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新一代海洋水色观测卫星载荷及指标 - 海洋观测卫星技术

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8 P% ^) b: Y7 q

北京时间2023年11月16日11时55分,新一代海洋水色观测卫星(科研星)在酒泉卫星发射中心成功发射。

) _/ {* f8 Y$ v- e7 S. x% o+ a; O, M

% Q' g# n" j: N3 x3 z4 I

卫星发射图(佟思平 摄)

: J' p6 D/ E7 b* e* z/ `

新一代海洋水色观测卫星是世界首颗针对全球多种水体、采用多种探测手段的高精度海洋水色观测卫星,可实现对全球大洋、近海、河口和内陆水体的水色、水温、悬浮物质、水生态环境要素以及海冰、植被等大范围连续动态监测,为我国主要航道、海上热点地区、重要港口、海湾、河口及内陆大型湖泊等提供及时的遥感信息服务。

# g1 G) @& C9 w" M9 q- A2 Y% S

新一代海洋水色观测卫星主载荷包括水色水温扫描仪、中分辨率可编程成像光谱仪和海岸带成像仪,各载荷主要指标分别如下:

* n3 F+ I9 ^5 [% _. |* x6 B1 h! q w$ C

1 水色水温扫描仪(COCTS2)

/ x8 J0 |# n& o! X

1)星下点地面像元分辨率(GSD):≤500m(@782km);

" m! y/ I$ K% F

2)幅宽:≥3000km(@782km);

# @0 W4 m5 X8 I, G2 c1 O3 f

3)量化级数:≥14bits;

5 W+ w0 ^7 d7 t! k8 o9 F' [3 t

4)覆盖周期(单星):1次/天(水色)、2次/天(海表温度)

& ~1 U3 t* F$ y" R4 Y/ ?

5)观测要素:遥感影像、水色要素、海表温度。

: |' N- R9 o4 D9 |$ O

6)主要应用设计指标:叶绿素a浓度优于35%,总悬浮物浓度优于40%,黄色物质浓度优于45%,海表温度优于0.5°C。

; d6 ?" f7 y; D" ?, o4 U* ]

表1海洋水色水温扫描仪技术指标

9 }8 |7 t' Y& P7 P# J

编号

7 P$ g' b7 d7 k- d3 H: ^

中心波长(nm)

]) r3 x1 M: `- ~4 _% \

带宽(nm)

