更新时间：2024-09-21 05:38
环境减灾卫星由中国航天科技集团研发，2002年10月，国务院正式批准了环境与减灾卫星星座的立项。该星座计划分阶段建设，最终由4颗光学卫星和4颗合成孔径雷达卫星组成，能够有效监测我国及周边国家、地区的环境和灾害情况。环境减灾一号由三颗卫星组成，两颗光学小卫星A星(HJ-1A)、B星(HJ-1B)，一颗合成孔径雷达小卫星C星(HJ-1C)。环境减灾二号目前由四颗卫星组成，环境减灾二号A、B星和环境减灾二号05、06星。
2008年9月6日在太原卫星发射中心通过长征二号丙运载火箭成功发射了环境减灾一号A/B两颗卫星。
环境减灾卫星主要使命是广泛监测生态破坏、环境污染和灾害，实现全时、全天候的动态监控。通过即时反映生态环境和灾害的演变过程，迅速评估灾情，为紧急救援、灾后救助以及重建工作提供科学支持。环境减灾卫星应用领域非常广泛。
在20世纪90年代，国家减灾委员会和国家环保总局相继提出了对灾害与环境监测卫星的需求，与中国航天科技集团公司共同制定了由4颗光学卫星和4颗合成孔径雷达卫星组成的“4+4”星座方案。此后，提出了减灾卫星建设“两步走”的计划，星座的建设分为两个阶段。第一阶段是建成环境减灾一号卫星星座，以初步具备灾害与环境监测的能力为目标。第二阶段计划完成“4+4”星座，即由4颗光学卫星和4颗雷达小卫星组成，以实现对中国乃至全球范围内灾害与环境动态的监测。
2000年9月，国防科工委召开了“灾害与环境监测预报小卫星星座”工作会议，肯定了星座方案，并启动了立项批复程序。2002年10月，国务院正式批准了环境与减灾卫星星座的立项。HJ一1A、1B卫星的方案设计始于2002年9月，经历了一系列阶段，包括有效载荷设备招标、卫星任务分析、分系统方案论证以及整星方案设计。随后，在2003年2月，国防科工委、国家计委和财政部共同发布了《关于批准环境与灾害监测预报小卫星星座立项的通知》，其中HJ-1A卫星还被确定为亚太合作卫星——多任务小卫星（SMMS）。2003年2月，按照国家计划，首先采取了先发两颗光学小卫星和一颗合成孔径雷达小卫星的方式（即2+1方案）。
经过五年半的研制，环境减灾一号A/B两颗卫星于2008年6月完成了研制，成功于2008年9月6日在太原卫星发射中心通过长征二号丙运载火箭成功发射。2012年11月19日，我国第1颗民用合成孔径雷达(SAR)卫星环境减灾卫星一号C星成功发射。
2020年9月27日11时23分，我国在太原卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭，成功实施了“一箭双星”发射，将环境减灾二号01组卫星准确送入既定轨道。该卫星组包含两颗16米光学卫星（A、B星），其特点包括出色的机动性能、高精准控制、卓越的稳定性，以及适应各种载荷并拥有长久使用寿命。卫星投入运行后，将取代已超期服役的环境与灾害监测预报小卫星A、B星，广泛服务于国土资源、水利、农业、林业、地震等多领域应用，有效满足国家在相关领域持续数据供给的需求。
2022年10月13日，环境减灾二号05卫星顺利发射，由长征二号丙运载火箭搭载，发射地点位于太原卫星发射中心。此次发射任务取得了完美的成功，卫星准确地进入了预定的轨道。环境减灾二号05卫星作为《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025）》中的一部分，属于遥感业务卫星。它的主要使用者是应急管理部和生态环境部。
