高光譜成像衛(wèi)星發(fā)展研究
發(fā)布時間：2021-07-14 12:24
介紹了高光譜偵察衛(wèi)星發(fā)展歷程,在分析載荷典型分光體制的基礎(chǔ)上,結(jié)合不同分光體制特點(diǎn)和已發(fā)射衛(wèi)星情況,論述了光柵分光在星載平臺的技術(shù)優(yōu)越性和發(fā)展必然性。給出了德、印、意等國在軌高光譜偵察衛(wèi)星參數(shù)及能力現(xiàn)狀,及美、日等國近五年主要計劃發(fā)射項目。討論了高光譜偵察衛(wèi)星接力偵察及載荷集成等典型工作模式,并從衛(wèi)星平臺組網(wǎng)、模塊化載荷、高分辨率成像及高效數(shù)據(jù)管理等方面闡述未來高光譜衛(wèi)星的發(fā)展方向。
【文章來源】：光電技術(shù)應(yīng)用. 2020,35(03)
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
3 應(yīng)急發(fā)射模塊化高光譜衛(wèi)星流程圖
高光譜成像衛(wèi)星借助損失每一個光譜通道的光照度，實(shí)現(xiàn)多譜段同時探測。為增加系統(tǒng)探測能力，載荷視場很小，以EO-1高光譜偵察載荷Hyperion為例分析。Hyperion視場僅0.624°，導(dǎo)致其偵察范圍受限，重訪周期過長，為此設(shè)計者在同一平臺上增加了相同空間分辨率，但偵察視場曾大5倍的ALI載荷，為進(jìn)一步增加偵察能力，同時利用EO-1和Landsat7接力工作模式，Landsat7先進(jìn)行大范圍普查，當(dāng)其發(fā)現(xiàn)感興趣目標(biāo)或區(qū)域時，迅速將相關(guān)信息傳遞給稍后到達(dá)的EO-1衛(wèi)星，后者利用同一平臺兩種載荷協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對地物信息提取和有效識別，這使Hyperion探測能力提高近25倍。EO-1衛(wèi)星和Landsat7衛(wèi)星載荷偵察區(qū)域示意圖如圖11所示。3.2 高分辨率載荷與高光譜載荷同平臺集成
根據(jù)分光方式不同，高光譜成像衛(wèi)星可分為干涉體制和色散體制。基于干涉信息獲取途徑不同，可分為時間調(diào)制、空間調(diào)制和時空聯(lián)合調(diào)制三種類型。時間調(diào)制型在同一時刻收集地物目標(biāo)點(diǎn)輻射單一光程差信息，通過動反射鏡時間積分完善干涉信息；空間調(diào)制型同一時刻采集單點(diǎn)地物目標(biāo)點(diǎn)輻射所有干涉信息，通過空間掃描完善二維空間光譜輻射；時空聯(lián)合調(diào)制型通過面陣成像獲得目標(biāo)某一光程差處干涉信息，通過平臺推掃完善全部視場干涉圖。上述體制本質(zhì)是通過獲得地物輻射信息，在不同光程差處的光場疊加強(qiáng)度，形成干涉條紋，通過計算光學(xué)反演目標(biāo)光譜和任意通道空間信息。基于分光介質(zhì)不同，色散體制可分棱鏡色散和光柵色散型兩類。圖1所示為三種典型分光體制高光譜載荷分光原理圖。干涉型載荷在探測器上成像是干涉條紋，無法直接成像，且數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)傳輸復(fù)雜；棱鏡色散型載荷結(jié)構(gòu)簡單，易于小型化，但光譜分辨率不高；光柵色散型載荷可實(shí)時成像，光譜分辨率高，且體積小、質(zhì)量輕。不同分光體制的高光譜載荷性能各異，在不同應(yīng)用領(lǐng)域互有優(yōu)勢。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可見/近紅外光譜圖像在作物病害檢測中的應(yīng)用[J]. 張德榮,方慧,何勇. 光譜學(xué)與光譜分析. 2019(06)
[2]可見/近紅外超光譜碲鎘汞焦平面研究[J]. 張姍,沈益銘,劉丹,鐘艷紅,魏彥鋒,廖清君,陳洪雷,林春,丁瑞軍,何力. 應(yīng)用光學(xué). 2019(03)
[3]意大利PRISMA高光譜衛(wèi)星發(fā)射升空[J]. 岳楨干. 紅外. 2019(03)
[4]高分遙感在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用綜述[J]. 陳玲,賈佳,王海慶. 國土資源遙感. 2019(01)
[5]海岸帶高光譜遙感與近海高光譜成像儀（HICO）[J]. 婁明靜,邢前國,施平. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2013(04)
[6]星載超光譜成像技術(shù)發(fā)展與展望[J]. 李歡,周峰. 光學(xué)與光電技術(shù). 2012(05)
