国外遥感卫星发展现状

国外遥感卫星发展现状

目录

1 2

前言 ............................................................................................................... 3 美国 ............................................................................................................... 5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3

地球观测系统（EOS） ..................................................................... 5 美国陆地卫星系统（LANDSAT） ......................................................... 6 轨道观测卫星（ORBVIEW） ................................................................ 9 伊克诺斯卫星（IKONOS） .............................................................. 10 地球眼-1卫星（GEOEYE-1） ............................................................ 10 快鸟-2卫星（QUICKBIRD-2） ........................................................... 11 世界观测卫星（WORLDVIEW-1/2） .................................................. 11 下一代高分辨率陆地卫星.................................................................. 12

欧盟 ............................................................................................................. 13 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10

法国SPOT卫星系统 .......................................................................... 13 法国PLEIADES卫星系统 .................................................................... 14 意大利地中海周边观测小卫星星座系统（COSMO-SKYMED）....... 15 德国/加拿大RAPIDEYE .................................................................... 17 德国SAR成像卫星 ............................................................................ 17 欧空局遥感卫星（ERS）.................................................................. 18 欧空局ENVISAT .................................................................................. 18 英国UK-DMC 2、英国/西班牙DEIMOS-1 .......................................... 20 德国ENMAP ....................................................................................... 20 欧盟GMES计划 ................................................................................ 21

4 印度 ............................................................................................................. 22 4.1 4.2 4.3 4.4

CARTSAT-1(IRS-P5) .............................................................................. 22 RESOURCESAT-1（IRS-P6） ........................................................... 23 CARTSAT-2系列 ................................................................................... 24 CARTSAT后续 ...................................................................................... 24

I

5 6 7 8

加拿大 ......................................................................................................... 24 日本 ............................................................................................................. 27 俄罗斯 ......................................................................................................... 27 以色列 ......................................................................................................... 29 8.1

地平线系列（OFEQ） ......................................................................... 29

8.1.1 Ofeq 7 ............................................................................................... 29 8.1.2 Ofeq 8（TECSAR 1）...................................................................... 29 8.1.3 Ofeq 9 ............................................................................................... 29 8.2

爱神系列（EROS） ........................................................................... 30

8.2.1 ErosA ................................................................................................ 31 8.2.2 ErosB ................................................................................................ 31 9 10 11 12 13

韩国 ............................................................................................................. 32 泰国 ......................................................................................................... 33 阿联酋 ..................................................................................................... 34 委内瑞拉 ................................................................................................. 34 其他国家 ................................................................................................. 35

II

1 前言

卫星遥感技术是上世纪60年代蓬勃发展起来的一门集多维、多平台、多层次的立体化观测的综合性探测技术。

近年来全球经济的迅速发展，地球环境和地球资源已经成为综合国力发展和国家间竞争较量的焦点。为此，各国都非常重视遥感卫星的发展，并不断拓宽相关应用领域，促进空间遥感产业化发展，并取得了越来越显著的社会效益和经济效益，卫星遥感正进入一个新的发展高潮。

随着遥感卫星的数量的不断增加，遥感卫星应用业务规模的也在不断壮大。 当前国外民用遥感卫星系统主要有：美国的“陆地卫星”（Landsat）系统、法国的“斯波特”（SPOT）系统、欧空局的“欧洲遥感卫星”（ERS）、加拿大“雷达卫星”（Radarsat）和俄罗斯的“资源-DK”（Resurs-DK）卫星等。

国外的遥感卫星发展相对成熟，单以分辨率来说：1971年发射的美国KH-9号侦察卫星就达到了2英尺(0.6米)分辨率，后继的KH-11和KH-12更有0.15米甚至低于0.1米的分辨率；2010年6月发射的以色列的地平线9号分辨率低于0.5米，2009年发射的日本的光学3号分辨率也到0.6米。在商业遥感卫星领域，2001年的Quickbird-2号就做到了0.61米全色分辨率，后来的Geoeye-1达到了0.41米分辨率，WorldView-1/2也做到了0.46米分辨率，WorldView-3达到了最高商业分辨率0.31米。

