SPOT卫星

地球观测卫星系统

SPOT系列卫星是法国空间研究中心（CNES）研制的一种地球观测卫星系统，已发射SPOT卫星1-7号。“SPOT”系法文Systeme Probatoire d’Observation de la Terre的缩写，意即地球观测系统。

卫星简介

1986年已来，SPOT已经接收、存档超过7百万幅全球卫星数据，提供了准确、丰富、可靠、动态的地理信息源，满足了制图、农业、林业、土地利用、水利、国防、环保地质勘探等多个应用领域不断变化的需要。

卫星参数

Spot卫星采用的太阳同步准回归轨道,通过赤道时刻为地方时上午10：30，回归天数（重复周期）为26d。由于采用倾斜观测，所以实际上可以对同一地区用4～5d的时间进行观测。

观测仪器

Spot1，2，3上搭载的传感器HRV采用CCD（charge coupled device )S作为探测元件来获取地面目标物体的图像。HRV具有多光谱XS具和PA两种模式，其余全色波段具有10m的空间分辨率，多光谱具有20m的空间分辨率。Spot4上搭载的是HRVIR传感器和一台植被仪。Spot5上搭载包括两个高分辨几何装置（HRG）和一个高分辨率立体成像装置（HRS）传感器。

数据参数

Spot的一景数据对应地面60km×60km的范围，在倾斜观测时横向最大可达91Km，各景位置根据GRS（spot grid reference systerm)由列号K和行号J的交点（节点）来确定。各节点以两台HRV传感器同时观测的位置基础来确定，奇数的K对应于HRV1，偶数的K对应于HRV2。倾斜观测时，由于景的中心和星下点的节点不一致，所以把实际的景中心归并到最近的节点上。

谱段参数

1）绿谱段（500～590nm）：该谱段位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波长附近，同时位于水体最小衰减值的长波一边，这样就能探测水的混浊度和10～20m的水深。

2）红谱段（610—680nm）：这一谱段与陆地卫星的MSS的第5通道相同（专题制图仪TM仍然保留了这一谱段），它可用来提供作物识别、裸露土壤和岩石表面的情况。

3）近红外谱段（790—890nm）：能够很好的穿透大气层。在该谱段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑。尽管硅的光谱灵敏度可以延伸到1100urn，但设计时为了避免大气中水汽的影响，并没有把近红外谱段延伸到990nm。同时，红和近红外谱段的综合应用对植被和生物的研究是相当有利的。

该系统的多谱段图像配准精度相当高，通常采用二向色棱镜进行光谱分离，粗制多谱段图像的配准精度误差小于0.3个象元。

数据应用范围

Spot的数据被世界上14个地点的地面站所接收，数据的应用目的和Landsat相同，以陆地上的资源环境调查和检测为主。由于它的分辨率不高，可以用于地图的制作，通过立体观测和高程观测，可以制作1：5万的地形图。

传感器特点

Spot1，2，3卫星上装载的HRV是一种阵列推扫式扫描仪。仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在CCD阵列元件上，CCD的输出端以一路时序视频信号输出。由于使用线阵列的CCD元件作为探测器，在瞬间能同时得到垂直航线的一条影响线，不需要用摆动的扫描镜，将缝隙式摄影机那样以推扫方式获取沿轨道的连续影像条带。

Spot卫星上的HTV分成两种方式：一种是多光谱型的HRV，每个波段的线阵列探测器组由3000个CCD元件组成，每个元件形成的象元相对地面上为20m×20m。因此每一行CCD探测器形成的影像线，相对地面上为20km×60km（是20m×60km）。每个像元用8bit对亮度进行编码。另一种是全色HRV，它用6000个CCD元件组成一行，地面上总的宽度仍为60km，因此每个像元对应地面的大小为10m×10m。编码采用相邻像元的亮度差进行，以压缩数据量。由于相邻像元亮度差值很小，因此只需要用6bit的二进制进行编码。

发展历程

SPOT-1

SPOT-1号卫星于1986年2月22日发射成功。卫星采用近极地圆形太阳同步轨道。轨道倾角93.7°，平均高度832公里（在北纬45°处），绕地球一周的平均时间为101.4分钟。轨道是“定态”（phased）的，重复覆盖周期为26天。卫星覆盖全球一次共需369条轨道。卫星在地方时上午10时30分由北向南飞越赤道，此时轨道间距为108.6公里。随纬度增加轨距缩小。星上载有两台完全相同的高分辨率可见光遥感器（HRV），是采用电荷耦合器件线阵（CCD）的推帚式（push-broom）光电扫描仪，其地面分辨率全色波段为10米；多波段为20米。当以“双垂直”方式进行近似垂直扫描时，两台仪器共同覆盖一个宽117公里的区域，并且产生一对SPOT影像。两帧影像有3公里的重叠部分，其中线在参考轨道上。其中每一影像覆盖面积60×60公里2。当进行侧向（可达27°）扫描时，每一影像覆盖面积为80×80公里2。这种交向观测可获得较高的重复覆盖率和立体像对，便于进行立体测图。SPOT卫星标志着卫星遥感发展到一个新阶段。

