哨兵2号
哨兵2号（Sentinel-2）是欧洲空间局哥白尼计划中的一项地球观测任务，使用多架卫星组成的卫星星座，拍摄地球表面的中分辨率影像[4]，用于森林监测、水质监测、土地覆盖变化侦测、天然灾害管理等遥感分析。此任务目前包含A星（Sentinel-2A）与B星（Sentinel-2B），由空中客车国防航天等多个产业团队共同研发及制造，两架卫星的设计大致相同，且绕行同一太阳同步轨道，惟彼此所在的位置相距180度。
.jpg) 哨兵2号卫星模型 | |||
| 制造 | |||
|---|---|---|---|
| 运营 | 欧洲空间局 | ||
| 应用 | 陆地与海洋监测、天然灾害分布图制作、海冰观测、船舶观测 | ||
| 技术指标 | |||
| 航天器类型 | 卫星 | ||
| 星座卫星数 | 2 | ||
| 设计寿命 | 7年 | ||
| 发射重量 | 1,225千克 | ||
| 尺寸 | 收合时长3.39米，宽1.63米，高2.35米；太阳能板总面积7.2平方米[2] | ||
| 能源 | 1,700瓦[3] | ||
| 建造 | |||
| 状态 | 运作中 | ||
| 已建造 | 3 | ||
| 已发射 | 2 | ||
| 运行中 | 2 | ||
| 首次发射 | 哨兵2A号 2015年6月23日 | ||
| 末次发射 | 哨兵2B号 2017年3月7日 | ||
| |||
概要
编辑哨兵2号任务可进行以下拍摄：
- 13个波段的多光谱影像拍摄，光谱范围涵盖可见光、近红外线（NIR）与短波红外线（SWIR）。
- 系统性的全球陆地拍摄，可拍摄 56° S 至 84° N 区域、海岸水体拍摄、以及地中海全区域。
- 相同视角的情形下同一区域可每5日拍摄一次。高纬度区域不限视角可短于5日内。
- 可提供空间分辨率10、20和60米影像。
- 影像幅宽290公里。
- 资料免费开放给所有对象。
为了能在短时间内重复拍摄同一区域，和高任务可用性，哨兵2号任务包含了两颗同时运作的相同卫星哨兵2号A（Sentinel-2A） 与B（Sentinel-2B）。轨道为高度786公里的太阳同步轨道，每日可环绕地球14.3次，并且每次通过降交点时，对应的地面区域当地时间为10:30 a.m.。会选择这个时间进行拍摄的原因是尽量将云层覆盖率降到最低与适当的太阳照射光度的妥协。这个时间相当接近陆地卫星计划（Landsat）所属卫星的拍摄时间，并与SPOT卫星拍摄时间相同，让相关研究人员可结合哨兵2号与其他卫星历史影像进行长时间的地表变迁追踪。
发射
编辑哨兵2号的两颗卫星将在同一轨道的相对两端进行任务。首颗卫星哨兵2号A已于2015年6月23日01:52 UTC以织女星运载火箭发射升空[5]。第二颗卫星哨兵2号B于2017年3月7日01:49 UTC [6]以织女星运载火箭发射[7]。
仪表
编辑哨兵2号的每颗卫星都搭载相同的多光谱影像仪（Multi-spectral instrument, MSI）。该影像仪可拍摄涵盖可见光、近红外线与短波红外线的13个波段影像。
MSI的拍摄方式是推扫式，影像幅宽达到290公里，并可取得高几何与光谱分辨率的影像[8]。它的望远镜是口径150毫米的三反射镜式消像散望远镜，焦距600毫米。望远镜瞬时视场角为21° X 3.5°[9]。该望远镜使用以碳化硅制造的矩形反射镜，类似的技术也用于天文卫星盖亚。
| 有效载荷波段 | 哨兵2A | 哨兵2B | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 中央波长 （纳米） |
频谱宽度 （纳米，半高宽） |
中央波长 （纳米） |
频谱宽度 （纳米，半高宽） |
空间分辨率 （米） | |
| 波段1：浅水、气溶胶 | 442.7 | 21 | 442.2 | 21 | 60 |
| 波段2：蓝光 | 492.4 | 66 | 492.1 | 66 | 10 |
| 波段3：绿光 | 559.8 | 36 | 559.0 | 36 | 10 |
| 波段4：红光 | 664.6 | 31 | 664.9 | 31 | 10 |
| 波段5：植被红边 | 704.1 | 15 | 703.8 | 16 | 20 |
| 波段6：植被红边 | 740.5 | 15 | 739.1 | 15 | 20 |
| 波段7：植被红边 | 782.8 | 20 | 779.7 | 20 | 20 |
| 波段8：近红外光 | 832.8 | 106 | 832.9 | 106 | 10 |
| 波段8A：近红外光（窄段） | 864.7 | 21 | 864.0 | 22 | 20 |
| 波段9：水蒸气 | 945.1 | 20 | 943.2 | 21 | 60 |
| 波段10：短波长红外光；卷云 | 1373.5 | 31 | 1376.9 | 30 | 60 |
| 波段11：短波长红外光 | 1613.7 | 91 | 1610.4 | 94 | 20 |
| 波段12：短波长红外光 | 2202.4 | 175 | 2185.7 | 185 | 20 |
Temporal offsets
编辑Due to the layout of the focal plane, spectral bands within the MSI instrument observe the surface at different times and vary between band pairs.[11]
| Inter-band Pairs | Temporal Offset Between Bands (s) |
|---|---|
| B08 / B02 | 0.264 |
| B03 / B08 | 0.264 |
| B03 / B02 | 0.527 |
| B10 / B03 | 0.324 |
| B10 / B02 | 0.851 |
| B04 / B10 | 0.154 |
| B04 / B02 | 1.005 |
| B05 / B04 | 0.264 |
| B05 / B02 | 1.269 |
| B11 / B05 | 0.199 |