2023年8月9日早上6时53分，中国航天科技集团五院成功发射了环境减灾二号06卫星。环境减灾二号06卫星是环境减灾小卫星星座中的第二颗合成孔径雷达卫星。其主要用户为应急管理部和生态环境部。该卫星的主要功能是获取我国及全球地表的合成孔径雷达图像数据，旨在提升遥感数据的国产化率。其数据将为应急管理、生态环境保护等业务化应用提供基础保障，并为国土资源、水利、农业、林业、地震监测等多个行业提供服务。
环境减灾卫星分为光学卫星和合成孔径雷达小卫星 。光学卫星具备每天对国土进行全覆盖观测的能力，其中可见光在30米观测分辨率下，红外在中等分辨率下每2天一次，超光谱在中等分辨率下每2天重复观测一次。合成孔径雷达小卫星装载S频段合成孔径雷达，实现每天对国土的重复观测。
①高分辨率相机：确保2天覆盖，每颗环境减灾光学星搭载两台30m分辨率、700km幅宽的宽覆盖CCD相机，每台相机的幅宽达到360km，单颗卫星的幅宽更超过700km。卫星每天上午经过国土3～4次，都能进行成像，从而保障了2天的全覆盖观测。
②多光谱CCD相机：多谱段设计满足监测需求，环境减灾卫星上的设计包含4个谱段。蓝谱段用于水体测量，能明显反映水面污染情况；绿谱段则是重要的植被与非植被区分谱段；红谱段用于监测不同植被类型和生长状态；近红外谱段则用于区分不同耕地类型、林地、园地和草地。这四个谱段还能够进行彩色成像，提供地物目标的直观探测。30m分辨率和700km大幅宽的组合兼顾了监测的“目标清晰”和“区域广泛”，非常适合于对地面各种灾情和环境变化的及时监测。
③超光谱成像仪：HJ-1A卫星搭载了一台超光谱成像仪，拥有115个探测谱段，平均光谱分辨率为5nm。该仪器采用了静态干涉型成像光谱技术，是国内首个业务化应用的同类相机，具备稳定性好、体积小、光谱线性度高以及光谱范围宽等特点。它的宽谱段和精细光谱探测特性，使得它能够清晰辨识外形相似但质地不同的目标，从而在自然灾害监测和生态环境探测方面具有重要的实际应用价值。
④红外相机：具有红外探测与火灾监测能力，HJ-1B卫星装备了一台红外相机，内含4个谱段，采用多元并扫技术，满足宽视场探测需求。为了实现温度探测，采用了机械制冷技术以降低探测器的热噪声，最低制冷温度可达到85K。不同红外波段对植物分类、健康状态、水情监测等具有显著作用；中波红外可以有效监测森林火灾及其发展趋势、秸杆焚烧等环境情况；而长波红外对地表热特性非常敏感，可用于记录地球表面的热分布情况。中波红外波段的地面像元分辨率为150m，能够探测地表高达500K的温度，因此非常适合于监测森林火灾、火山爆发等灾害事件。
①创新图像压缩与编码传输技术：卫星的原始图像数据码速率高达每秒近300Mbits，然而当时国内数传技术并不具备如此高的传输速率。为此，采用了创新的图像压缩技术，在处理CCD图像时采用了4:1的压缩比，而对超光谱成像仪的干涉光谱图像则采用1.64:1的压缩比。这种压缩技术不仅保证了图像质量，还确保了可行的数据传输技术。卫星使用一个数传通道传输三台相机的图像数据。采用高级在轨编码（AOS）技术，三路相机的图像数据经过压缩、编码后，以新的码速率进行打包和加扰，实现了数据传输。
②双星轨道控制能力：适应星座运行。为了满足成像视场匹配的需求，需要精确维持星座在轨道上的构型。因此，双星都配备了机动能力强的轨道控制系统。采用单一的变轨发动机，通过俯仰机动实现卫星的轨道升降控制，而通过偏航控制可以调整轨道倾角，同时这种设计也适用于后续的“4+4”星座建设。
③简化操作风险：卫星引入了相对时间程控指令等技术，通过一条指令实现一次成像任务，将以往数十条指令压缩成一条，从而简化了卫星操作流程。这不仅提高了卫星业务测控效率，还降低了操作风险，增强了卫星的安全性。
