日本地球資源衛(wèi)星簡介
日本地球資源衛(wèi)星(JERS- 1)成功發(fā)射于1992年2月11日,JERS-1是顆將光學(xué)傳感器(OPS )和合成孔徑雷達(dá)(SAR)系統(tǒng)設(shè)置于同一平臺(tái)上的衛(wèi)星,發(fā)展JERS--1的主要目的是進(jìn)行地球陸域的觀測、地學(xué)研究及其它方面應(yīng)用。
衛(wèi)星攜帶新一代的合成孔徑雷達(dá)(SAR)和光學(xué)傳感器(OPS),衛(wèi)星能復(fù)蓋的大陸,主要用于資源開發(fā),以及土地測量、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)防和海岸帶監(jiān)測等。合成孔徑雷達(dá)是一種有源微波傳感器,通過接收來自地球表面的反射脈沖信號(hào)值,進(jìn)行地物判讀。光學(xué)傳感器采用CCD像機(jī)進(jìn)行對地觀測,接收7個(gè)波段的地面反射光譜,有可見光、近紅外、遠(yuǎn)紅外等。兩種傳感器的地面分辨率均為18米,可提供影像清晰、質(zhì)量很高的圖像。
日本地球資源衛(wèi)星主要技術(shù)參數(shù)
JERS-1是一種箱式結(jié)構(gòu),攜帶二個(gè)大型可展翼,即太陽能電池版和SAR天線。衛(wèi)星星體由框架及可展翼組成,光學(xué)傳感器和數(shù)據(jù)記錄儀(MDR)被安置在Z軸方向,SAR天線在X軸方向。衛(wèi)星總重量1340公斤,太陽能電池功率2053瓦,軌道高度控制采用三軸姿態(tài)檢測系統(tǒng)及零動(dòng)能的姿態(tài)控制系統(tǒng),誤差小于0.3度,姿態(tài)穩(wěn)定小于0.003度/秒、熱控制子系統(tǒng)采用主動(dòng)控制系統(tǒng)(包括加熱器、熱百葉窗、熱管)和被動(dòng)控制系統(tǒng)(包括特種材料、絕緣材料)等。[1]
日本地球資源衛(wèi)星存在的問題
對OPS和SAR資料的初步檢驗(yàn)就已暴露出JERS一1傳感器圖像資料在許多應(yīng)用領(lǐng)域中的局限性,為改善獲得的圖像資料的質(zhì)量,就必須修繕傳輸系統(tǒng)。SWIR圖像資料存在一系列間題,由于傳感器動(dòng)力欠缺致使所有SWIR波段對入射輻射的差異水平響應(yīng)失靈而在短期內(nèi)還只能產(chǎn)生“離焦”圖像(如沿衛(wèi)星飛行方面的圖像“模糊”),這種現(xiàn)象被證明難以通過圖像處理加以糾正。VNIR圖像上有時(shí)出現(xiàn)規(guī)則間隔的橫向條帶(類同于陸地衛(wèi)星MSS影像條帶),這種噪聲頻率約100Hz:并影響VNIR所有4個(gè)波段的圖像亮度值,這種條帶在后處理階段有可能被復(fù)原。
另一問題是活動(dòng)間距。亮帶的間距在無云的地面目標(biāo)圖像上非常狹窄(大多情況下少于10紗支),并在以標(biāo)準(zhǔn)方式的圖像上獲取存在不規(guī)則分布。由于6 bit量化和活動(dòng)間距的誤置和空置造成OPS圖像資料CCT數(shù)字化數(shù)值的離差不大,6 bit量化大大降低了圖像資料的空間分辨率和光譜分辨率,并將影響到以標(biāo)準(zhǔn)方式獲取的圖像上光譜分類的可分程度。為獲得較好的VNIR圖像,需要高獲得方式系統(tǒng),然而,在高獲得方式下SWIR的5波段和7波段尤其容易出現(xiàn)中和問題,其它波段以及VNIR在低緯無植被地區(qū)的圖像也經(jīng)常出現(xiàn)類似問題。
SAR圖像上出現(xiàn)的重影和亮帶噪聲,特別是在較暗海面上由于非常亮區(qū)域的岐變響應(yīng)而表現(xiàn)出重影般的較亮特征,如工業(yè)平臺(tái)。在特殊地區(qū)圖像上出現(xiàn)的橫向亮帶可能是由地面雷達(dá)脈沖信號(hào)干擾所致,經(jīng)時(shí)間維濾波或許能改善圖像質(zhì)量。
日本地球資源衛(wèi)星優(yōu)勢
盡管存在諸多間題,JERS-1較當(dāng)時(shí)其它正在運(yùn)行的衛(wèi)星(如美國陸地衛(wèi)星)仍有一些優(yōu)勢。
OPS系統(tǒng)的前向傾斜視場可以提供數(shù)字化立體圖像,據(jù)此可以精確測量坡度和坡向而用于構(gòu)建高質(zhì)量的地形和地質(zhì)圖,尤其適用于低平地形和復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域的地質(zhì)解譯。雖然OPS立體系統(tǒng)的基高比值較低,但可以在同一軌道上獲得立體像對,并可以提供便宜的數(shù)字化立體像對。
SAR較其它星載系統(tǒng),如歐空局(ESA ) ERS -1SAR和海洋衛(wèi)星(SEASAT)SAR的視角線。JERS-1的照射角被調(diào)置于35度,以減小圖像的幾何扭曲(如“掩蓋”和“縮短”)。比較JERS-1 SAR和ERS-1 SAR的富士山周鄰區(qū)域圖像,由于各自所用波長不同,在植被覆蓋區(qū)域顯示出很大差異,但最典型的區(qū)別是富士山峰的“掩蓋”,即在ERS-1 SAR圖像上由于較斜的照射角導(dǎo)致山頂?shù)幕鹕娇谙Я?另一方面,海灣中明顯的海波紋理可能在ERS -1 SAR圖像上看到,在JERS-1 SAR圖像上卻沒有表現(xiàn),據(jù)推測可能是圖像同時(shí)覆蓋海陸區(qū)域時(shí)JERS-1 SAR接收電路的自動(dòng)獲取控制降低了海面低反射下的后向散射所致。[2]