SPOT-4

SPOT4于1998年3月发射，它增加了一个短波红外波段(1.58-1.75pm)；把原0．61-0.68um的红波段改为0．49-0.73um包含“红”的波段，并替代原全色波段，可以产生分辨率10m的黑白图像和分辨率20m的多光谱数据；增加了一个多角度遥感仪器，即宽视域植被探测仪Vegetation(VGT)，用于全球和区域两个层次上，对自然植被和农作物进行连续监测，对大范围的环境变化、气象、海洋等应用研究很有意义。VGT被设计为垂直方向的空间分辨率1．15km，扫描宽度2250km，可见光一短波红外波段0．43-1.75um共5个波段。它们为蓝波段0.43-0.47um、绿波段0.50-0.59um、红波段0．61-0.68um，近红外波段0.79-0.89um、短波红外波段1.58-1.75um。SPOT4中的VGT和HRVs将使同一区域有可能同时获得较大范围的粗分辨率数据和小范围的细分辨率数据。

SPOT-5

SPOT5于2002年5月4日发射，星上载有2台高分辨率几何成像装置(HRG)、1台高分辨率立体成像装置(HRS)、1台宽视域植被探测仪(VGT)等，空间分辨率最高可达2.5m，前后模式实时获得立体像对，运营性能有很大改善，在数据压缩、存储和传输等方面也均有显著提高。

SPOT1与2003年9月停止服务，SPOT3因事故于1997年11月14日停止运行外，其他SPOT均在正常运行。

SPOT-6

2012年9月9日 – 由欧洲领先的空间技术公司-Astrium-制造的对地观测卫星SPOT6由印度PSLV运载火箭搭载成功发射。稍后，它将加入由Astrium Services分发的极高分辨率卫星Pleiades 1A的轨道。这两颗卫星将共同提供服务并最终在2014年与Pléiades 1B和SPOT 7一起构成完整的Astrium Services光学卫星星座。

参数：

使用Reference3D，定位精度达到10米（CE90）的自动正射影像

捆绑：同步采集全色和多光谱影像

- 1.5 m全色 (0.455 μm – 0.745 μm)

- 6 m多光谱, 4个波段：

- 蓝(0.455 μm – 0.525 μm)

- 绿(0.530 μm – 0.590 μm)

- 红(0.625 μm – 0.695 μm)

- 近红外(0.760 μm – 0.890 μm)

Pan-sharpened: 全色和4个多光谱波段的1.5米彩色融合影像

影像幅宽：星下点60公里

格式：JPEG 2000

SPOT-7

2014 年 6 月 30 日，法国斯波特 -7（SPOT-7）卫星从印度达万航天发射中心，用印度极轨运载火箭（PSLV）成功发射。SPOT-7 由欧洲空客防务与航天公司研制，其性能指标与 SPOT-6 相同。SPOT-7 轨道高度 694km，发射质量 712kg。SPOT-7 采用 Astrosat 500MK2 平台，具备很强的姿态机动能力，可在 14s 内侧摆 30°。SPOT-7 全色分辨率 1.5m，多光谱分辨率 6m，星上载有两台称为“新型 Astrosat 平台光学模块化设备”（NAOMI）的空间相机，两台相机的总幅宽为 60km。SPOT-6和 SPOT-7 这两颗卫星每天的图像获取能力达到600 万平方千米，面积大于欧盟成员国的总面积。这两颗卫星预计将工作到 2024 年。根据用户需求可对 SPOT-7 进行灵活编程，具备每天 6 个编程计划。SPOT-7 具备多种成像模式，包括长条带、大区域、多点目标、双图立体和三图立体等，适于制作 1:25000 比例尺的地图。SPOT-6 和 SPOT-7 与两颗昴宿星（Pleiades 1A和 1B）组成四星星座，这四颗卫星同处一个轨道平面，彼此之间相隔 90°。该星座具备每日两次的重访能力，由 SPOT 卫星提供大幅宽普查图像，Pleiades 针对特定目标区域提供 0.5m 的详查图像。

主要任务

（1）为将来所研制的遥感设备的性能。

（2）为制图和地球资源开发建立档案库和一个世界范围内可以利用的数据库。

（3）通过重复观测以改进对植被类型的识别和产量预报试验。

（4）为了进行图像判释和绘制1/250000比例尺的平面图以及按1/100000和1/50000的比例尺进行地图更新，建立感兴趣地区的立体像对档案库。

（5）在空中检验多任务飞行平台和线阵照相机。

SPOT卫星比美国“陆地卫星”的优越之处是，SPOT卫星图像的分辨率可达10～20m，超过了“陆地卫星”系统，加之SPOT卫星可以拍摄立体像对，因而在绘制基本地形图和专题图方面将会有更广泛的应用。为了达到这些要求，SPOT卫星在轨道设计、飞行平台和传感器等方面都有它自己的独到之处。

应用领域

遥感影像之所以能为人类利用，是因为不同的地物具有各自的波谱特征，据此可提取地物信息，区分地物，监测地物的动态变化。地物的电磁波谱是遥感的一种基本信息，任何物体对外来的电磁波都有反射、吸收和透射的性质，且只要其温度高于绝对零度，其就能不断地向外发射电磁波，地物在同一时间、空间条件下，其发射、反射、吸收和透射电磁波的特性是波长的函数，不同物体的反射、吸收、透射和发射电磁波的能力是不同的，都可作为探测和区别地物的有用信息。不同地物反射光谱的特征主要表现在反射强度和反射波谱的形态两个方面，这就是利用地物反射电磁波谱信息提取信息、识别和区分地物的理论基础。

SPOT卫星对于岩性、构造、岩石、矿物填图、水资源调查、大气探测，植被调查，农作物估产，冰雪覆盖调查，土地利用监测，城市和城市周围规划以及自然灾害控制，森林资源调查，旅游资源调查等应用的研究将是非常有意义的。

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