欧洲遥感卫星
欧洲遥感卫星(英語:,缩写:ERS)是由欧洲空间局研制、发射和运营的地球观测卫星,也是欧洲空间局的第一个地球观测卫星任务,由ERS-1遥感卫星和ERS-2遥感卫星组成。其中,ERS-1运行于1991年7月17日至2000年3月10日,而ERS-2运行于1995年4月21日至2011年9月5日。两颗卫星运行在基本相同的轨道上,高度约782-785千米。ERS任务的总体目标是提供陆地和海洋表面的环境监测,这些监测数据亦用于对海洋、极冰、陆地生态、地质、森林、波浪、水深、大气物理及气象学等方面的研究。[3][4]
艺术家描绘的ERS-1想象图 | |
任务类型 | 地球观测 |
---|---|
运营方 | 欧洲空间局 |
国际卫星标识符 | 1991-050A(ERS-1)[1] 1995-021A(ERS-2)[2] |
衛星目錄序號 | 21574(ERS-1) 23560(ERS-2) |
网站 | ERS |
任務時長 | 9 年(ERS-1) 16 年(ERS-2) |
航天器属性 | |
平台 | SPOT MK1 |
發射質量 | 2157 kg(ERS-1) 2516 kg(ERS-2) |
尺寸 | 2 m×2 m×3 m(ERS-1) |
功率 | 2000 W(ERS-1) |
任務開始 | |
發射日期 | 1991-07-17(ERS-1) 1995-04-21(ERS-2) |
运载火箭 | 阿里亚娜 40 |
發射場 | 法属圭亚那 |
任務終止 | |
停用日期 | 1990-01-31 |
軌道參數 | |
参照系 | 地球 |
軌域 | LEO |
離心率 | 0.00000(ERS-1) 0.00161(ERS-2) |
近地點 | 774 km(ERS-1) 771 km(ERS-2) |
遠地點 | 775 km(ERS-1) 794 km(ERS-2) |
傾角 | 98.540°(ERS-1) 98.600°(ERS-2) |
週期 | 100.3 分(ERS-1) 100.0 分(ERS-2) |
曆元 | 1991-07-17(ERS-1) 1995-04-21(ERS-2) |
ERS |
ERS-1
设备
ERS-1的总载荷重888.2千克,搭载有AMI、RA-1、ATSR-1、 LRR、PRARE等设备:[5]
- 有源微波仪器(英語:,缩写:AMI)
- RA-1型雷达测高计(英語:,缩写:RA)
- ATSR-1型沿轨扫描辐射计(英語:,缩写:ASTR)
- 微波探测仪(英語:,缩写:MS)
- 精密测距测速仪(英語:,缩写:PRARE)
- 激光逆向反射器(英語:,缩写:LRR)
有源微波仪器
有源微波仪器AMI是由法国马特拉·马可尼太空公司制造的雷达装置,其内部装配有两个相互独立的雷达:一个是在执行图像模式和波模式下运作的合成孔径雷达(SAR),另一个是用在风模式下运作散射计(WSC)。[6]在图像模式下,SAR通过发射经相位调制的脉冲,再通过匹配滤波器压缩回波来实现高分辨率的成像。在波模式下,AMI量测的则是因海水表面波引起的雷达反射率的变化,并将测得的雷达图像转换为光谱,从而提供与海洋波浪系统有关的长度与方向信息。在风模式下,散射计使用三个独立的侧视天线来测量海面的风速和风向。值得注意的是,波模式可以与风模式并行运作,但图像模式不能。[7]
雷达测高计
雷达测高计RA-1由反射器、波导馈源、三脚架及支撑结构、喇叭馈电及波导组成的脉冲雷达,工作在频率为12-18GHz的Ku波段,方向指向天底,运行模式分为海洋模式和冰模式。通过RA-1的测量结果,可以确定出如下内容:[8]:402
任务
编号 | 任务 | 起始时间(UTC) | 终止时间(UTC) | 重复周期/天 |
---|---|---|---|---|
A | 调试阶段 | 1991年7月25日 | 1991年12月10日 | 3 |
B | 第一次测冰任务 | 1991年12月28日 | 1992年3月30日 | 3 |
R | 侧倾实验 | 1992年4月4日 | 1992年4月13日 | 35 |
C | 第一次多学科任务 | 1992年4月14日 | 1993年12月20日 | 35 |
D | 第二次测冰任务 | 1993年12月23日 | 1994年4月10日 | 3 |
E | 第一次大地测量任务 | 1994年4月10日 | 1994年9月26日 | 168 |
F | 第二次大地测量任务 | 1994年9月28日 | 1995年3月21日 | 168 |
G | 第二次多学科任务、串联飞行任务 | 1995年3月21日 | 1996年6月5日 | 35 |
不同任务周期的轨道参数如下:
阶段编号 | 任务类型 | 重复周期/天 | 偏心率 | 倾角/° | 升交点经度/° | 半长轴/m | 交点周期/s | 平近点角/° | 近地点辐角/s | 每重复周期绕地圈数 | 总绕地圈数 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A | 调试 | 3 | 0.001165 | 98.5162 | 223.4279 | 7153138.10 | 6027.906977 | 270.1334 | 90 | 43 | 1359 | [11] |
B | 测冰 | 24.3600 | 1359 | [12] | ||||||||
D | 72.7302 | 1547 | [13] | |||||||||
C | 多学科 | 35 | 98.5429 | 243.0078 | 7159495.65 | 6035.928143 | 501 | 8849 | [14] | |||
R | 侧倾 | 97.8581 | 166 | [15] | ||||||||
G | 串联 | 98.5421 | 202.0497 | 7159495.96 | 6035.928144 | 1784 | [16] | |||||
E | 测高 | 168 | 98.4913 | 72.7342 | 7147190.68 | 6020.406470 | 2411 | 2444 | [17] | |||
