试 验 室 。预 定 于 为 15 m 的 SPO T 型 四 波 段 多 光 谱 相 机 ( 1998 年发射升空的“中华卫星一 号”ROC2( ) M SS。由于下传数据速率的关系 ,有可能 () ) SA T - 1是倾角为 35?的低轨道 L EO实验 将全色 CCD 的分辨率压缩为 70 m , 将 M SS 卫星 , 由 美 国 TRW 公 司 承 制 , 总 质 量 为 的分辨率压缩为 100 m , 以适应 665 . 4 kb/ s 400 kg ,采用三轴稳定 ,如图 1 所示 。预定于的数据率 ,拟用 HR P T 格式向地面站发送 。 海洋水色成像仪用于观测台湾近海及低 纬2 0 0 1 年1 2 月发射升空的“中华卫星二号” 度地区海洋的水色分布 、估测水中叶绿素 含量及海洋初级生产力 。其初始技术指标 是由台湾大学海洋研究所 、台湾海洋大学和 逸仙大学的海洋研究学者提出的 。海洋水色 ( ) 成像仪科学数据分发中心 SDDC是日常运 行中心 ,负责制订任务计划和合作事项 、数据 处理 、数据分发和数据获得 。 为了能有较长的时间在台湾上空观测 、 图 1 “中华一号卫星”的外形图 收稿日期 :1998203212 ?系上海市宇航学会会员。 通讯试验和电离层探测 ,卫星轨道选择并非690 km 宽 的 地 面 , 地 面 分 辨 率 可 达覆盖 以最适合海洋水色成像仪运作的太阳同步轨 800 m ?800 m 。 为了简化并确保系统道 ,因此海洋水色成像仪的作业时段 ,必须在 的可靠性 ,在 日照时段和地面位置之间 ,寻求最适合实验 海洋水色成像仪的设计中没有机械运动部 的时空点 。若以早晨 9 :00 至下午 3 :00 为可 件 ,其成像动作完全由线型 CCD 敏感器件与 () 观测时段 , 则倾斜 35?卫星轨道造成对同一 卫星轨道运动所构成 详见表 1。 ROCSA T21 利用 S2band 通道传回卫星地面位置的观测周期约为 52 天 。因此除了 台湾及其近海之外 ,海洋水色成像仪的观测 上的数据 ,其数据传输速率可达 1 . 39Mb/ s 。 区将有一半落在南半球 。 最大时海洋水色成像仪可使用其 80 % 的传 ( ) 输速率 约 1Mb/ s传送光谱数据 , 多于这 个传输限制的光谱数据必须先存放在星上的 2 海洋水色成像仪的主要性能 固态存储器内 。这个存储器容量有 2 Gb , 因 此海洋水色仪绕行轨道一圈 ,最多只能用其 由日本 N EC 公司承制的海洋水色成像 ( ) 仪是四镜头并列CCD推扫式相机 见图2 。中 3 % 的 时 间 摄 像 。这 相 当 於 拍 摄 两 张 700 km ?700 km 的六波段相片 。 为提高存 储器和传输能力的使用效率 , 海洋水色成像仪设计有五个运行模式以减少 数据量 : a . FB - mo de 六波段 、七通道全部运作 ; b. N I - A mo de 六波段 、1 ,6 通道运 作 ; c. N I - B mo de 六波段 1,3 , 5,7 通道 运作 ; d. R GB - mo de 2 ,4 ,6 波段及通道运作 ; e . CA - mo de 4 ,7 波段及通道运作 。 其中 , FB - mo de 的 数 据 速 率 需 求 为 655 . 5 kb/ s ,其余的均为 562 . 6 kb/ s 。 ( ) OC I 是一全折射式望远镜系统 图 3 , (每两个波段公用一个望远镜 B1/ B2 ,B3/ B4 , 图 2 海洋水色成像仪结构图 ) B5/ B6,第 7 通道采用 B3/ B4 组合的光学系 ( ) 外形尺寸为 长 ?宽 ?高: 35cm ?38cm ? 统 。为了减小色差 ,三组望远镜分别独立设 34 . 5cm ,质量为 16 . 8 kg ,遥感的中心波长分 计 ,系统的 F 数为 7 。第四组与第二组望远 别是 443 、490 、510 、555 、670 、865 nm ,构成 镜相同 ,重复选择 555 nm“黄光”波段作为第 一个六波段七通道海洋水色成像仪 。第七通 道与第四波段是完全相同的 ,即为 555 nm 波 7 通道的原因是 , 该中心波长是水体色素变 段 。OC I 的波段选择与美国 SeaS TA R 卫星 化的铰链点 ,无论高浓度与低浓度叶绿素水 的 SeaW IFS 八个波段中的六个完全相同 ,而 体的信息提取都需要用该波段的数据与其他 与日本 AD EO S 卫星的 OC TS 十二个波段中 波段的数据相除而得到 。而 OC I 的主要探 的四个完全相同 。海洋水色成像仪视角为 测目标就是叶绿素浓度和浮悬泥沙 ,该探测 60?,使海洋水色成像仪在 600 km 高空时可 波段具有备份的作用 ,以能满足台湾海区水 项 目要 求信号均匀性 + 0/ - 35 % 在均匀背景 复式配置 4 和 7 通道的光学、CCD 相同 光谱配准 所有通道的中心点的偏差在 1 . 5 IFOV 范围内 运动部件 无 ( )( )可靠度 七个通道 ?0 . 9 两年轨道寿命3 %的任务周期 ()最大的体积 穿轨 ?星下点 ?速度 35cm ?34 . 5cm ?38cm 质量 ?16 . 8 kg 热控制 自主 ( ) ))( ( 功耗 28 ?6V DC ?31 W 工作; ?12 W 待机 数据速率 655 . 5 kb/ s , FB 工作模式 , RS422 接口 谱段外的响应 所有波段均 ?0 . 4 % ( )幅宽 ?690 km H = 600 km ( ))( 空间分辨率 H = 600km 800m ?20 m 星下点 信号量化 12bit ( )增益 增益可选为 ?1 , ?2 , ?0 . 