SPOT衛星

SPOT系列衛星是法國空間研究中心（CNES）研製的一種地球觀測衛星系統，至今已發射SPOT衛星1-7號。“SPOT”系法文Systeme Probatoire d’Observation de la Terre的縮寫，意即地球觀測系統。

基本介紹

• 中文名：SPOT衛星
• 研製單位：法國空間研究中心（CNES）研製的
• 軌道參數：高度為830km
• 軌道傾角：為98.7度

衛星簡介

1986年已來，SPOT已經接收、存檔超過7百萬幅全球衛星數據，提供了準確、豐富、可靠、動態的地理信息源，滿足了製圖、農業、林業、土地利用、水利、國防、環保地質勘探等多個套用領域不斷變化的需要。

衛星參數

Spot衛星採用的太陽同步準回歸軌道,通過赤道時刻為地方時上午10：30，回歸天數（重複周期）為26d。由於採用傾斜觀測，所以實際上可以對同一地區用4～5d的時間進行觀測。

觀測儀器

Spot1，2，3上搭載的感測器HRV採用CCD（charge coupled device )S作為探測元件來獲取地面目標物體的圖像。HRV具有多光譜XS具和PA兩種模式，其餘全色波段具有10m的空間解析度，多光譜具有20m的空間解析度。Spot4上搭載的是HRVIR感測器和一台植被儀。Spot5上搭載包括兩個高分辨幾何裝置（HRG）和一個高解析度立體成像裝置（HRS）感測器。

數據參數

Spot的一景數據對應地面60km×60km的範圍，在傾斜觀測時橫向最大可達91Km，各景位置根據GRS（spot grid reference systerm)由列號K和行號J的交點（節點）來確定。各節點以兩台HRV感測器同時觀測的位置基礎來確定，奇數的K對應於HRV1，偶數的K對應於HRV2。傾斜觀測時，由於景的中心和星下點的節點不一致，所以把實際的景中心歸併到最近的節點上。

譜段參數

1）綠譜段（500～590nm）：該譜段位於植被葉綠素光譜反射曲線最大值的波長附近，同時位於水體最小衰減值的長波一邊，這樣就能探測水的混濁度和10～20m的水深。

2）紅譜段（610—680nm）：這一譜段與陸地衛星的MSS的第5通道相同（專題製圖儀TM仍然保留了這一譜段），它可用來提供作物識別、裸露土壤和岩石表面的情況。

3）近紅外譜段（790—890nm）：能夠很好的穿透大氣層。在該譜段，植被表現的特別明亮，水體表現的非常黑。儘管矽的光譜靈敏度可以延伸到1100urn，但設計時為了避免大氣中水汽的影響，並沒有把近紅外譜段延伸到990nm。同時，紅和近紅外譜段的綜合套用對植被和生物的研究是相當有利的。

該系統的多譜段圖像配準精度相當高，通常採用二向色稜鏡進行光譜分離，粗製多譜段圖像的配準精度誤差小於0.3個象元。

數據套用範圍

Spot的數據被世界上14個地點的地面站所接收，數據的套用目的和Landsat相同，以陸地上的資源環境調查和檢測為主。由於它的解析度不高，可以用於地圖的製作，通過立體觀測和高程觀測，可以製作1：5萬的地形圖。

感測器特點

Spot1，2，3衛星上裝載的HRV是一種陣列推掃式掃瞄器，其簡單的結構如圖4-5。儀器中有一個平面反射鏡，將地面輻射來的電磁波反射到反射鏡組，然後聚焦在CCD陣列元件上，CCD的輸出端以一路時序視頻信號輸出。由於使用線陣列的CCD元件作為探測器，在瞬間能同時得到垂直航線的一條影響線，不需要用擺動的掃描鏡，將縫隙式攝影機那樣以推掃方式獲取沿軌道的連續影像條帶。