F | 299.7687 | 2501 | [18] |
侧倾模式任务
ERS-1的卫星主体在进入侧倾模式时,绕切向旋转了9.5度,使合成孔径雷达以35°的入射角进行成像。在侧倾模式中,姿态控制系统的性能与航偏模式(英語:,缩写:YSM)差异并不显著,两个模式下的角速度、谐波误差和随机误差均相同,仅静态误差有最大约0.05度的细微差异。在滚动过程中,卫星处于精细指向模式(英語:,缩写:FPM),该模式下航偏角为零,且姿态的参考线是沿垂线方向而非法线方向。
这一操作模式在使用上受到一些限制,因此只能进行一些有限的实验活动,这些限制包括:[15]
- 只能应用在北纬35度至北纬70度之间的区域
- 由于以垂线而非法线为参考,雷达测高计的性能会略微下降
- 无法使用只在航偏模式下运行的风散射计
大地测量任务
ERS-1在1994年4月10日至1995年3月21日执行大地测量任务,分两个阶段(E与F)完成。在执行该任务期间,卫星以168天的重复周期绕地运行。F阶段相较于E阶段,轨道平移了8千米,以获得更密集的格网数据。[10]该任务的首要目标是为用户提供全球性的、连续的RA测高数据,因而ERS-1所执行的大地测量任务基本上也可被当作是雷达测高任务。该任务的次要目标则是对海洋和冰区实现至少一次的完全覆盖,但这需要执行两个循环周期才有可能进行。在执行大地测量任务期间,合成孔径雷达与散射计在名义上继续运作,但在出现意外时则会优先考虑测高计的恢复。[19]
結局
2000年3月10日,ERS-1的姿態控制系統因陀螺儀故障而失效,其任務正式宣告結束。[20]
ERS-2
1989年,欧洲空间局决定发射一颗新的ERS卫星,以在ERS-1结束寿命后接替ERS任务。ERS-2的结构大体上与ERS-1一致,但携带的设备较ERS-1有了一系列的改进。此外,ERS-2还携带了新的设备GOME,对大气的化学成分(尤其是臭氧成分)进行测量。[21]ERS-2任务自1995年开始,在轨运行16年,期间曾与ERS-1和ENVISAT共同执行串联飞行任务。[22]
设备
ERS-2携带的设备大致与ERS-1相同,但新增了用于臭氧监测的GOME,并将原搭载在ERS-1上的ATSR-1更新为了ATSR-2:[22]
- 全球臭氧监测实验设备(英語:,缩写:GOME)
- ATSR-2型沿轨扫描辐射计
参考文献
- . nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-21]. (原始内容存档于2012-10-24).
- . nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-21]. (原始内容存档于2012-10-23).
- . earth.esa.int. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . directory.eoportal.org. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . eoportal.org. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- Attema, E.P.W. . Proceedings of the IEEE. 1991-06, 79 (6): 791–799 [2020-04-21]. ISSN 1558-2256. doi:10.1109/5.90158. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . earth.esa.int. [2020-04-21] (英语).
- Kramer, Herbert J. . Springer. 2019-01-30 [2020-04-21]. ISBN 978-3-642-56294-5. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2017-06-02) (英语).
- . earth.esa.int. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2016-07-14) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2017-06-02) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2007-08-10) (英语).
- . www.deos.tudelft.nl. [2020-04-21]. (原始内容存档于2007-08-04) (英语).
- . earth.esa.int. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . eoPortal. ESA. 2012 [31 December 2022].
- . earth.esa.int. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . eoportal.org. [2020-04-21]. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . www.iup.uni-bremen.de. [2020-04-24]. (原始内容存档于2017-12-26) (英语).
- Kramer, Herbert J. . Springer. 2019-01-30 [2020-04-24]. ISBN 978-3-642-56294-5. (原始内容存档于2020-05-03) (英语).
- . The Independent. 2024-02-22 [2024-02-22] (英语).
- . AP News. 2024-02-21 [2024-02-22] (英语).