1 [: P# c& @/ w, P4 X: X6 o

S/N

* c4 O$ q6 w7 D4 S

1

* J/ z6 n" o& }" L

360

" y3 X; O) l: Q0 ~- I) W S# h

20

# k" o W/ K2 D7 z* h" j7 A

≥1000

0 I1 a# V$ P/ H6 p9 }

2

' C0 k# G$ X+ T( z4 G7 `

385

+ p. k0 T' P4 X5 j+ V2 M

20

/ ^4 N$ I3 r$ m6 m6 y% G( F

≥1000

9 y/ B Z; Z! c$ U9 j7 J

3

, L( D4 N, {1 | `7 _

412

- l1 d" ~/ ~8 C( c' v. d, h

20

( I+ H5 }; ]7 E7 l) e, Y

≥1000

0 S( y2 g( ]- J, q1 i3 ^3 X# N

4

: P }2 ~$ p! t

443

7 ]* h+ v8 I# }

20

0 g0 R% J" x0 W

≥1000

# K3 d* c9 X4 w v3 I% f& s8 ]9 L" Q

5

; ^0 U! H6 \9 ]+ Z# r

490

* h: W5 \% T) Z

20

$ t/ \' W, o" Q1 l1 w% @% K

≥1000

$ b1 z3 k9 K3 d

6

8 n+ e) }+ ?' J+ p3 P9 |8 D

520

6 d/ b z7 x/ u" X) @' l4 _$ g

20

7 _: c& Q/ @9 P3 Q* @

≥1000

6 Q) Q. f* k# a$ m5 K9 E5 I7 g

7

; q* h# X6 ]! Q# o

565

& T+ @. m$ K$ K

20

8 C; W" w5 t" x0 W) f9 E& x

≥1000

" F8 U: U+ p \# b

8

% Y+ ]2 E, |1 B4 D0 H" Y* g

620

, R8 l, r& h6 M0 R3 \( m% i

15

- A0 O4 A% Q5 @, t7 E) O- A; T7 {

≥1000

3 r0 ?7 D& O* N ?) E- n+ D. y3 ?! m

9

, [& S' \2 s; y6 S8 X3 `

665

3 @" k" H9 j6 C* U$ x

15

- f2 H' l, n3 V. W2 H( X

≥1000

8 p6 v0 c/ @/ I" I, K2 S% b

10

/ N: a3 O9 ]$ C% i

681

5 k2 j& w4 h' r& P* ~5 H9 Z

15

& E* f* h& t' K; j: w

≥1400

6 S# h2 ~8 G- |

11

- V9 i4 V% @" z7 K) J: E1 j

705

) N, f- n% E m; m5 P! e7 d( H

20

, L+ H) S4 a* A, R: W: N' ?

≥1000

8 ?% |' R6 g9 b) C

12

' ^- f3 k! n9 u+ }

744

. |. S. e9 o& [4 \% F" ?

20

8 D& u7 j( [; h1 B

≥400

" ~& N; r) h" ~0 H" k( X- Z

13

/ t, V6 n( [# D) K1 U, I

865

2 @ h/ R* d+ \

40

( |5 l% {2 ^% X4 z, y6 r

≥600

: d2 [9 s) g4 \! d9 x

14

$ A R% i* w% r$ H' e

1245

9 ]0 H; m- N" P5 D6 \, q

40

' N& E0 S# ^0 L* K# f

≥250

% A) B; T; |# q+ ^# m

15

2 M5 Y: L1 ]" V' g

1640

- ]! Q! c4 G7 e; U0 f; v0 p

80

! c% t' k; D2 x5 j s; L D

≥180

$ h; i0 j5 Z; x3 L1 W

16

) H6 a9 t f1 a5 f4 n, t

3740

1 h6 e: s" K5 i; v1 j

190

N) J6 h' ?* C2 I1 }# G

NEΔT≤0.15K

' ?! u9 }# S' K. X$ q

17

4 i# g7 n: {5 K8 N [1 C

10800

& y0 [/ w) j0 {$ n' A4 }7 N6 ^1 V8 ]

1000

! v/ a% S" P1 j, c+ f7 n

NEΔT≤0.1K

1 [* [: @8 j3 ]! E2 O8 k d

18

8 S( d X- \% F/ C) r6 L0 w1 ~

12000

. J9 f2 a" v$ y" \ q

1100

. u" X; h% I1 e

NEΔT≤0.1K

! C" d! a0 Z0 d

2中分辨率可编程成像光谱仪(PMRIS)

/ u$ B1 s4 `4 g8 ]7 l* L3 [

1)星下点地面像元分辨率(GSD):通道模式≤100m(@782km),光谱模式≤200m(@782km);

3 s* g. k+ a1 C# k. a2 ]

2)幅宽:≥950km(@782km);

! v( x/ l8 I/ |/ }$ M

3)输出方式

/ i" C) U1 w7 \

a.通道模式:可编程输出15个通道(可编程光谱范围:0.375-0.92μm),固定短波红外4个通道(谱段范围1000-2160nm);

3 h0 y7 u- d1 l

b.光谱模式:具备在0.375-0.92μm的光谱范围内,可编程输出连续90个光谱通道数据的能力;同时输出4个短波红外通道成像数据;

" m( e6 j0 x' w

4)量化等级:≥14bits;

! M7 ^* T1 S& d4 g4 u" x1 [2 n2 c

5)覆盖周期(单星):1次/3天。

3 G1 a+ W! T. x6 |& ^& x

6)观测要素:遥感影像、水色要素、近海环境其他要素等。

* Y) o G, b6 H4 l

7)主要应用设计指标:叶绿素a浓度优于40%,总悬浮物浓度优于40%,黄色物质浓度优于45%。

$ w" N7 q& S% P6 R+ |% E

表2中分辨率成像光谱仪技术指标

% D8 K( P$ @1 T

编号

& l: n K3 s X0 D

中心波长(nm)

9 e4 t1 X5 s! n- j# l' w$ l

带宽(nm)