Spot衛星上的HTV分成兩種方式：一種是多光譜型的HRV，每個波段的線陣列探測器組由3000個CCD元件組成，每個元件形成的象元相對地面上為20m×20m。因此每一行CCD探測器形成的影像線，相對地面上為20km×60km（是20m×60km）。每個像元用8bit對亮度進行編碼。另一種是全色HRV，它用6000個CCD元件組成一行，地面上總的寬度仍為60km，因此每個像元對應地面的大小為10m×10m。編碼採用相鄰像元的亮度差進行，以壓縮數據量。由於相鄰像元亮度差值很小，因此只需要用6bit的二進制進行編碼。

發展歷程

SPOT-1

SPOT-1號衛星於1986年2月22日發射成功。衛星採用近極地圓形太陽同步軌道。軌道傾角93.7°，平均高度832公里（在北緯45°處），繞地球一周的平均時間為101.4分鐘。軌道是“定態”（phased）的，重複覆蓋周期為26天。衛星覆蓋全球一次共需369條軌道。衛星在地方時上午10時30分由北向南飛越赤道，此時軌道間距為108.6公里。隨緯度增加軌距縮小。星上載有兩台完全相同的高解析度可見光遙感器（HRV），是採用電荷耦合器件線陣（CCD）的推帚式（push-broom）光電掃瞄器，其地面解析度全色波段為10米；多波段為20米。當以“雙垂直”方式進行近似垂直掃描時，兩台儀器共同覆蓋一個寬117公里的區域，並且產生一對SPOT影像。兩幀影像有3公里的重疊部分，其中線在參考軌道上。其中每一影像覆蓋面積60×60公里2。當進行側向（可達27°）掃描時，每一影像覆蓋面積為80×80公里2。這種交向觀測可獲得較高的重複覆蓋率和立體像對，便於進行立體測圖。SPOT衛星標誌著衛星遙感發展到一個新階段。

Spot衛星圖片

SPOT-4

SPOT4於1998年3月發射，它增加了一個短波紅外波段(1.58-1.75pm)；把原0．61-0.68um的紅波段改為0．49-0.73um包含“紅”的波段，並替代原全色波段，可以產生解析度10m的黑白圖像和解析度20m的多光譜數據；增加了一個多角度遙感儀器，即寬視域植被探測儀Vegetation(VGT)，用於全球和區域兩個層次上，對自然植被和農作物進行連續監測，對大範圍的環境變化、氣象、海洋等套用研究很有意義。VGT被設計為垂直方向的空間解析度1．15km，掃描寬度2250km，可見光一短波紅外波段0．43-1.75um共5個波段。它們為藍波段0.43-0.47um、綠波段0.50-0.59um、紅波段0．61-0.68um，近紅外波段0.79-0.89um、短波紅外波段1.58-1.75um。SPOT4中的VGT和HRVs將使同一區域有可能同時獲得較大範圍的粗解析度數據和小範圍的細解析度數據。

SPOT-5

SPOT5於2002年5月4日發射，星上載有2台高解析度幾何成像裝置(HRG)、1台高解析度立體成像裝置(HRS)、1台寬視域植被探測儀(VGT)等，空間解析度最高可達2.5m，前後模式實時獲得立體像對，運營性能有很大改善，在數據壓縮、存儲和傳輸等方面也均有顯著提高。

SPOT1與2003年9月停止服務，SPOT3因事故於1997年11月14日停止運行外，其他SPOT均在正常運行。

SPOT數據特徵

SPOT-6

2012年9月9日 – 由歐洲領先的空間技術公司-Astrium-製造的對地觀測衛星SPOT6由印度PSLV運載火箭搭載成功發射。稍後，它將加入由Astrium Services分發的極高解析度衛星Pleiades 1A的軌道。這兩顆衛星將共同提供服務並最終在2014年與Pléiades 1B和SPOT 7一起構成完整的Astrium Services光學衛星星座。

參數：

使用Reference3D，定位精度達到10米（CE90）的自動正射影像

捆綁：同步採集全色和多光譜影像

- 1.5 m全色 (0.455 μm – 0.745 μm)