④高精度自主温度控制技术：卫星的热控系统采用了比例积分闭环分配的方案，实现了对不同载荷、不同部件以及不同要求的精密控温。热设计将载荷舱和光学载荷的热设计综合考虑，解决了不同部件温度要求的接口匹配问题。卫星内不同温度要求的设备被放置在同一舱内，采用了短期比例积分闭环控制的补偿加热器，实现了各遥感器光学系统温度控制在±1°C以内，满足了温度梯度要求，为遥感任务提供了良好的温度环境。
⑤承载能力和装载密度高：卫星选用CAST968公用平台改进型，并采取了一系列措施以适应一箭双星发射需求。新型主传力接头设计采用加强筋的角片，通过4块隔板外部粘接，增加连接点，使整星结构承载能力增强。平面式电缆横向布局缩短了电缆之间的距离，减轻了电缆网重量。
⑥Ka频段通信试验：卫星携带完成了与泰国合作的Ka频段通信试验分系统在轨通信试验任务。首次实现了太阳同步低轨卫星上的Ka频段信号转发和通信，克服了窄带宽（相对带宽0.032%）滤波器研制技术难题，实现了一次变频6MHz窄带转发通信。新型Ka频段收发共用的地球匹配波束天线保证了系统稳定性，适用于小卫星应用。
环境减灾二号01组卫星配备了四类光学载荷，包括16米相机、高光谱成像仪、红外相机和大气校正仪，能够实现多光谱、高光谱、红外等遥感成像和大气同步探测。其中，由中国航天科技集团五院508所研制的16米相机，能广泛应用于生态环境和灾害监测，支持全天候大范围动态监测和快速灾情评估，为紧急救援、灾后救助和重建提供科学依据。首先，16米相机具备多领域图像兼容性。它的大视场和中等分辨率观测能力使其能够获取大量的环境监测、灾害和陆地资源的遥感数据。此外，它的多光谱数据可以与高分辨率全色图像融合，从而得到保留光谱特征的高分辨率图像，适用于更广泛的领域。其次，16米相机与多种应用平台匹配度高。它适用于我国现有的多个成熟卫星平台，如资源卫星和海洋卫星平台，为资源普查和海洋监测等提供高质量多光谱图像。最后，批产化正在逐渐规模化。环境减灾二号01组卫星双星搭载了八台16米相机，初步形成小批产化的规模。508所的研制团队借鉴相机批量生产经验，制定了适应16米相机的批产化管理办法，并建立了成熟的批产化生产线。
相控阵馈源+椭圆抛物面反射器：环境减灾二号05卫星采用了创新的“相控阵馈源+椭圆抛物面反射器”的技术体制，这使得卫星的载荷核心性能指标有了显著的提升。同时，在星上数据传输和图像精度方面也进行了进一步的优化，这将极大地提高防灾减灾和环境保护等应急数据的时效性。环境减灾二号06卫星发射成功后，与已在轨成功运行的环境减灾二号05卫星双星进行组网运行。这种组网运行将增强星座的整体能力，实现更广泛领域的数据获取和应用，从而更好地支持我国的应急响应、环境保护以及其他相关领域的工作。
CAST2000平台：这个平台在卫星设计中起到关键作用。CAST2000平台具备广泛的载荷适应性，可以根据载荷需求配置姿态控制、大范围姿态侧摆机动能力和灵活的轨道机动能力，满足高机动性、高精度控制、高稳定性和长寿命高可靠性的要求。在CAST2000平台的支持下，中国空间技术研究院的航天东方红公司已成功研制并发射了多个型号的卫星，如高分一号、环境减灾一号C卫星、委内瑞拉遥感卫星一号、海洋一号C/D卫星、中法海洋卫星等，为高分辨率观测、环境减灾、海洋水色遥感以及国际合作等领域做出了显著贡献。
环境减灾一号由三颗卫星组成，两颗光学小卫星A星(HJ-1A)、B星(HJ-1B)，一颗合成孔径雷达小卫星C星(HJ-1C)。
环境一号C星具备空间分辨率5米条带和20米扫描两种成像模式，幅宽分别为40千米和100千米。“环境减灾一号”C卫星是基于CAST2000平台研制的，整星重量超过800公斤，预计寿命为3年。卫星上搭载了星载微波大功率合成器和SAR（合成孔径雷达）天线，这两项关键技术是为了满足卫星的特定需求而自主研发的。微波大功率合成器在中国的星载SAR领域是首次应用，而SAR天线则采用了可折叠式网状抛物面设计，在卫星入轨后可以展开到长达6米、宽2.8米，填补了中国在星载架构式可展开天线技术领域的空白。