国外主要民用遥感卫星资源如表1-1所示。

表1-1国外主要遥感卫星参数

国家 卫星 波段 波长(μm) 0.45-0.52蓝色 0.52-0.60绿色 0.63-0.69红色 0.76-0.90近红外 1.55-1.75短波红外 10.4-12.5热红外 2.08-2.35短波红外 0.5-0.9全色（L7增） 空间分辨率（m） 扫描 宽度(km) 重访 周期(天) 1 2 3 美Landsat5 4 国 Landsat7 5 6 7 8 30 30 30 30 30 120/60 30 15 185 16 3

国家 卫星 波段 波长(μm) 0.50-0.59绿色 0.61-0.68红色 0.78-0.89近红外 1.58-1.75短波红外 0.61-0.68全色 0.50-0.59绿色 0.61-0.68红色 0.78-0.89近红外 1.58-1.75短波红外 0.49-0.69全色 0.45-0.53蓝色 0.52-0.61绿色 0.64-0.72红色 0.77-0.88近红外 0.45-0.90全色 0.45-0.52蓝色 0.52-0.60绿色 0.63-0.69红色 0.76-0.90近红外 0.45-0.90全色 标准 宽幅 超低 超高 精细 0.4-14.4 高光谱 空间分辨率（m） 20 20 20 20 10 10 10 10 20 2.5/5 4 4 4 4 1 2.44 2.44 2.44 2.44 0.61 100*100 50*5 11*9 3*3 250 500 1000 扫描 宽度(km) 重访 周期(天) 26天 侧视 27度 编程 接收 26天 侧视 27度 编程 接收 XS1 XS2 法SPOT-1、XS3 国 3、4 XS4 PA XS1 XS2 XS3 XS4 PA 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 60 法SPOT-5 国 60 美IKONO国 S2 11.3 1-3 美QUICK国 BIRD 16.5 1-6 加RADAR拿SAT 大 多极化方式 50-500 编程接收变轨周期灵活 美EOS/M国 ODIS 极轨36通道 2330 1-2 1.7天（1m以上分辨率） 5.9天（侧摆20?，0.51m） 1.1天（1m以上分辨率） 3.7天（侧摆20?，0.52m WorldVi美ew-1 国 Pan 全色：400-900 0.45/0.51(测摆20?) 16 美WorldVi国 ew-2 Pan MS1 MS2 MS3 MS4 MS5 MS6 400-900全色 770-895近红外1 全色：630-690红色 0.46/0.52(侧摆16.4 510-580绿色 20?)； 450-510 蓝色 多光谱：705-745红色边缘 1.8/2.4(侧摆20?) 585-625黄色 4

国家 卫星 波段 MS7 MS8 波长(μm) 400-450海岸 860-1040近红外2 空间分辨率（m） 扫描 宽度(km) 重访 周期(天) IRS-P6 印(Resourc度 esat-1) LISS-IV LISS-III AWIF 5.8m 23.5m 56m 多光谱23.9km(70km内可调)； PAN70km；141km(LISS-III), 737km(AWIF) 29.42km（前视） 26.24km（后视） 星下点15.2 km；单景225 k㎡(15315 km) 5d(LISS-IV) 23d(LISS-III) 5d(AWIF) IRS-P5 印(Cartosat度 -1) 2.5m 重访周期5d，重复周期126d 美GeoEye-1 国 0.41m（星下点全色） 0.5m（侧视28°全色） 1.65m（星下点多光谱） 2-3d 2 美国

美国是商业高分辨率遥感卫星发展较早的国家，因此，高分辨率商业卫星系统也是美国民用遥感的重要组成部分

美国目前在轨的高分辨率遥感卫星系统主要包括数字全球公司（GigitalGlobe）的GeoEye-1、Ikonos-2和Orbiew-2卫星，以及Quickbird-2、Wordview-1、Wordview-2、Wordview-3卫星。

