【科技】世界主要国家商用遥感卫星发展计划概述

近年来，世界各国越来越重视卫星遥感的发展，越来越多的国家开始建立自主可控的对地观测系统。同时，各国商业卫星不断发展壮大，遥感卫星的观测形式越来越多元化、观测对象越来越丰富。本文简要阐述当前世界主要国家商用卫星遥感发展计划，谨供读者参考。

美国

（一）LANDSAT计划

美国陆地卫星LANDSAT(1975年前称为地球资源技术卫星—ERTS)计划从1972年7月23日以来，已发射8颗卫星（其中第6颗发射失败）。该系列卫星由美国航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）共同管理，其已经开始共同研发Landsat-9[1]，Landsat-9项目已纳入2016财年总统预算，计划于2020年12月份发射升空。LANDSAT项目为地球土地覆盖提供精确的测量数据。其数据可以用于监测南美洲森林砍伐情况、美国西部农田灌溉情况、全世界城市发展情况、评价山火严重性、冰川退缩变化等多种用途。

（二）WORLDVIEW计划

WORLDVIEW计划是美国数字地球（DigitalGlobe）公司的商业卫星计划。2012年，公司成功收购商业遥感巨头GeoEye公司，美国商业遥感卫星领域转变为一家独大的局面。目前，公司拥有影像空间分辨率为0.41米(黑白)的GeoEye-1、0.5米(全色)的WorldView-1、WorldView-2、0.31米(全色)的 WorldView-3，4颗世界顶尖水平的卫星。2016年底， WorldView-4卫星发射升空，其最高分辨率可达0.31米分辨率，拥有和WorldView-3相似的传感器配置。

（三）Skysat计划

Skysat计划是谷歌公司旗下Terra Bella公司发射的一系列小型卫星。自2013年成功发射分辨率为0.9米的 SkySat-1号卫星以来，已发射了该系列的7颗卫星。根据公司公告，目前有超过20多颗卫星正在研发，分别编号为Skysat-8至27[2]。据报道，谷歌寄希望于应用这些卫星影像改进其Google Map上影像的清晰度。Terra Bella公司希望利用卫星影像、专家知识库等将卫星影像转化为提供决策辅助的地理信息数据，以探索实体世界的变化规律。

（四）“鸽群”FLOCK计划

Flock计划是美国的微型卫星计划，所谓微型卫星计划就是指U类航天器，通常指尺寸大约为10×10×11.35立方厘米，重量不超过1.33公斤每立方厘米的卫星。微型卫星的寿命普遍较短，迭代速度较快，而这种卫星的生产周期非常快。近年来，Planet Labs公司频繁向太空发射Flock系列微型卫星（见表1），并且不断对微型卫星进行更新换代，Flock计划的卫星分辨率已经优于2.5米。未来几年内，公司计划进行三次发射，每次将搭载20至25颗卫星，使微型卫星总数达到200颗左右。另外，公司于2015年成功收购了德国Blackbridge公司，获得了RapidEye卫星星座的使用权。而RapidEye是一个拥有五颗卫星的商业遥感卫星星座，每天最多可以获取400万平方公里的多光谱影像。

（五）BlackSky 计划

Blacksky计划是由多个分辨率为1米的小微型卫星组成的遥感卫星星座，卫星的设计寿命为3年，该星座属于Blacksky国际公司。根据该公司计划，整个星座将包含60颗卫星，并且卫星每3年被替换一次，实现了覆盖全世界95%、具有超高重访能力的卫星星座。星座的第一颗卫星Blacksky PATHFINDER-1已于2016年9月26日发射升空。

加拿大

（一）Radarsat 星座计划[3]

既雷达卫星（Radarsat）计划之后，加拿大航天局（CSA）正在着手实施Radarsat星座计划，此计划将包含3至6颗小卫星（见表2），携带更先进的激光雷达系统。星座在完全部署后将形成每日重访加拿大的能力，并能够每日覆盖世界95%的面积。Radarsat星座将主要用于海上监视、国家安全和资源管理领域。加拿大航天局计划2018年开始发射Radarsat星座卫星。

（二）欧盟哥白尼计划[4]

欧盟正在实施的哥白尼计划（又称全球环境与安全监测计划，GMES）与专门用于卫星导航的伽利略计划，并称为欧洲两大太空计划。到2020年，欧盟和欧洲太空总署（ESA）将为哥白尼计划的实施提供大约84亿欧元的资金赞助。2014年，欧盟发射首颗哨兵（Sentinel-1A）卫星，截至目前已成功发射3颗Sentinel 系列卫星。根据欧盟工作计划，未来将至少再发射9颗Sentinel 系列卫星（见表3）。