环境减灾二号A、B卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》中规划的两颗16m光学卫星，采用CAST2000平台。环境减灾二号A/B卫星设计寿命5年，单星质量1065kg，这两颗卫星都装备了16m相机、高光谱成像仪、红外相机和大气校正仪等四种载荷。其中16m相机通过视场拼接实现了16m分辨率、80Okm幅宽和5谱段的成像。高光谱成像仪则可提供48m/96m分辨率、96km幅宽的高光谱图像，涵盖了可见至短波谱段。红外相机的成像范围为48m到96m分辨率、720km幅宽，适用于多谱段红外成像。大气校正仪能够在轨道上同步获取与16m相机相同视场的大气多谱段信息，用于气溶胶和水汽柱浓度的校正，提升了辐射定量应用的精确性。
2008年9月6日在太原卫星发射中心通过长征二号丙运载火箭成功发射了环境减灾一号A/B两颗卫星。2012年11月19日，我国第1颗民用合成孔径雷达(特别行政区)卫星环境减灾卫星一号C星成功发射。环境减灾一号星座是由环境减灾一号A/B星和环境减灾一号C星组成的卫星系统。2020年9月27日11时23分，我国在太原卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭，成功实施了“一箭双星”发射，将环境减灾二号01组卫星准确送入既定轨道。环境减灾二号05卫星于2022年10月13日顺利发射。2023年8月9日中国航天科技集团五院成功发射了环境减灾二号06卫星，它将与已在轨成功运行的环境减灾二号05卫星双星进行组网运行。
环境减灾卫星主要使命是广泛监测生态破坏、环境污染和灾害，实现全时、全天候的动态监控。通过即时反映生态环境和灾害的演变过程，迅速评估灾情，为紧急救援、灾后救助以及重建工作提供科学支持。环境减灾卫星应用领域非常广泛，以下仅举部分例子。
抗旱救灾：在2010年的1月至3月期间，借助环境减灾卫星，中国航天科技集团所属中国资源卫星应用中心对云南省部分县市进行了连续的遥感监测。同时，还对云南省内多个水库的水域面积进行了同期跟踪监测。通过对比云南省各县市的干旱遥感监测数据，可以明显观察到，3月份时云南中部和东北部的干旱情况明显加剧，与1月份相比更为严重，这些监测结果为抗旱救灾提供了科学可靠的依据。
防火工作：2009年2月，澳大利亚新南威尔士州历史上最严重的森林火灾以及同年4月我国黑龙江省逊克县的森林火灾，均导致长时间的火灾蔓延和巨大的经济损失。使用环境减灾卫星的红外相机数据和CCD数据对这两次火灾进行了监测和跟踪。首先，采用亮温阈值法来识别火点，然后将识别出的火点与当日环境减灾卫星的CCD多光谱相机数据进行融合，制作了灾害监测的成果图。这些成果图被提供给澳大利亚方面以及中华人民共和国国家林业局防火办，以便进行灾害监测和防火工作。
防治虫害：生态环境保护日益重要，松毛虫灾害对经济和生态产生影响。环境减灾卫星在广西壮族自治区松毛虫灾害监测预报中取得成果。松毛虫危害严重，广西是松脂产地，松脂价格上涨，资源减少引发担忧。环境减灾卫星利用先进技术监测灾害，取得初步成功。SAR技术可全天候监测，分析历史资料有助于早期发现灾害。专家对广西灾害进行研究，发现初发地和蔓延情况。基于监测数据和天气背景，预测未来发展趋势。南宁市和宾阳县、横州市可能面临较大影响。环境减灾卫星在灾害预测中具有潜力。
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