5 k- W7 n/ x. ]1 `- U$ ~

S/N

% w& d8 s5 C! ~1 g4 f8 b

1

) m, J, m" {+ D1 |& _( A8 h& G+ F

385

& b. Y9 ^& [0 v0 f

20

0 o2 a" |& ?4 V2 ^8 O

≥260

. E' |, P7 C+ N8 `0 ~$ E5 O# E1 [9 L

2

% d1 ~; |3 ^+ u! p- z

412

: S, D2 i+ n! k2 o. O9 j

20

$ K4 S- h* Y! V. m

≥500

- w4 U8 r/ P# _) t7 i

3

( w1 _% F- o- [6 R z

443

+ u" j2 D) C" f5 g& R1 ^

20

- N9 [9 ~, o* J+ f6 r5 ?" ~9 ?. x

≥500

3 x" O* [6 _, Y

4

' ^* t' L. b4 X# l

475

8 s2 J8 m7 j6 U2 J9 l/ X

15

8 f; A6 r- N5 l4 W

≥500

6 p. s- c9 v7 M& p2 w" | v3 s

5

; J0 A F/ }: z+ b2 P! m6 W& N

490

$ v6 P) N8 H9 a# h) }

20

& X r" Z2 C- W) l) y9 _

≥500

! S" a% l3 i! R) E" D

6

3 L0 o' k I5 _/ b; E* m

520

. n/ s" {6 U# i) R* o

20

% c# n0 v) n @- | z. r

≥500

0 R: x( J- S( v; f1 s! [ K H

7

2 Y# R8 |" d% x' q. M: X

565

8 l' W$ Q8 l j+ _) g

20

) ^3 j! H* s' u9 A$ n" V1 V4 g

≥500

2 K6 C' T4 c. N! c$ x$ w1 G0 g

8

# ^/ l/ i7 Y2 T- \

617

; N; w c2 s# e' O( p! U- X+ i

20

0 x7 j+ k) U k6 ]: s7 ~

≥500

4 x0 l, m1 j! C" J

9

4 E4 I5 F/ C" v& I3 A/ Q

640

1 v) K$ k) }, L! q

20

# N k+ ]! B- u+ f2 A

≥500

2 x' z: Q9 i! \6 |/ G' `

 10

1 n3 z" M7 W+ n# G$ ^

665

) q5 S& o' ~4 K9 h$ }9 o

15

2 [5 o, b% ~ M3 w* |6 Y' S

≥440

# d3 y: G" }* A' L4 v1 d

11

3 `8 R( v7 k- U5 n# k) Z

681

7 F: y9 s! f9 X0 s% d( ~; u

10

! z- R! R& k3 |- Z; n

≥340

# `. g! y' M8 e9 A* r+ e

12

! w7 P. X: t3 `0 a# p! f

710

* A0 M2 O, ^6 A

15

; @) {& p3 _8 d' X

≥360

. l' y) N( Q5 A+ N. R5 a

13

8 l8 E! z8 Z: c& O+ f/ g

744

8 F& |. f9 g8 a% e3 P) ?9 y

20

5 ^6 G: y: W" ]0 o$ x y6 M% u( f

≥340

& S5 p! l' ~: F

14

, S: c7 c8 K- f# \ c) k' z

820

, u" C. F7 |" h ^$ K8 ]- x

15

1 M" z+ [% b" {* E. }

≥200

. U3 I5 X" C" r

15

/ V( E' j+ b! c$ C. q2 ]

865

2 M% W) R6 V4 W6 ^- }6 B3 F

40

- t$ l: y& v/ E3 D4 p& q1 z7 p- S

≥230

0 L5 ?* B% `) h: U

16

/ I2 J; u5 r7 d( F0 {& |( Y

1020

# J1 ^: `5 j4 Y% j$ V, ^6 s8 V

40

! b/ b p3 w \, ?$ S; q J

≥400

2 ~: q4 F+ t7 e1 E( Q2 j

17

+ G1 `; M5 O1 T9 R1 \. O6 m

1245

' v! u9 _, d8 [0 a( q5 C% i

20

, p& n9 ]( S7 F& S8 V( y

≥250

3 I. w$ d. m. u# ]

18

8 @1 ]" T9 @" S* \5 z) F, G+ n

1640

4 z2 K0 F& j( b& M$ B) [; s

40

' D- w( L* U3 O6 t" K. y( b( r

≥180

% @" _ K9 }0 v) f# u

19

' J% x, _0 u" }7 F- k+ L

2135

: N5 ]8 N X( {

50

s7 P7 R) S4 y" |% M' Z

≥100

7 O9 d4 Z8 @. x# e, H+ _' p& x& B

3 海岸带成像仪(CZI2)