5 第 7 通道 ?6 ( ) 光谱特性 系统级别: 波段 B1 B2 B3 B4 B5 B6 ( )中心波长 nm 443 490 510 555 670 865 ( )中心波长偏差 nm ?3 ?4 ?4 ?4 ?4 ?5 ( )50 %峰值响应的波长带宽 nm 20 20 20 20 20 20 ( )带宽偏差 nm ?3 ?3 ?3 ?3 ?3 ?4 信噪比 : 波段 B1 B2 B3 B4 B5 B6 最小信噪比 @EOL 450 450 450 450 350 350 平均辐射量 饱和 84 . 1 65 . 6 56 . 4 45 . 7 24 . 6 10 . 9 辐射量 132 . 5 105 90 . 8 74 . 4 42 . 0 21 . 3 ( )传递调制函数 M TF B1 B2 B3 B4 B5 B6 穿轨方向 0 . 30 0 . 30 0 . 30 0 . 29 0 . 24 0 . 16 沿轨方向 0 . 21 0 . 21 0 . 21 0 . 20 0 . 20 0 . 19 偏振度 ?2 % 绝对辐射精度 优于 5 % 在 BOL 色探测 。同时 ,如果望远镜光学系统有某种退600 km 高 空 时 , 两 侧 的 地 面 分 辨 率 为在 2 800 m,而中间段则为 400 m ?800 m 。开始设 化 ,那末它也是一种比较的手段 。 敏感器件μ计时 , 选 用 日 本 N EC 公 司 的 pD3571 型 为法国汤姆逊公司的 T H7811A μCCD ,它有 3584 个像素 ,每像素的尺寸是 7m 型 CCD ,其上有 1 728 个像素 ,每一个像素为 μ?7m 。采用 4 元 4 线并一元的采样方式 ,即 μμ13m ?13m 。使用时分为三段 , 两侧段各有 16 个像素并为 1 个像素的方式 。 832 个像素 , 以二像素合一的方式形成各有 ()下转第 64 页 416 个扩展像素 ,中间段则有 64 个像素 ,因此 M ETHOD TO M EAS URE IRO N CO NTENT I N AL KAL I2RESISTI NG COTTO N PAPER Xue Guangro ng ( ) No . 811 Instit ute of 8t h Academy ,Aero space Indust rial Co rp . ?Shanghai 200233 Abstract Iro n co ntent in alkali2resisting cot to n paper of so me t ype of missile’s t her mal bat2 tery is measured by NO2CHato mic abso rp tio n p rocess synt hetically co nsidering measuring co n2 2 2 2 ditio ns and f acto rs. The met ho d po ssesses many advantages such as high sensitivit y and accuracy , ( ) less interference and goo d repeatabilit y and selectivit y. The deviatio n RSD < 1 . 0 %n = 10co m2 ( ) paring to standard value . The standard adding recovery is in t he range of 98 %,102 % n = 3. The use of t he met ho d ,f ully suited to t he co nt rol of Iro n co ntent in alkali2resisting cot to n paper and t he analysis fo r sample system ,has o btained goo d effect in p ractice . Alkali2resistance cot2 Key words Ato mic abso rp tio n spect ro scop y Heat activated bat tery to n paper Iro n co ntent Analysis met ho d () 上接第 53 页 图 3 海洋水色成像仪光学结构图 参 考 文 献 1 Yang B T. Ocean color imager : a system descrip2 ,1996 ,Canada tio n. PORSEC’96 ROCSAT - L A ND A ND ITS OCEA N COLO R IMA GER Zheng Qinbo ) ( Shanghai Technical Physics Instit ute of t he Chinese Academy of Sciences ?Shanghai 200083 Pan Delu ( ) No . 2 ocean Instit ute of State Bureau of Oceans ?Hangzho u 300012 Abstract ROCSA T - 1 experimental satellite developed by Taiwan p rovince of China is in2 t ro duced . The co nstit utio n and main perfo r mance of t he Ocean Colo r Imager o nboard t he satellite is described in detail . The appearance and st ruct ure of t he satellite and t he imager are given . Key words Satellite Experimental satellite Imager Detectio n