新浪博客

EnviSat卫星情况调研

2018-09-26 20:39阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1140082427

EnviSat卫星英文全称Environmental Satellite，中文意为“环境卫星”。是ESA的一个地球遥感卫星任务。卫星任务的总体目标是在不同的尺度下研究并监视地球的环境，从局部地区到区域，再到全球尺度监测。监视并管理地球资源，包括可再生和不可再生资源。向全球气象学社区提供持续且品质提升的服务。为理解地壳及地幔结构和动态提供数据支持。主要覆盖的领域包括：气象学、气候学、环境学、大气化学、植被学、水环境、土地资源利用、海洋和冰川学。 EnviSat卫星情况调研
图1：EnviSat卫星在轨飞行想象图
卫星情况：
EnviSat卫星主要由PPF平台和载荷设备组成，PPF平台本身由提供标准卫星支持任务的服务模块和载荷模块组成。
EnviSat卫星的服务模块设计继承自SPOT
卫星的Mk-II平台，PPF平台由EADS Astrium公司研发和总装，服务模块的主要由碳纤维增强塑料制造中心锥段作为基础结构，与运载的机械接口在锥段的一端，运载接口端由铝框架制造，类似箱体的外构型由铝蜂窝板构成，用于支撑电子设备并围绕在中心锥段周围。服务模块包括8块蓄电池，一块展开式太阳电池阵，太阳电池阵利用双轴驱动机构可一直面向太阳。卫星的推进系统安装在中心锥段顶部，包含4个燃料储箱，内装300kg肼燃料。
1台计算机包含指令和控制，姿轨控功能和星上数据管理功能，它可以控制服务模块的设备通过标准星上数据总线，中央计算机和载荷管理单元也可以通过该总线进行数据交换。
载荷模块：载荷模块为科学仪器提供安装位置及相关服务，例如电源开关切换，整合载荷指令和控制，数据存储和下传，载荷模块的结构抱恨直径1.2m的碳纤维增强塑料中心承力筒，及一系列碳纤维蜂窝板构成载荷模块的支撑板和外面板，载荷模块结构可以分成4个舱段，每个舱段高1.6m，最高的一段可以和其他3个舱段实现分离。
载荷模块的外面安装了天线（ASAR和 RA-2设备附带），其他载荷设备包括MERIS、MIPAS、GOMOS光学组合，SCIAMACHY，MWR和DORIS。在载荷安装舱内，除了包含载荷本身需要内装在舱内的设备，还包括载荷支持设备，例如载荷控制器和数据处理器，通过X波段和Ka波段与地面通信的设备。EnviSat卫星的工业设计团队由EADS Astrium领导。
载荷模块和服务模块解耦，载荷模块可以自行提供电源分配，自行操控星上数据处理总线，由载荷模块计算机进行控制，该计算机可用于执行包括安排指令序列，监视载荷模块等任务。（载荷舱段电子和载荷设备）
载荷计算机作为载荷设备的控制器来使用，它通过星上数据处理总线和服务模块的计算机保持通信，通过载荷舱数据总线控制所有载荷设备。
EnviSat卫星情况调研