德国

（一）德国TerraSAR雷达卫星计划[5]

2007年，德国通过公私合作（PPP）的方式成功研制并发射了一颗分辨率为1米的雷达卫星TerraSAR-X，已广泛应用于国防、石油固矿、土木工程等领域。目前，德国政府已开始实施下一代TerraSAR计划，旨在将TerraSAR-X的服务延续至2025年（见表4 ）。

（二）环境测绘和分析项目（EnMAP）计划

EnMAP卫星是德国航空中心（DLR）设计的高光谱对地观测卫星。高光谱传感器的超过200个波段将系统监测地球表面变化情况，并对水系、植被、土地用途和地质状况等进行精细化的监测。EnMAP卫星重810千克，将在650千米的轨道上运行，计划将于2018年发射升空。

法国

SWOT（Surface Water Ocean Topography）卫星研制计划[6]

法国航天局（CNES）于2015年1月6日与泰雷兹?阿莱尼亚航天（法国）公司签署了“地表水与海洋地形学”（SWOT）卫星的首份研制合同，包括卫星平台研制及其集成。SWOT卫星是美国和法国联合研制的新一代海洋地形测绘卫星，计划在2020年发射，以替代“贾森”（Jason）系列海洋高度计测量卫星，包括目前已超期运行的贾森-2卫星和2016年初发射的贾森-3卫星。其中，NASA将提供大约三分之二的研制资金（约11亿美元），法国提供资金超过3亿美元，英国航天局提供900万欧元资金并参与雷达载荷的研制。SWOT卫星设计寿命为3年，可覆盖全球90%的区域。与“贾森”系列卫星相比，SWOT卫星的性能将得到大幅提升，不仅可以精确测量海面高度，而且可测量湖面和河流等地表水高度，同时数据传输率提高了433倍。

意大利

（一）宇宙-地中海（Cosmo-Skymed）第二代卫星计划[7]

意大利航天局(ASI)与欧洲泰勒斯阿莱尼亚航天公司签署了一项价值6600万欧元的协议，继续支持第二代“宇宙-地中海”（COSMO-SkyMed）构建计划。COSMO-SkyMed星座由意大利航天局（ASI）提出，意大利研究部（MUR）和意大利国防部（MoD）共同投资，并由意大利航天局和国防部共同管理。COSMO-SkyMed星座每颗卫星携带一个合成孔径雷达（SAR）设备，能够实现所有视野条件下的高分辨率实时运行。该计划的总目标是为军方和民商用户提供全球对地观测和相关数据的开发服务。“宇宙-地中海”（Cosmo-Skymed）第二代卫星计划第一颗卫星将在2018年发射，第二颗卫星将在2019年发射（见表5）。

（二）PRISMA 计划（AGILE卫星）

AGILE卫星是由意大利航天局开发的对地观测系统，属于PRISMA 计划的一部分。此遥感卫星拥有高光谱分辨率传感器以及一个中尺度全色传感器。这种传感器的组合对地表地貌特征拥有较强的识别能力，并可以确定地物的化学——物理组成。AGILE卫星将在2020年之前发射。

西班牙

（一）和平（PAZ）雷达卫星项目[8]

和平（PAZ）雷达卫星是西班牙国防部所有、Hisdesat公司管理的军民两用的X波段雷达卫星。PAZ卫星计划于2017年发射，拥有1m分辨率的成像能力，并进入TerraSAR-X、TanDEM-X同一轨道，3颗卫星彼此相隔120度，分布在514千米高度的低地球轨道上，将大大缩短目前TerraSAR-X和TanDEM-X双星重访目标区域的时间。

（二） SEOSat/Ingenio卫星项目[9]

西班牙将于2018年发射首颗光学遥感卫星SEOSat/Ingenio，提供全色波段2.5米分辨率和10米可见光分辨率的宽视域影像（23060×60Km）。该星主要满足机构用户对于土地影像的需求，以及西班牙对于国家土地普查影像和重点关注地区（欧洲、北非、南美）影像的需求。

俄罗斯

（一）资源（Resurs）系列

Resurs计划是俄罗斯历史悠久的对地观测计划，其最初开始于冷战时期1974年苏联的返回式对地观测遥感卫星。目前，Resurs计划已经更新至Resurs-P系列，Resurs-P星座是Resurs-DK1系列的后继计划。Resurs卫星已经被俄罗斯农业渔业、气象、交通、应急、自然资源和防务部门广泛使用。Resurs-P星座计划发射5颗卫星，Resurs-P1、2、3号已经于2013年至2016年3月成功发射，4号、5号星计划于2018年、2019年发射（见表6）。未来，Resurs-PM系列将取代Resurs-P系列成为新一代对地观测卫星。