另外美国还有中分辨率遥感卫星——美国陆地卫星系统系列，以及EOS（Earth Observation System）卫星系列，公开发布数据和产品。

2.1 地球观测系统（EOS）

EOS（Earth Observation System）卫星是美国地球观测系统计划中一系列卫星的简称。第一颗EOS的上午轨道卫星于1999年12月18日发射升空，发射成功的卫星命名为TERRA（拉丁语“地球”的意思），主要目的是观测地球表面。EOS卫星轨道高度为距地球705公里，第一颗上午轨道卫星（Terra）过境时间为地方时11：30am左右，一天最多可以获得4条过境

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轨道资料。

Modis是搭载在Terra和Aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据通过X波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用Modis数据。

Modis是当前世界上新一代“图谱合一”的光学遥感仪器，有36个离散光谱波段，光谱范围宽，从0.4微米（可见光）到14.4微米（热红外）全光谱覆盖，辐射分辨率达12bits。共有36个光谱波段，地面分辨率为250m、500m和1000m，扫描宽度为2330km，可每两天覆盖全球一次。

Modis载荷的特性使之成为研究地球科学最佳的首选数据源。该数据可以广泛应用于陆地科学、海洋科学和大气科学。其中在陆地科学的应用涉及：土地利用变化、土地覆盖、植被指数、地表温度、旱涝灾害监测、雪盖监测、荒漠化监测等，它可以提供三种类型的陆地产品：辐射收支变量（地表反射/大气校正算法、地表温度（LST）和发射率、冰雪覆盖、二向性反射分布函数（BRDF）与反照率）、生态系统变量（植被指数（VI）、叶面积指数(LAI)和部分光合活动辐射（FPAR）、植被产品，净初级生产力（NPP）、蒸发蒸腾与表面阻抗）、土地覆盖变量（火点与热异常、土地覆盖、植被覆盖变化、土地利用变化）；在海洋科学中的应用涉及：洋面温度（SST）、洋面射出长波辐射、洋面固态悬浮物浓度、洋面叶绿素通量浓度等多种海洋水色信息、海洋地理生化信息和各种环境变量。在大气科学中的应用涉及：大气可降水量、云粒子、云边界、云顶温度与高度、大气温度、O3含量和气溶胶分布等多种大气参数。通过对陆地、海洋和大气科学的研究，进而加深对三者之间的作用的了解，从而将地球作为一个整体进行研究。这将使人们能够更好地认识和理解地球系统的变化规律，鉴别人类活动在其中的影响，预测地球系统的未来。

2.2 美国陆地卫星系统（Landsat）

美国对地观测体系中分辨率遥感的主要系统，主要用于陆地资源调查和管理、水资源调查和管理、测绘制图等。历经3代发展（Landsat1-7），技术水平稳步提高并初步实现商业化运营，目前在轨为Landsat-5和Landsat-7。该系统连续收集了30多年的卫星数据面临中断的风险，2011年11月18日，Landsat-5由于星上放大器装置性能问题，已经导致图像下传能力严重降低。

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2008年，美国内务部部长在美国环境系统研究所（ESRI）的国际用户会议上宣布，所有存档的Landsat图片都将免费向公众开放，其中包括全球陆地测绘（GLS）数据集。

2010年，ESRI宣布这些图像数据将通过“ArcGIS在线”免费使用，同时还创建了网络地图和交互式网络应用。

2011年5月3日，美国环境系统研究所（ESRI）在摄影测量与遥感学会年会上公布了第一个版本的ChangeMatters浏览器。该浏览器允许用户免费访问Landsat卫星近30年左右的全球卫星数据，并帮助用户分析某一特定时间内的地表变化情况。

