高光谱成像卫星发展研究

发布时间：2021-07-14 12:24

　　介绍了高光谱侦察卫星发展历程,在分析载荷典型分光体制的基础上,结合不同分光体制特点和已发射卫星情况,论述了光栅分光在星载平台的技术优越性和发展必然性。给出了德、印、意等国在轨高光谱侦察卫星参数及能力现状,及美、日等国近五年主要计划发射项目。讨论了高光谱侦察卫星接力侦察及载荷集成等典型工作模式,并从卫星平台组网、模块化载荷、高分辨率成像及高效数据管理等方面阐述未来高光谱卫星的发展方向。 

【文章来源】：光电技术应用. 2020,35(03)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

3 应急发射模块化高光谱卫星流程图

高光谱成像卫星借助损失每一个光谱通道的光照度，实现多谱段同时探测。为增加系统探测能力，载荷视场很小，以EO-1高光谱侦察载荷Hyperion为例分析。Hyperion视场仅0.624°，导致其侦察范围受限，重访周期过长，为此设计者在同一平台上增加了相同空间分辨率，但侦察视场曾大5倍的ALI载荷，为进一步增加侦察能力，同时利用EO-1和Landsat7接力工作模式，Landsat7先进行大范围普查，当其发现感兴趣目标或区域时，迅速将相关信息传递给稍后到达的EO-1卫星，后者利用同一平台两种载荷协作，实现对地物信息提取和有效识别，这使Hyperion探测能力提高近25倍。EO-1卫星和Landsat7卫星载荷侦察区域示意图如图11所示。3.2 高分辨率载荷与高光谱载荷同平台集成

根据分光方式不同，高光谱成像卫星可分为干涉体制和色散体制。基于干涉信息获取途径不同，可分为时间调制、空间调制和时空联合调制三种类型。时间调制型在同一时刻收集地物目标点辐射单一光程差信息，通过动反射镜时间积分完善干涉信息；空间调制型同一时刻采集单点地物目标点辐射所有干涉信息，通过空间扫描完善二维空间光谱辐射；时空联合调制型通过面阵成像获得目标某一光程差处干涉信息，通过平台推扫完善全部视场干涉图。上述体制本质是通过获得地物辐射信息，在不同光程差处的光场叠加强度，形成干涉条纹，通过计算光学反演目标光谱和任意通道空间信息。基于分光介质不同，色散体制可分棱镜色散和光栅色散型两类。图1所示为三种典型分光体制高光谱载荷分光原理图。干涉型载荷在探测器上成像是干涉条纹，无法直接成像，且数据量大，数据管理与数据传输复杂；棱镜色散型载荷结构简单，易于小型化，但光谱分辨率不高；光栅色散型载荷可实时成像，光谱分辨率高，且体积小、质量轻。不同分光体制的高光谱载荷性能各异，在不同应用领域互有优势。

【参考文献】：
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本文编号：3284142