[7]基于小衛(wèi)星平臺的超光譜成像ORASIS探討[J]. 張鏡洋,常海萍,陳衛(wèi)東,康國華,沈為民. 航天返回與遙感. 2011(05)
[8]星載高光譜成像儀光學(xué)系統(tǒng)的選擇與設(shè)計[J]. 鄭玉權(quán),王慧,王一凡. 光學(xué)精密工程. 2009(11)
本文編號：3284142
【文章來源】：光電技術(shù)應(yīng)用. 2020,35(03)
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
3 應(yīng)急發(fā)射模塊化高光譜衛(wèi)星流程圖
高光譜成像衛(wèi)星借助損失每一個光譜通道的光照度，實(shí)現(xiàn)多譜段同時探測。為增加系統(tǒng)探測能力，載荷視場很小，以EO-1高光譜偵察載荷Hyperion為例分析。Hyperion視場僅0.624°，導(dǎo)致其偵察范圍受限，重訪周期過長，為此設(shè)計者在同一平臺上增加了相同空間分辨率，但偵察視場曾大5倍的ALI載荷，為進(jìn)一步增加偵察能力，同時利用EO-1和Landsat7接力工作模式，Landsat7先進(jìn)行大范圍普查，當(dāng)其發(fā)現(xiàn)感興趣目標(biāo)或區(qū)域時，迅速將相關(guān)信息傳遞給稍后到達(dá)的EO-1衛(wèi)星，后者利用同一平臺兩種載荷協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對地物信息提取和有效識別，這使Hyperion探測能力提高近25倍。EO-1衛(wèi)星和Landsat7衛(wèi)星載荷偵察區(qū)域示意圖如圖11所示。3.2 高分辨率載荷與高光譜載荷同平臺集成
根據(jù)分光方式不同，高光譜成像衛(wèi)星可分為干涉體制和色散體制。基于干涉信息獲取途徑不同，可分為時間調(diào)制、空間調(diào)制和時空聯(lián)合調(diào)制三種類型。時間調(diào)制型在同一時刻收集地物目標(biāo)點(diǎn)輻射單一光程差信息，通過動反射鏡時間積分完善干涉信息；空間調(diào)制型同一時刻采集單點(diǎn)地物目標(biāo)點(diǎn)輻射所有干涉信息，通過空間掃描完善二維空間光譜輻射；時空聯(lián)合調(diào)制型通過面陣成像獲得目標(biāo)某一光程差處干涉信息，通過平臺推掃完善全部視場干涉圖。上述體制本質(zhì)是通過獲得地物輻射信息，在不同光程差處的光場疊加強(qiáng)度，形成干涉條紋，通過計算光學(xué)反演目標(biāo)光譜和任意通道空間信息。基于分光介質(zhì)不同，色散體制可分棱鏡色散和光柵色散型兩類。圖1所示為三種典型分光體制高光譜載荷分光原理圖。干涉型載荷在探測器上成像是干涉條紋，無法直接成像，且數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)傳輸復(fù)雜；棱鏡色散型載荷結(jié)構(gòu)簡單，易于小型化，但光譜分辨率不高；光柵色散型載荷可實(shí)時成像，光譜分辨率高，且體積小、質(zhì)量輕。不同分光體制的高光譜載荷性能各異，在不同應(yīng)用領(lǐng)域互有優(yōu)勢。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可見/近紅外光譜圖像在作物病害檢測中的應(yīng)用[J]. 張德榮,方慧,何勇. 光譜學(xué)與光譜分析. 2019(06)
[2]可見/近紅外超光譜碲鎘汞焦平面研究[J]. 張姍,沈益銘,劉丹,鐘艷紅,魏彥鋒,廖清君,陳洪雷,林春,丁瑞軍,何力. 應(yīng)用光學(xué). 2019(03)
[3]意大利PRISMA高光譜衛(wèi)星發(fā)射升空[J]. 岳楨干. 紅外. 2019(03)
[4]高分遙感在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用綜述[J]. 陳玲,賈佳,王海慶. 國土資源遙感. 2019(01)
[5]海岸帶高光譜遙感與近海高光譜成像儀（HICO）[J]. 婁明靜,邢前國,施平. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2013(04)
[6]星載超光譜成像技術(shù)發(fā)展與展望[J]. 李歡,周峰. 光學(xué)與光電技術(shù). 2012(05)
[7]基于小衛(wèi)星平臺的超光譜成像ORASIS探討[J]. 張鏡洋,常海萍,陳衛(wèi)東,康國華,沈為民. 航天返回與遙感. 2011(05)
[8]星載高光譜成像儀光學(xué)系統(tǒng)的選擇與設(shè)計[J]. 鄭玉權(quán),王慧,王一凡. 光學(xué)精密工程. 2009(11)
本文編號：3284142
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