图2：EnviSat卫星服务舱和载荷舱构型组成
表1：EnviSat卫星部分功能表
参数
 描述
卫星尺寸
 -发射尺寸: 10.5 m长; 4.57 m包络直径
-入轨尺寸: 26 m (包括太阳电池阵总长度)×10 m×5 m
卫星稳定性
 三轴稳定控制,姿态指向精度优于 0.1º (3σ);姿态测量精度优于0.03º (3σ)
卫星重量
 8140 kg 包括 319 kg 肼燃料
载荷重量
 2050 kg (载荷及接口设备)
卫星电源
 - 6.5 kW (寿命末期) 单个太阳电池阵, 太阳电池阵尺寸 5 m×14 m
-星蚀状态下，由8块 40 Ah铬镍蓄电池供电
载荷电源
 1.9 kW 阳照区和阴影区均化功耗 (峰值功耗 4.1 kW)
星上数据存储
 - 数据带存储容量 30 Gbit,低比特率记录速度为4.6 Mbit/s，读出速率50 Mbit/s.
-两台固态存储器容量 60 Gbit, 用于记录ASAR载荷高码速率数据和MERIS载荷全部数据
载荷数据传输
 -两条Ka波段链路，每条链路码速率50/100 Mbit/s通过 数据中继卫星传输载荷数据
-两条X波段链路，每条链路码速率50/100 Mbit/s直传地面站
无线电链路
 S波段链路直传地面或者通过数据中继卫星用于测控
Ka波段直传地面或者通过数据中继卫星用于载荷数传
X波段直传地面用于载荷数传
无线链路模式
 半链路使用BPSK调制模式,全链路使用QPSK调制模式
指令和控制
 2 kbit/s 上传和 4.096 kbit/s下传码速率S波段 (测控功能)
姿轨控分系统：该分系统向卫星提供三轴稳定姿态控制，保持卫星在轨道坐标系内的姿态稳定，确保载荷和敏感器具有稳定的指向控制和稳定控制。
姿轨控敏感器包括：
4台独立的双轴陀螺，两个用于常规控制，另外两个用于冷备份。
两个数字地球敏感器，一个用于常规控制，另一个用于冷备份。
两个数字太阳敏感器，一个用于常规控制，另一个用于冷备份。
3台星敏感器，2台用于常规控制，1台用于冷备份。
姿轨控执行器包括：
16个推力器，8个安装于每个常规轴向和备份做动方向上。它们主要用于初始姿态控制，轨道面内和面外机动和安全模式中，备份推力器采用冷备份方式。
5个动量轮，每个动量轮具有40 Nm/s的总角动量改变能力（Y、Z轴分辨有两个动量轮，X轴有一个动量轮）
4个磁力矩器，组成两对。它们在正确的轨道弧段进行工作，用于给动量轮卸载。
4个燃料储箱装载300kg肼燃料，用于轨道初始化和轨道维持机动。
太阳电池阵驱动装置用于控制太阳电池阵时时指向太阳，同时它还可以用于控制补偿由于电池阵的柔性带来的振动。
卫星发射情况：
EnviSat卫星于2002年3月1日，由Ariane-5运载火箭从法属圭亚那库鲁发射场发射升空。
卫星轨道为近圆太阳同步轨道，轨道高度800km，降交点地方时10:00，轨道倾角98.55º，轨道周期100.6分钟，回归周期35天，EnviSat卫星与ERS-2卫星具有近似相同的地面轨迹，但轨道相位超前其30分钟。
有效载荷情况：
EnviSat卫星拥有多种载荷，其中包括：
Ø MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer)中分辨率成像光谱仪；
Ø MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding)被动式迈克尔逊干涉大气探测仪；
Ø RA-2 (Radar Altimeter-2)雷达高度计-2，包含激光反射镜；
Ø MWR (Microwave Radiometer)微波辐射计；
Ø ASAR (Advanced SAR)先进合成孔径雷达；
Ø GOMOS (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars)掩星探测全球臭氧监测仪，高层大气化学成分及动态监视；
Ø SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Cartography)大气吸收谱扫描成像绘图仪，德国和荷兰提供；
Ø AATSR (Advanced Along Track Scanning Radiometer)先进沿轨扫描辐射计，英国和澳大利亚提供，继承自ERS-1, -2卫星上的ATSR设备；
Ø DORIS测轨装置，法国提供。
下面就分别介绍这些载荷：
MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer)
MERIS是一型被动光学推扫型宽视场覆盖设备（基于CCD技术研制），用于探测大地表面、海洋及云层反射的太阳辐射，具有较高的谱分辨率（具有较高的辐射分辨率在可见光谱段）
MERIS的目标和应用是：
海洋：监视海洋生物物理学和化学参数（叶绿素、格氏菌落浓度、悬浮粒子等），绘制海洋污染、海岸侵袭、海冰地图。
大气：监视云层分布、高度、水汽蒸发和气溶胶

陆地：监视植被、生物质量、内陆水，农作物、森林，绘制冰雪、植被压力和灾难地图。
EnviSat卫星情况调研

图3：MERIS设备结构图
表2：MERIS设备性能参数表
谱特征:
-光谱范围
- 光谱采样间隔
-单谱段波长范围
- 波段空间差
-波段转换能力
-波段中心位置确定
0.39 - 1.04 µm (可见光近红外)
1.25 nm
1.25 - 25 nm (可编程

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享