李遠(yuǎn)飛 張雅聲 周海俊 陰艷龍(中國人民解放軍裝備學(xué)院)
印度發(fā)射的對地觀測衛(wèi)星包括“巴斯卡拉”(Bhaskara)系列、“羅希尼”(Rohini)系列、“印度遙感衛(wèi)星”(IRS)系列、“雷達成像衛(wèi)星”(RISAT)系列、與法國合作的“熱帶云”(Megha-Tropiques)衛(wèi)星等。目前,印度在軌的“印度遙感衛(wèi)星”系列、“雷達成像衛(wèi)星”系列及其他衛(wèi)星共有12顆,其中,“印度遙感衛(wèi)星”系列是世界上最大的民用遙感衛(wèi)星星座,能夠提供不同空間分辨率和不同光譜的圖像,主要用于農(nóng)業(yè)、水資源、林業(yè)、生態(tài)學(xué)、城市建設(shè)和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。
“印度遙感衛(wèi)星”由印度空間研究組織(ISRO)建造、發(fā)射和維護,為印度提供了諸多遙感服務(wù)。1988年發(fā)射了首顆衛(wèi)星—印度遙感衛(wèi)星-1A,現(xiàn)已發(fā)展了三代遙感衛(wèi)星,第一代遙感衛(wèi)星包括印度遙感衛(wèi)星-1A、1B、1E/P1 、P2;第二代遙感衛(wèi)星包括印度遙感衛(wèi)星-1C、1D、P3、P4,目前這兩代衛(wèi)星已經(jīng)全部完成任務(wù)退役。第三代遙感衛(wèi)星以“資源衛(wèi)星”(RESOURCESAT)系列和“制圖衛(wèi)星”(CARTOSAT)系列為代表,還包括“海洋衛(wèi)星”(Oc eanSat)等,現(xiàn)在印度第三代遙感衛(wèi)星全部在軌工作,共有9顆,分別為“技術(shù)實驗衛(wèi)星”(TES),資源衛(wèi)星-1、2,制圖衛(wèi)星-1、2、2A、2B,海洋衛(wèi)星-2和印度迷你衛(wèi)星-1(IMS-1)。
資源衛(wèi)星-1于2003年10月17日由“極軌衛(wèi)星運載火箭”(PSLV)發(fā)射,是“印度遙感衛(wèi)星”系列的第10顆衛(wèi)星,不僅延續(xù)了由印度遙感衛(wèi)星-1C、1D衛(wèi)星提供的遙感數(shù)據(jù)服務(wù),而且極大地增強了圖像質(zhì)量。
資源衛(wèi)星-1攜帶了3臺與印度遙感衛(wèi)星-1C、1D衛(wèi)星上相似的相機,但圖像分辨率有了極大的提升,線性成像自掃描遙感器-3(LISS-3)的分辨率為23.5m,線性成像自掃描遙感器-4的分辨率為5.8m,且具備全色和多光譜模式;先進寬視場遙感器(AWiFS)分辨率達到56m。
測試中的印度資源衛(wèi)星-2
線性成像自掃描遙感器-3、4和先進寬視場遙感器的性能參數(shù)
“資源衛(wèi)星”系列性能參數(shù)
資源衛(wèi)星-2是印度空間研究組織建造的第18顆遙感衛(wèi)星,于2011年4月20日發(fā)射。該衛(wèi)星主要用于延續(xù)資源衛(wèi)星-1的服務(wù),向全球用戶提供遙感數(shù)據(jù),同時提供更強的多譜段和空間覆蓋數(shù)據(jù)。
與資源衛(wèi)星-1相比,資源衛(wèi)星-2的主要變化包括:線性成像自掃描遙感器-4的多光譜圖像的幅寬由23.9km提升到70km,線性成像自掃描遙感器-3、4的輻射測量精度由7bit提升到10bit,先進寬視場遙感器的輻射測量精度由10bit提升到12bit;此外,一些載荷的電力設(shè)備更加小型化。資源衛(wèi)星-2還攜帶了由加拿大COM DEV公司研制的自動識別系統(tǒng)(AIS),能夠在特高頻上根據(jù)衛(wèi)星的位置、速度等信息對其進行監(jiān)控。
制圖衛(wèi)星-1又稱印度遙感衛(wèi)星-P5,于2005年5月5日發(fā)射,是印度第一顆有能力在軌提供立體圖像的遙感衛(wèi)星。制圖衛(wèi)星-1攜帶了2臺全色相機,可以在可見光區(qū)域拍攝黑白立體圖像,其幅寬達到30km,分辨率達到2.5m。
制圖衛(wèi)星-2于2007年1月10日發(fā)射,能夠提供場景特定點的圖像。該衛(wèi)星攜帶了一臺全色相機,圖像幅寬達到9.6km,空間分辨率優(yōu)于0.8m。
制圖衛(wèi)星-2A于2008年4月28日發(fā)射,可以提供場景特定點圖像。該衛(wèi)星攜帶了全色相機,空間分辨率優(yōu)于0.8m,且幅寬達到9.6km。其獲取的圖像被用于繪圖、城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)與管理、土地信息系統(tǒng)(LIS)及地理信息系統(tǒng)(GIS)等。
印度制圖衛(wèi)星-2示意圖
印度制圖衛(wèi)星-2上的全色相機拍攝的印度班加羅爾
“制圖衛(wèi)星”系列性能參數(shù)
制圖衛(wèi)星-2B是“印度遙感衛(wèi)星”系列的第17顆衛(wèi)星,于2010年7月12日發(fā)射。制圖衛(wèi)星-2B攜帶1臺全色照相機,主要用于地理繪測等,其成像幅寬9.6km,分辨率優(yōu)于0.8m。該衛(wèi)星的側(cè)視能力達到±26°,能夠獲得立體圖像。制圖衛(wèi)星-2系列3顆衛(wèi)星形成了相當(dāng)強大的對地監(jiān)視能力。