政府运行MSS（4通道，80m分辨率）TM（7通道，30/120m分辨率）ETM+（8通道，15/30/60m分辨率）Landsat-1Landsat-2Landsat-3Landsat-4Landsat-5Landsat-7Landsat-8/LDCM197019801990200020102020商业化运行OLI（9通道，15/30m分辨率）TIRS（2通道，100m分辨率） 图2-1Landsat系列卫星发展历程

Landsat-5属于第二代陆地卫星，卫星主要有效载荷为主题制图仪（TM），多光谱扫描仪（MSS）为次级有效载荷（目前已失效）。

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Landsat-7属于第三代陆地卫星，卫星主要有效载荷为增强主题制图仪改型（ETM+），卫星设计寿命5年，每天能提供900幅图像。

下一代Landsat卫星——Landsat-8，即陆地卫星数据连续任务（LDCM），采用SA-200HP平台，轨道高度705km，太阳同步近圆轨道，设计寿命5年，预计2012年底发射。主要有效载荷为业务型陆地成像仪（OLI）和热红外遥感器（TIRS）：

a. OLI为一台推扫相机，成像谱段与ETM+相似，增加了一个海岸气溶胶

谱段（1号谱段）和一个卷云探测谱段（9号谱段），但去除了热红外谱段。OLI幅宽185km，全色分辨率15m，其他谱段30m，量化值12bit； b. TIRS为一台基于量子阱红外探测器（QWIP）的遥感器，专用于热红外

谱段成像。TIRS中心波长为10.8μm和12μm，焦平面由3个6403512的QWIP面阵组成，工作温度为43K。

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2.3 轨道观测卫星（OrbView）

OrbView遥感地球图像卫星系列是由美国的Orbimage公司(现在的GeoEye公司)研制的。

体积小、圆盘形的OrbView-1(MicroLab-1)1995年发射，一直运行到2000年4月。

OrbView-2在1997年发射，由NASA的SeaWiFS仪器传送海色遥感数据。 OrbView-4在2001年9月21日金牛座运载火箭发射失败后就失踪了。 OrbView-3属于提高分辨率地球图像的第一批商业卫星。基于轨道科学公司的近地轨道星的星体设计，三轴稳定，圆柱形的OrbView-3卫星顶端有一个太阳能电池阵列，能够提供625瓦的电能。星体结构分成三部分(推进装置，核心部分和有效载荷)。OrbView-3上的成像装置可以提供1米分辨率的全色(黑色和白色)图像和幅宽8公里4米分辨率的多光谱图像。卫星在上午10：30穿过地球降交点。再次穿过赤道的周期少于三天。2007年3月4日，卫星成像系统发生故障，4月23日宣布OrbView-3全部损耗。Orbimage公司的OrbView-3卫星是世界上最早提供高分辨率影像的商业卫星之一。卫星主要技术参数如下表所示。

表2-1OrbView-3主要技术参数

OrbView-5，现在重新命名为GeoEye-1，已于2008年发射。

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2.4 伊克诺斯卫星（IKONOS）

IKONOS卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。IKONOS卫星的成功发射不仅实现了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快捷,更经济获得最新基础地理信息的途径，更是创立了崭新的商业化卫星影像的标准。

a. 轨道高度681km、倾角98.1°，太阳同步圆轨道，轨道周期98min，降

交点地方时为上午10：30，重访周期为3天，可从卫星直接向全球12个地面站传输数据；

b. 星下点全色分辨率达到0.82m，多光谱分辨率3.28m，天底点标称成像

幅宽11.3km；

c. 单景标称成像模式图像尺寸11.3km311.3km，连续条带成像模式图像尺

寸11.3km3100km；

d. 无地面控制点时，图像水平定位精度12m，垂直精度10m；

e. 1m分辨率时平均重访周期约3天，1.5m分辨率重访周期1.5天，2.7m

时平均1天重访一次。

2.5 地球眼-1卫星（GeoEye-1）

GeoEye-1是美国的一颗商业卫星，原名OrbView-5，于2008年9月6日从美国加州范登堡空军基地发射。

GeoEye-1不仅能以0.41米黑白(全色)分辨率和1.65米彩色(多谱段)分辨率搜集图像，而且还能以3米的定位精度精确确定目标位置。因此，一经投入使用，GeoEye-1将成为当今世界上能力最强、分辨率和精度最高的商业成像卫星。包括GoogleEarth、GoogleMap、Tom Clancy's H.A.W.X等软件及游戏都使用了该卫星的地球照片。