（二）老人头（Kanopus）系列[10]

Kanopus是小型俄罗斯遥感卫星系列，由俄罗斯联邦民防部、紧急情况部、俄罗斯联邦自然资源部、俄罗斯科学院水文气象和环境监测联邦服务部等部门共同使用。Kanopus系列卫星由Kanopus-V-IK1、Kanopus-V星座、Kanopus-ST1几个分系列组成。其中Kanopus-V是由5颗小卫星组成的星座，除Kanopus-ST1发射失败以及Kanopus-V 1号卫星于2012年成功发射以外，其他卫星将计划在2017-2018年期间发射（见表7）。

（三）新一代遥感卫星集群[11]

根据最新俄罗斯《联邦航天计划》，2016年至2025年，俄罗斯航天署将拨款3586亿卢布(约合609亿元人民币)建造由至少26颗遥感卫星组成的新一代地球遥感卫星集群，以保证对地球陆地、海洋以及大气层进行全方位的信息监控与预报。

印度

（一）资源系列卫星（ResourceSAT）[12]

印度资源（ResourceSAT）系列卫星是由印度航天研究组织（ISRO）设计的光学对地观测卫星，已分别在2003年、2011年发射了资源一号、二号卫星。ISRO正在着手建造资源卫星三号，该星空间分辨率高达30厘米并拥有6千米幅宽，计划于2021年发射（见表8）。

（二）制图（Cartosat）系列卫星[13]

制图系列卫星是印度发射的立体测绘卫星。自2005年发射第一颗立体测绘卫星制图一号以来，已经陆续发射了4颗卫星。制图三号卫星将是制”系列卫星的第五颗星，在光谱分辨率和空间分辨率上都有大幅度的提升。这颗星全色分辨率高达0.25米，计划在2018年左右发射（见表9）。

（三）NISAR卫星[14]

NISAR计划是美国NASA和印度ISRO共同开发和发射的世界上第一颗双频雷达卫星，主要用于观测和研究冰川融化、地震、海啸、滑坡等自然灾害。这个卫星将利用L波段和S波段双波段进行观测，卫星设计寿命为3年，计划在2020今年左右发射。

日本

ALOS-3号卫星项目[15]

在2006年发射ALOS和2013年发射ALOS-2卫星之后，日本计划在2019年后半段发射光学遥感卫星ALOS-3号（见表10）。ALOS将携带全色立体测图仪器和先进的多光谱仪器，其功能主要用于提升ALOS卫星在2011年失联后灾害监测的能力和提升地理信息更新能力。

以色列

EROS卫星计划

资源观测卫星EROS计划是以色列商业卫星计划，由以色列飞机工业公司（IAI）设计和生产，由ImageSat International 公司拥有并负责运营。目前，EROS计划已发射了两颗卫星，分别是2000年发射的EROS A卫星和2006年发射的EROS B卫星（预期寿命至2026年）。ImageSat公司原计划在EROS A 发射之后每6年发射一颗遥感卫星，但在EROS B星之后并没有继续发射卫星。Imagesat公司最近宣布，EROS C卫星将于2019年发射，预期寿命可达到2030年，卫星全色影像分辨率将达到0.4米，多光谱分辨率达到0.8米。

综上，为了更清晰地了解和掌握全球商用遥感卫星发展计划，笔者对上述各国的遥感卫星计划进行了统一梳理（见表11）。

[1] http://www.nasa.gov/press/2015/april/nasa-usgs-begin-work-on-landsat-9-to-continue-land-imaging-legacy

[2] http://space.skyrocket.de/doc_sdat/skysat-3.htm

[3] https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/r/rcm

[4] https://earth.esa.int/web/guest/missions/esa-future-missions

[5] https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/t/tsx-ng

[6] https://swot.jpl.nasa.gov/mission/

[7] https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/cosmo-skymed-second-generation

[8] http://www.intelligence-airbusds.com/en/5055-terrasar-x-paz-radar-satellite-constellation

[9] https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/s/seosat

[10] http://space.skyrocket.de/doc_sdat/kanopus-v.htm

[11]  http://world.people.com.cn/n/2014/0820/c1002-25498687.html

[12]  https://en.wikipedia.org/wiki/Indian_Remote_Sensing#Future_IRS_launches

[13]  https://en.wikipedia.org/wiki/Cartosat-3

[14]  http://nisar.jpl.nasa.gov/

[15]  https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/a/alos-3

（作者单位：国家测绘地理信息局测绘发展研究中心）

更多信息请浏览中国测绘新闻网http://www.zgchb.com.cn/

敬请关注中国测绘报官方微博“测绘地信”

中国测绘报微信公众号“测绘地理信息”