遥感卫星小型化成为新技术方向,极大降低卫星应用门槛

来源:电子政务工程中心   作者:徐枫、宦茂盛、杨娜、赵晶晶   时间:2014-07-22

近年来,随着遥感技术的快速发展,遥感卫星小型化成为新的技术发展方向。遥感小卫星起初主要是实验卫星,这方面的杰出代表是CUBESAT遥感小卫星。CUBESAT卫星始于1999年,因其体积小、成本低,成为拓宽卫星应用的主要突破口。2010年,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)开始向商业化遥感小卫星经营企业颁发商业遥感卫星运营许可证;2013年2月,美国国家海洋和大气管理局向Southern Stars颁发了SkyCube遥感卫星运营许可证。卫星小型化不仅是技术导向的趋势,更重要的是广泛的社会需求与应用推动的结果。目前遥感小卫星已经开始从科研走向商业化。Skybox公司是在遥感卫星小型化研发及数据获取、分发、应用方面走在前列的企业。该公司于2009年正式成立,截止到2013年,已获得9100万美元的风险投资;2013年11月21日,Skysat-1发射,它的重量只有250磅(120千克),体积只有迷你冰箱大小 ,这将大幅削减成本[1];相同型号的SkySat-2计划于2014年初发射计划,Skybox公司最终将在多个轨道平面部署24颗卫星组成星座。Skybox公司制定了一个非常清晰的战略[2]:通过研制小卫星和提供云服务为全球客户提供接触可靠、高频的高分辨率地球成像的便捷渠道,使商业和政府客户能更多地依靠数据做出决策,从而在全球范围内增强公司的盈利能力和社会的福利。这一战略是Skybox公司对卫星图像应用的未来和现状进行深入分析后的结果[3]Skybox公司发射的卫星成本低廉,体积较小,却能超高效率地拍摄高清图像,这将带来遥感影像数据的应用成本大大降低,同时能够扩大其应用范围。例如,高清影像可以帮助用户监测目标的状态和石油管道的安全,利用小型遥感卫星所拍摄视频的亚米级分辨率,可以看到停车场的停车杠、驳船进口和出口,甚至看到有多少石油留在储存容器中。在这场卫星图像应用的大变革中,这些微型高清卫星将改变当前的产业模式,实现节能经济。

【1】 21CN科技网,Skybox Imaging:用卫星拍摄全球图片,http://it.21cn.com/prnews/a/2014/0307/11/26631020.shtml,[2014-3-7]

【2】 正是由于Skybox牢牢把握住了大数据时代的核心,麻省理工学院技术评论(MIT TechnologyReview)将其评为2012年最具摧毁性的50家公司之一。摧毁性公司,是指该公司的创新将迫使其他公司改变自己的战略,是最有可能改变全球人民生活的商业创新[《迈向大数据时代的“太空盒子”商业成像公司》]

【3】《迈向大数据时代的“太空盒子”商业成像公司》

 

附件一 SKYBOX概况

   天空盒(Skybox)创建起始于立方卫星(CubeSat)社区,公司2009年成立,2010年开始设计卫星,2011年完成SkySat-1SkySat-2设计审核,2013年,完成2颗卫星的制造、测试。

   20131121日,Skysat-1发射,计划还将发射23颗。

   2013年雇员100名。

Photo of year 2013

   天空盒是商品和商业电子设备降低空间商业成本的忠实信徒。通过降低发射费用、利用可以获得在轨高性能和高可靠性的现代商业电子元器件,天空盒的产业正在经历巨大的裂变。

   传统优于1米分辨率的卫星重达数千公斤,这使得发射足够多这样的卫星来采集及时影像变得异常昂贵。天空盒通过打破定义传统系统的黑盒、使用汽车级电子优化设计,制造相似性能但小20倍的盒子。

   提供动力驱动卫星的电路、姿态控制系统、通讯系统、热量控制和影像支持部分只有电话本大小,比100瓦灯泡消耗更少能源。天空盒集成商业化提供的最先进、最优异和最新的可编辑逻辑门阵列、处理器、内存,确保小卫星装进尽可能多的部分。

   体积小意味可以承担更多卫星的发射费用,为你提供更多及时、亚米级影像和视频,同时提供更加强大的分析。

   天空盒已经研发覆盖整个影像链条的尖端技术,从在轨影像采集到地面像素处理,拥有为全球商业提供前所未有透明度的灵活性。物理定律使高分影像对小卫星非常有挑战性。天空盒研究人员和工程师有全球最先进影像技术的工作经历,允许接近理论性能极限。

 

   影像技术参数

 

http://www.skybox.com/uploads/03/15/pixelspageperth.png

 

Image Bands

Panchromatic  450 - 900 nm

Blue          450 - 515 nm

Green         515 - 595 nm

Red              605 - 695 nm

NIR              740 - 900 nm

Panchromatic GSD

90 cm at nadir  

Multispectral GSD

2 m at nadir

Swath Width

8 km at nadir

File Format

16-bit GeoTIFF

  

   视频技术参数

http://www.skybox.com/uploads/06/00/videopixelpage.png

Color

Panchromatic 

Duration

Up to 90 seconds

Frame Rate

30 frames per second

GSD   

1.1 m  at nadir

FOV

2 km  by 1.1 km

File Format

MPEG-4 (H.264 encoding)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   

  (电子政务工程中心:徐枫、宦茂盛、杨娜、赵晶晶)



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