GeoEye-1详细参数如下：

a. 轨道高度681km、倾角98°，太阳同步圆轨道，轨道周期98min，降交

点地方时为上午10：30；

b. 全色分辨率星下点达到0.41m（28°侧视时0.5m），4谱段多光谱分辨率

1.64m，天底点标称成像幅宽15.2km；

c. 主要载荷为“地球眼成像系统”相机（GIS），三镜消像散镜组，口径

10

1.1m，焦距13.3m，f/12；

d. 无地面控制点时，卫星单景图像的水平定位精度5m（90%圆误差/CE90）；

立体图像的水平定位精度4m（90%圆误差），垂直定位精度6m（90%线性误差/LE90）；

e. 每天单景全色成像面积可达700,000k㎡，每天单景全色多光谱融合成像

面积可达350,000k㎡；

f. 目标重访周期为3天（最短1天）； g. 设计寿命7年，燃料充足可达15年； h. 数据下传速率740Mbps（X-band）。

2.6 快鸟-2卫星（QuickBird-2）

QuickBird-2卫星由美国DigitalGlobe公司于2001年10月18日发射，具有很高的地理定位精度。

a. 轨道高度450km、倾角98°，太阳同步圆轨道，轨道周期93.4min，降

交点地方时为上午10：30；

b. 450km标称轨道上全色分辨率达到0.61m，4谱段多光谱分辨率2.44m，

幅宽16.5km；侧摆±25°（最大）时，全色分辨率0.72m，多光谱分辨率2.88m； c. 量化位数：11bit

d. 主要载荷为鲍尔高分辨率相机-60（BHRC-2000），三镜消像散镜组，口

径0.6m，焦距8.8m；

e. 一次过顶最大成像区域16.5km3115km，每轨成像最大数据量为331Gbit； f. 重访周期：1–6天（70cm分辨率，取决于纬度高低）； g. 无控定位精度：24m。

2.7 世界观测卫星（WorldView-1/2）

Digitalglobe的新一代商业成像卫星系统由两颗(WorldView-1和WorldView-2)卫星组成。

WorldView-1于2007年9月18日发射后成为全球分辨率高、响应敏捷的商业成像卫星。该卫星将运行在高度450公里、倾角980、周期93.4min的太阳同

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步轨道上，平均重访周期为1.7天，星载大容量全色成像系统每天能够拍摄多达50万平方公里的0.5米分辨率全色图像，成像幅宽17.6公里，像元位深11bit。卫星还将具备现代化的地理定位精度能力（6.5m）和极佳的响应能力，能够快速瞄准要拍摄的目标和有效地进行同轨立体成像。

WorldView-2于2009年10月9日发射，使Digitalglobe公司能够为世界各地的商业用户提供满足其需要的高性能图像产品。星载多光谱遥感器不仅将具有4个业内标准谱段（红、绿、蓝、近红外），还将包括四个额外（海岸、黄、红边和近红外2）。多样性的谱段将为用户提供进行精确变化检测和制图的能力，由于WorldView卫星对指令的响应速度更快，因此图像的最短周转时间（从下达成像指令到接收到图像所需的时间）仅为几个小时而不是几天。WorldView-2具体参数如下：