+ Z U. I0 Q0 J1 a/ p

1)星下点地面像元分辨率(GSD):

( T# `. Q' @% y& o, D# d

a.全色:≤5m(@782km)

9 u% Y* |( _' L7 y0 }4 v7 C" e

b.多光谱:≤20m(@782km);

2 e# @2 j3 j* b" e

2)幅宽:≥60km(@782km);

( ]. g$ g+ y6 a; o I# x% ^

3)量化等级:12bits;

, X' B; |. a3 k4 J# g

4)侧摆条件下可视范围:≥1000km。

) P4 ?9 D2 {8 q6 Y r

5)覆盖周期(单星):1次/3天(侧摆条件下)

5 m0 u3 v) ]7 {8 i$ |

6)观测要素:遥感影像、植被指数、近海与内陆水体水色要素、海岸带环境。

8 T9 m4 Q2 e' {0 C" w6 G

7)主要应用设计指标:叶绿素a浓度优于40%,总悬浮物浓度优于40%,归一化植被指数优于5%。

2 F6 Y1 _7 J" \' E

表3海岸带成像仪技术指标

! L2 K. T' G2 o3 Z1 v

编号

' K1 J4 T1 Z& {& ]8 E* @$ j

中心波长(nm)

& W8 i4 o" @3 V% ]* } S2 L/ p

带宽(nm)

' S* X8 g) F( P" F

S/N

w; G4 L# a& j+ D

1

) Y+ U( i) M$ c$ {* Z

425

* i# U) j$ u) y A* Y

50

3 g0 Q2 f, j- \$ H

≥300

2 E" ?5 e# e ^

2

# Q9 H8 M, j* u) L+ e5 ~

485

5 @6 ?9 `7 d4 ]$ T( ^* I$ }) X

70

L5 t |( V& o, u! B% i) f$ x! S2 A

≥300

. {, i1 n# T5 n

3

% h3 O+ Z& R* u% D

555

! {5 {$ U, C& i) g( q( t

70

# f9 M" c$ f" I1 D

≥300

/ l3 r T7 }7 P, J

4

/ u$ d5 |7 ~2 |

605

% l& z/ _! [# Q# T3 D- N6 \

40

. s j* g; I4 c* z: k

≥300

! b; ]9 e$ G& a+ q# g" J

5

/ r6 P' F- R! r( b: z! o u2 P

660

5 R: r" s* y9 P* u* b0 h

60

* Z$ _4 _0 k" ]1 f6 C2 ^$ C, \

≥300

6 }; d1 ^: ^0 N, V9 w& n6 {

6

8 F. {: d3 o8 n% O7 F- g& r% D, Z

725

' m# B% B) U1 y2 ^9 M

40

- a) ]5 H: [6 {% ?) P

≥200

9 k6 [5 P' I7 M

7

/ Q. U& j" u% ^1 U$ L# b3 b

830

6 O4 ^3 ? k% r# S0 l& S3 Y

120

1 w% L( Y0 Z. z7 i5 S

≥200

% S: @3 [0 u8 ?, ?9 j4 D* X: Y

8

4 W" `" M0 j- n, B& t3 q

950

4 m v3 ^, T- {# v# b1 E

180

& |( O. a I- W/ Q: i( j

≥200

8 F3 P2 W v: C, j) D9 F1 D

P

9 t2 t# N* p% n+ P! k

625

! J! I$ f( v- i( R7 |0 k& P2 p

350

2 @5 ?( ~9 J7 j- j6 f- h

≥200

$ O; t/ @3 {7 Z! _! I% x5 R

8 x8 D6 `4 @! \( v! _. Q% f% a1 Y8 B " N; r" \ Y1 K4 v' ?# t* x, _ / F& @0 g2 D4 N$ E; [3 W! N/ O4 E. |. H. Z% W 2 c" z) a& e/ H Z# R F
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龚超群
活跃在2026-3-28
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