- 6 m多光譜, 4個波段：

- 藍(0.455 μm – 0.525 μm)

- 綠(0.530 μm – 0.590 μm)

- 紅(0.625 μm – 0.695 μm)

- 近紅外(0.760 μm – 0.890 μm)

Pan-sharpened: 全色和4個多光譜波段的1.5米彩色融合影像

影像幅寬：星下點60公里

格式：JPEG 2000

SPOT-7

2014 年 6 月 30 日，法國斯波特 -7（SPOT-7）衛星從印度達萬航天發射中心，用印度極軌運載火箭（PSLV）成功發射。SPOT-7 由歐洲空客防務與航天公司研製，其性能指標與 SPOT-6 相同。SPOT-7 軌道高度 694km，發射質量 712kg。SPOT-7 採用 Astrosat 500MK2 平台，具備很強的姿態機動能力，可在 14s 內側擺 30°。SPOT-7 全色解析度 1.5m，多光譜解析度 6m，星上載有兩台稱為“新型 Astrosat 平台光學模組化設備”（NAOMI）的空間相機，兩台相機的總幅寬為 60km。SPOT-6和 SPOT-7 這兩顆衛星每天的圖像獲取能力達到600 萬平方千米，面積大於歐盟成員國的總面積。這兩顆衛星預計將工作到 2024 年。根據用戶需求可對 SPOT-7 進行靈活編程，具備每天 6 個編程計畫。SPOT-7 具備多種成像模式，包括長條帶、大區域、多點目標、雙圖立體和三圖立體等，適於製作 1:25000 比例尺的地圖。SPOT-6 和 SPOT-7 與兩顆昴宿星（Pleiades 1A和 1B）組成四星星座，這四顆衛星同處一個軌道平面，彼此之間相隔 90°。該星座具備每日兩次的重訪能力，由 SPOT 衛星提供大幅寬普查圖像，Pleiades 針對特定目標區域提供 0.5m 的詳查圖像。

主要任務

（1）為將來所研製的遙感設備的性能。

（2）為製圖和地球資源開發建立檔案庫和一個世界範圍內可以利用的資料庫。

（3）通過重複觀測以改進對植被類型的識別和產量預報試驗。

（4）為了進行圖像判釋和繪製1/250000比例尺的平面圖以及按1/100000和1/50000的比例尺進行地圖更新，建立感興趣地區的立體像對檔案庫。

（5）在空中檢驗多任務飛行平台和線陣照相機。

SPOT衛星比美國“陸地衛星”的優越之處是，SPOT衛星圖像的解析度可達10～20m，超過了“陸地衛星”系統，加之SPOT衛星可以拍攝立體像對，因而在繪製基本地形圖和專題圖方面將會有更廣泛的套用。為了達到這些要求，SPOT衛星在軌道設計、飛行平台和感測器等方面都有它自己的獨到之處。

套用領域

遙感影像之所以能為人類利用，是因為不同的地物具有各自的波譜特徵，據此可提取地物信息，區分地物，監測地物的動態變化。地物的電磁波譜是遙感的一種基本信息，任何物體對外來的電磁波都有反射、吸收和透射的性質，且只要其溫度高於絕對零度，其就能不斷地向外發射電磁波，地物在同一時間、空間條件下，其發射、反射、吸收和透射電磁波的特性是波長的函式，不同物體的反射、吸收、透射和發射電磁波的能力是不同的，都可作為探測和區別地物的有用信息。不同地物反射光譜的特徵主要表現在反射強度和反射波譜的形態兩個方面，這就是利用地物反射電磁波譜信息提取信息、識別和區分地物的理論基礎。

SPOT衛星對於岩性、構造、岩石、礦物填圖、水資源調查、大氣探測，植被調查，農作物估產，冰雪覆蓋調查，土地利用監測，城市和城市周圍規劃以及自然災害控制，森林資源調查，旅遊資源調查等套用的研究將是非常有意義的。