a. 轨道高度770km、倾角97.8°，太阳同步圆轨道上，轨道周期100min，降交点地方时为上午10：30；

b. 天底点全色分辨率为0.46m，多光谱分辨率1.84m，幅宽16.4km，像元位深11bit，重访时间优于1.1天；

c. 主要载荷为WV-110相机，增加了8个多光谱谱段，三镜消像散镜组，光学口径1.1m，焦距13.3m，提供视场1.28°； d. 无地面控制点时图像定位精度可达到4.6～10.7m；

e. 一次过顶最大成像区域为65.6km3110km，立体模式下为48km3110km。每轨成像最大数据量为524Gbit。

2.8 下一代高分辨率陆地卫星

2010年8月，美国国家地理空间情报局（NGA）签署了价值73亿美元的增强视野合同（Enhanced View）。数字地球公司（DigitalGlobe）与地理眼公司（GeoEye）分别获得38亿美元和35.5亿美元的合同，合同有效期10年，向NGA提供增强成像产品，包括研制和运行下一代高分辨率商业成像卫星Worldview-3卫星和GeoEye-2卫星

2010年9月，DigitalGlobe公司与Ball公司和ITT公司签署合同建造Worldview-3卫星。Worldview-3卫星可获取16波段多光谱高分辨率图像，分辨率0.3米。

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2010年10月，GeoEye公司与洛克希德2马丁公司签署合同研制GeoEye-2卫星。GeoEye-2卫星分辨率高达0.25m。

2012年底，DigitalGlobe并购GeoEye公司，GeoEye-2和Worldview-3纳入统一发射规划。

3 欧盟

3.1 法国SPOT卫星系统

法国SPOT卫星系统历经3代发展，目前在轨为SPOT-4和SPOT-5。

图3-1SPOT系列卫星发展历程

SPOT4于1998年3月发射，它增加了一个短波红外波段(1.58-1.75um)；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。

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)、

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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。

表3-1 SPOT系列卫星参数对比

目前法国正在研制部署SPOT系列卫星后续任务，保持数据连续性，巩固光学卫星在欧洲的领先地位，第4代SPOT卫星SPOT-6和SPOT-7卫星，分别计划于2012年和2014年发射，寿命预期为十年。

SPOT6和SPOT7结构类似于Pleiades卫星，轨道高度也为694公里，两星位于同一轨道面，相位差为180度，降交点地方时为10:00，具备±30°侧摆能力。卫星全色影像分辨率1.5m，多光谱影像分辨率6m，成像幅宽60km。

3.2 法国Pleiades卫星系统

“昴宿星”卫星（Pleiades）是法国在SPOT之后研制部署的又一型号高分辨率卫星。“昴宿星”（Pleiades）星群由 Pleiades-1和Pleiades-2组成，Pleiades-1卫星已于2011年12月发射，业已投入运营。

Pleiades是一种便捷、灵巧的高分辨率光学遥感卫星。为了适应对地观测的发展的需要，Pleiades对卫星进行全新的设计，对传感器也进行了较大的调整，一方面继续保持了SPOT系列卫星在波段设置、立体成像、星座运行等方面的特点，另一方面在空间分辨率、观测灵活性以及数据获取模式等方面进行重新设计，使Pleiades卫星成为未来5年内具有较高技术水准和较强竞争力的对地观测遥感卫星。

在卫星的下行数据通道设置方面，Pleiades卫星有3个X波段的下行数据通

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道，每个通道的传输率为150Mbps，总传输速率为450Mbps。同时，扩大了星上记录仪的容量，达到750Gb，是SP0T-5卫星星上存储容量的8倍，能够保存约250景图像数据。

表3-2Pleiades卫星主要参数（发射前公布的参数）

表 3-3Pleiades卫星主要参数（发射后公布的参数） 指标项 空间分辨率 光谱波段 参数 0.5m全色 2m多光谱 全色:480-830nm 蓝:430-550nm 绿:490-610nm 红:600-720nm 近红外:750-950nm 带地面控制点：1m 无地面控制点：3m(CE90) 标准：20km320km 条带模式(镶嵌的)：100km3100km 立体像对：20km3280km 影像定位精度 幅宽 3.3 意大利地中海周边观测小卫星星座系统（Cosmo-Skymed）

