Sentinel-3卫星影像介绍-北京揽宇方圆范例.docx

Sentinel-3卫星影像介绍-北京揽宇方圆 Sentinel-3卫星影像介绍-北京揽宇方圆 Sentinel-3卫星是欧空局（ESA）和欧洲委员会（EC）卫星项目，该项目属于全球环境与安全监视（GMES）计划，负责应对近实时对海洋、陆地、冰盖监视的需求，要求监测的时间超过20年该任务对地形要素的勘测将服务于基本海洋行动，并且可以用于对海洋冰和陆地冰的监测利用全新的观测技术，Sentinel-3卫星任务被设计成由两颗一样的卫星组成的星座，并飞行于同一条轨道上，相位相差180o为了满足长期对海洋及陆地的监测任务，该任务卫星的性能设计中具有较强的数据产品下传能力 Sentinel-3卫星的主要观测任务目标可以总结为以下几项： 海洋和陆地的彩色成像数据，摆脱了太阳闪烁带来的干扰，重访时间4天（最优目标是2天），在数据质量上至少等价于Envisat卫星的Meris 载荷实际在赤道附近的海洋表面重访时间（最坏情况）少于3.8天（单 星实现的目标），若双星组网工作，则须减少到1.9天两颗卫星共轨 道面，相位差180o 海洋和陆地表面的温度数据获取，在数据质量上至少等价于Envisat卫星的AATSR载荷。

地球表面地形观测应覆盖全球海洋冰提供海洋表面高度以及主要海波的高度，数据精度至少等价于Envisat卫星的RA-2载荷此外 Sentinel-3卫星还要接续CryoSat-2卫星提供地表高度测量数据（在选 定的轨道弧段，测量冰盖表面），以及陆地区域水体表面高度（江河与 湖泊） 图1：Sentinel-3卫星在轨飞行想象图 卫星情况： Sentinel-3卫星由Thales Alenia Space-法国（简称TAS-F）负责建造，这项任务的合同于2022年4月14日签署，卫星为三轴稳定控制模式，卫星正常姿态指向星下点，为了补偿地球自转的影响进行了偏流角控制卫星发射重量1150kg，卫星本体高3.9m，总功耗1100W，设计寿命7.5年，载有约100kg 肼燃料足够12年寿命期间使用，还包括了寿命结束时离轨所需的燃料 数据处理架构： Sentinel-3卫星的数据处理架构要求：研发风险最小化；系统价格最小化；可靠运行20年，这项要求导致了设计架构采用鲁棒性强的单个卫星管理单元处理，一个而单独的载荷数据处理单元用于任务数据管理，并再次利用继承性设计。

有效载荷包括6台设备，是任务数据的来源，其中3台高数据率的载荷直接通过SpaceWire网络收集数据，其余低数据率的载荷由中心计算机获取其数据，并通过SpaceWire网络传输到数据存储器中，载荷数据处理单元收集并存储所有的任务数据，随后对这些数据进行格式化、加密和编码，最后下传地面站载荷数据处理单元能够同时处理4条SpaceWire网络来源的数据流，处理速度达到100Mbit/s 图2：Sentinel-3卫星数据处理架构逻辑框图 无线通信：S波段通道用于测控链路，S波段下行码速率为123kbit/s或2 Mbit/s，上行链路码速率64kbit/s，X波段通道用于载荷数据下传，通信码速率520Mbit/s，星上数据存储能力300Gbit（寿命末期）用于存储载荷数据 Sentinel-3卫星上使用了新开发的MEMS陀螺，名为SiREUS，在Sentinel-3卫星的姿轨控系统中进行验证，该陀螺在卫星与火箭分离后，与光学敏感器联合工作，用于测量卫星运动角速度，在陀螺内集合了3个陀螺单元，每个单元将测量一个轴上的角速度，该设备的外形尺寸为11cm×11cm×7 cm。

总质量750g 图3：新型MEMS陀螺SiREUS照片 卫星发射情况： Sentinel-3A卫星于2022年2月16日，由俄罗斯Rockot/Briz-KM运载火箭从普列谢茨克发射场发射升空 卫星轨道为太阳同步冻结轨道（每天绕行地球14+7/27圈），平均轨道高度815km，轨道倾角98.6o，降交点地方时10:00回归周期27天，可提供全 球覆盖性数据 载荷情况： Sentinel-3A卫星同时具有光学载荷和微波载荷载荷在星上的布局图如下： 图4：Sentinel-3卫星载荷布局图 光学载荷包括以下两种： OLCI(Ocean and Land Color Instrument)： 海洋及陆地彩色成像仪是一款中分辨率推扫成像光谱仪，该载荷继承自MERIS卫星，又在Envisat卫星上使用过，在Sentinel-3卫星上进行了微小的几何观测调整载荷视场角向西偏与阳光偏离了12o，使得阳光反射较少地进入到光学视场中，并且可以提供一个很宽的刈幅（宽度为1300k，总视场角达到68.6o），采样间距为1.2km（在开阔海面上），或者0.3km（在海岸线附近及地面观测中）。

载荷重量为150kg，设备外形尺寸为1.24m×0.83m×1.32 m，消耗电功率为124W，由Thales Alenia Space Espa?a负责设计和建造 图5：OLCI设备内部设计图 SLSTR(Sea and Land Surface Temperature Radiometer): 海陆表面温度辐射计继承自Envisat卫星上AATSR载荷，并进行了升级，可以提供更宽的刈幅，与OLCI设备可以形成完全的搭接，为了获取精确的植被信息产品，SLSTR被设计成海洋与陆地表面温度探测器，与AATSR载荷不同的是：SLSTR具有双扫描机构，可以获取“从地平线到地平线”的宽视场，OLCI和SLSTR的刈幅具有很宽的搭接条带，可以提供更多的信息，SLSTR具有很宽的星下点视场和一个较窄的斜视场 表3：SLSTR设备性能参数表 扫描刈幅宽星下点视场宽度1400km,双视场宽度740km 图6：SLSTR设备设计图 微波载荷包含以下几种： SRAL(SAR Radar Altimeter)： 合成孔径雷达高度计是带有冗余备份的双频率（C波段和Ku波段）星下点探测高度计载荷，是用于探测地表地形的核心载荷，对所有的地表物体提供其高度数据，（基础测量表面高度、海波高度和海风速度），SRAL载荷的设计很大程度上继承自Jason-2卫星上的Poseidon-3型高度计和CryoSat-2卫星上SIRAL高度计，它是由位于图鲁斯的法国Thales Alenia Space公司设计生产的。

SRAL雷达采用线性调频脉冲和脉冲压缩进行工作，星上还采用了波束去斜技术，主要用于测量表面高度的是Ku波段（13.575GHz,带宽=350 MHz），C波段（5.41GHz,带宽=320MHz）主要用于电离层校正 SRAL雷达主要技术性能为： 雷达测量模式：LRM模式和SAR模式 跟踪模式：闭环模式和开环模式 脉冲重复频率：1.9kHz(LRM)，17.8kHz(SAR) 测距误差：3cm 功率消耗：90W(LRM)，100W(SAR) 数据率：100kbit/s(LRM)，12Mbit/s(SAR) 设备重量：60kg 图7：SRAL雷达天线 MWR(Microwave Radiometer): 。