目前,印度軍方并不滿足于現(xiàn)有的偵察監(jiān)視能力,下一代遙感衛(wèi)星制圖衛(wèi)星-3系列的性能將有進一步提高,制圖衛(wèi)星-3A將在450km高度的軌道上實現(xiàn)優(yōu)于0.5m的全色分辨率和約1m的多光譜分辨率。根據(jù)2010年印度空間研究組織公布的文件,制圖衛(wèi)星-3A將在2014年發(fā)射。
“海洋衛(wèi)星”系列包括海洋衛(wèi)星-1(又名印度遙感衛(wèi)星-P4)和海洋衛(wèi)星-2,分別于1999年和2009年發(fā)射。目前,海洋衛(wèi)星-1已完成任務(wù)。
海洋衛(wèi)星-2由極軌衛(wèi)星運載火箭-C14火箭發(fā)射后,進入高度為720km的太陽同步軌道,傾角為98.28°,周期為99.31min。該衛(wèi)星是一顆可跟蹤海洋生物和鑒別潛在漁區(qū)的綜合型衛(wèi)星,還可協(xié)助預(yù)報海事趨勢和海岸帶研究,為天氣預(yù)報和氣象研究提供支持。該衛(wèi)星攜帶有3種載荷,即海洋水色監(jiān)視儀(OCM)、由印度空間研究組織研發(fā)的Ku頻段掃描散射儀(SCAT)和由意大利航天局(ASI)研發(fā)的大氣無線電掩星探測器(ROSA),設(shè)計壽命為5年。
“技術(shù)實驗衛(wèi)星”于2001年10月22日發(fā)射,是一顆試驗衛(wèi)星,用于演示和驗證姿態(tài)控制系統(tǒng)、輕型航天器結(jié)構(gòu)、固態(tài)記錄器、X頻段相控陣天線等技術(shù)?!凹夹g(shù)實驗衛(wèi)星”攜帶的全色相機能獲取1m分辨率的圖像。
印度迷你衛(wèi)星-1是一顆低成本成像微衛(wèi)星,2008年4月28日與制圖衛(wèi)星-2A連同8顆納衛(wèi)星由極軌衛(wèi)星運載火箭-C9火箭一同發(fā)射。該衛(wèi)星攜帶了2個光學(xué)有效載荷:多光譜相機和高光譜相機,工作在可見光和近紅外譜段上。多光譜相機的分辨率為37m,幅寬為151km;高光譜相機分辨率約為506m,幅寬為129.5km。
印度海洋衛(wèi)星-2
“技術(shù)實驗衛(wèi)星”性能參數(shù)
印度迷你衛(wèi)星-1性能參數(shù)
“雷達成像衛(wèi)星”系列性能參數(shù)
印度對地觀測系統(tǒng)示意圖
雷達成像衛(wèi)星-2是印度第一顆合成孔徑雷達衛(wèi)星,于2009年4月20日發(fā)射。其主要載荷X頻段合成孔徑雷達由以色列提供,能夠全天候監(jiān)視印度周邊地區(qū),并有助于繪圖和管理自然災(zāi)害及開展反滲透和反恐怖分子活動。雖然印度空間研究組織表示該衛(wèi)星僅用于增強印度的災(zāi)難管理能力,但是多家印度媒體都曾報道稱這顆衛(wèi)星可以用于軍事。
雷達成像衛(wèi)星-1于2012年4月26日發(fā)射,是迄今印度發(fā)射的質(zhì)量最大的對地觀測衛(wèi)星,質(zhì)量為1858kg,功率為2200W,印度專家稱該衛(wèi)星主要用于氣象觀測,并未提及其軍事用途。雷達成像衛(wèi)星-1是印度空間研究組織完全自主研發(fā)的首顆C頻段(5.35 GHz)合成孔徑雷達衛(wèi)星,可穿透云層、日夜不間斷工作,主要用于農(nóng)業(yè)和自然災(zāi)害監(jiān)測。
調(diào)試中的印度雷達成像衛(wèi)星-1
雷達成像衛(wèi)星-1分辨率最高能達到1m。除這一高分辨率成像模式外,它還可以依據(jù)成像目標(biāo)類型在2種較低分辨率的模式下工作。該衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸速率為640Mbit/s。
“熱帶云”性能參數(shù)
“熱帶云”衛(wèi)星是印度與法國合作建造的一顆氣象觀測衛(wèi)星,用于研究熱帶地區(qū)的水循環(huán)和能量交換。“熱帶云”衛(wèi)星攜帶了4種有效載荷:①降雨和大氣結(jié)構(gòu)微波分析探測儀(MADRAS),是由法國和印度共同研發(fā)的成像輻射計;②濕度垂直剖面探測器(SAPHIR),由法國研制;③輻射平衡掃描儀(ScaRaB),由法國研制;④大氣無線電掩星探測器(ROSA),由意大利航天局研制。
綜上所述,印度對地觀測衛(wèi)星不僅數(shù)量較多,而且經(jīng)過30多年的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的進步。其空間分辨率和光譜分辨率都有實質(zhì)性的提升,重訪周期逐漸降低,且其衛(wèi)星壽命也表現(xiàn)得十分出色,一般都遠(yuǎn)超設(shè)計壽命。雖然印度對地觀測衛(wèi)星與美國、法國等國家的衛(wèi)星水平還有一定的差距,但是,從總體上講印度對地觀測衛(wèi)星已經(jīng)初見規(guī)模,能夠提供功能比較全面的服務(wù)。