| B11 / B02 | 1.468 |
| B06 / B11 | 0.057 |
| B06 / B02 | 1.525 |
| B07 / B06 | 0.265 |
| B07 / B02 | 1.790 |
| B8a / B07 | 0.265 |
| B8a / B02 | 2.055 |
| B12 / B8a | 0.030 |
| B12 / B02 | 2.085 |
| B01 / B12 | 0.229 |
| B01 / B02 | 2.314 |
| B09 / B01 | 0.271 |
| B09 / B02 | 2.586 |
应用
编辑哨兵2号将可在多方面提供关于地球陆地地表与海岸区域变化的应用。
该任务主要提供农业与森林管理相关影像资料，并可协助管理食品安全。卫星影像可用以测定多种植生指数，例如植物叶面积、叶绿素与含水量指数。这对地球上的植物量与农作物收获量推估特别重要。
哨兵2号监测植物生长的同时，也可以在影像中表示地表覆盖物变迁与监测全世界森林。它也可提供湖泊与沿海污染状况影像。卫星还可拍摄洪水、火山爆发与山崩等天灾影像进行测绘，以协助人道救援。
哨兵2号影像应用的例子如下：
- 针对环境监测观察土地利用变化。
- 农业应用，例如作物监控与管理，协助粮食安全。
- 详细的植被与森林监测，与相关参数制作（例如叶面积指数、叶绿素含量、碳量估计）
- 观测沿海地区（海洋环境监测、沿海地区测绘）
- 内陆水域监测
- 冰川监测、海冰分布测绘、积雪监测
- 洪水区测绘与管理（风险分析、损害评估、洪水期间灾害管控）
哨兵计划的卫星观测网提供了简单的方式监测与分析基于哨兵2号拍摄影像的地表变迁[12]。
参考资料
编辑- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Sentinel 2. Earth Online. European Space Agency. [17 August 2014]. （原始内容存档于2021-03-19）.
- ^ ESA. Sentinel-2: ESA's Optical High-Resolution Mission for GMES Operational Services (ESA SP-1322/2) (PDF) (报告). ESA Communications. 2012 [2022-01-24]. ISBN 978-92-9221-419-7. ISSN 0379-6566. （原始内容存档 (PDF)于2021-10-10）.
- ^ Sentinel 2 Datasheet (PDF). ESA. August 2013 [17 August 2014]. （原始内容 (PDF)存档于2015-12-19）.
- ^ Alparone, L.; Aiazzi, B.; Baronti, S.; Garzelli, A. Remote Sensing Image Fusion. CRC Press. 2015. ISBN 978-1-4665-8750-2.
- ^ Nowakowski, Tomasz. Arianespace successfully launches Europe's Sentinel-2A Earth observation satellite. Spaceflight Insider. 23 June 2015 [17 August 2016]. （原始内容存档于2021-01-10）.
- ^ The Vega launch success with Sentinel-2B confirms Arianespace’s contribution to a better life on Earth. 7 March 2017 [2017-03-07]. （原始内容存档于2020-10-31）.
- ^ van Oene, Jacques. ESA's Sentinel 2B spacecraft steps into the spotlight. Spaceflight Insider. 17 November 2016 [17 November 2016]. （原始内容存档于2016-12-12）.
- ^ Sentinel-2 MSI: Overview. European Space Agency. [17 June 2015]. （原始内容存档于2021-01-08）.
- ^ Chorvalli, Vincent. GMES Sentinel-2 MSI Telescope Alignment (PDF). International Conference on Space Optics. 9–12 October 2012. Ajaccio, France. 9 October 2012 [2017-07-13]. （原始内容存档 (PDF)于2020-10-31）.
- ^ MultiSpectral Instrument (MSI) Overview. Sentinel Online. European Space Agency. [3 December 2018]. （原始内容存档于2020-10-17）.
- ^ 11.0 11.1 引用错误：没有为名为
earth.esa.int的参考文献提供内容 - ^ Sentinel Monitoring. Sentinel Hub/Sinergise. [26 August 2016]. （原始内容存档于2021-01-14）.
外部链接
编辑
- Sentinel-2（页面存档备份，存于互联网档案馆） at ESA
- Copernicus（页面存档备份，存于互联网档案馆） at ESA
- Sentinel-2 Mission Requirements Document（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Sentinel-2 data sheet（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- SPOT (Take 5) data sets