意大利军民两用“地中海周边观测小卫星星座系统”（Cosmo-Skymed）高分辨率雷达卫星星座由4颗卫星组成，是由意大利航天局和意大利国防部共同研制。目前4颗卫星已全部在轨运行。在COSMO一代卫星星座之后，还将发射6颗COSMO二代卫星星座。

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Cosmo-Skymed星座，主要有效载荷为SAR-2000合成孔径雷达，可提供分辨率高达1m的雷达数据，满足1:5000和1:10000的比例尺制图要求；具有多种成像方式，5种分辨率；4颗卫星组成星座，成像重访能力高；另外，卫星星座还具备干涉测量和极化测量的能力。

干涉测量：采用双星前后相（Tandem）串行干涉测量模式，两颗卫星成像间隔20秒，轨道平面相差0.08度，获取的干涉像对具有很好的相干性，其所生产的DEM具有较好的精度。

极化测量：采用条带成像双极化模式（PINGPONG），获取空间分辨率15m，幅宽大于30km的多极化数据，利用多极化数据可进行彩色合成，大大提高了地物的识别能力。

图3-2Cosmo-Skymed星座配置

Cosmo-Skymed星座标称轨道高度619.6km，倾角97.86°，太阳同步圆轨道，周期97.19min，升交点地方时为早上6:00。

卫星数据产品技术主要指标如下：

表3-4Cosmo-Skymed星座产品技术参数

成像模式 图像分辨率 3m 15m 30m 100m 单景图像范围 10km310km 40km340km 30km330km 100km3100km 200km3200km 入射角 20o～60o 20o～60o 20o～60o 20o～60o HH、HV、VH、VV可选 20o～60o 极化方式 HH、VV可选 HH、HV、VH、VV可选 双极化组合可选HH/VV、HH/HV、VV/VH 聚束模式（SPOTLIGHT） 1m 条带模式（STRIPMAP） 扫描模式（SANSAR） HImage PingPong WideRegion HugeRegi16

on 3.4 德国/加拿大RapidEye

RapidEye卫星星座原为德国所有的商用卫星，2008年8月29日，RapidEye 5颗对地观测卫星已成功发射升空，目前运行状况良好。该星座目前已转由加拿大一家公司运营。

RapidEye影像获取能力强，轨道高度630公里，降交点地方时11:00AM（大约），星下点采样间隔6.5米，空间分辨率为5米，幅宽77km，日覆盖范围达400万平方公里以上，每天都可以对地球上任一点成像，能够在15天内覆盖整个中国。

RapidEye是第一颗提供“红边” 波段的商业卫星，光谱波段如下：蓝440-510 nm，绿520-590 nm，红630-685 nm，红边690-730 nm，近红外760-850 nm，图像量化位数为12bit。

3.5 德国SAR成像卫星

德国建立了世界首个高精度干涉SAR卫星系统，使雷达双星干涉测绘技术进入业务应用阶段。

德国陆地合成孔径雷达卫星系统由“X频段陆地雷达卫星”（TerraSAR-X）和“X频段串联”卫星（TanDEM-X）组成，该卫星系统成像绝对高程精度优于10m，相对高程精度优于2m，空间分辨率12m。

图3-3TerraSAR-X与TanDEM-X卫星编队飞行示意图

TerraSAR-X卫星主要技术参数如下： a. 极化方式单极化(VVorHH)双极化(HH/VV)

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b. 带宽150MHz/300MHz c. 数据收集范围15°～60° d. 全效率范围20°～55°

e. 扫描模式：幅宽100km,分辨率16m f. 条带模式：幅宽30km,分辨率3m

g. 聚束模式：像幅尺寸5/10km310km，分辨率1m

3.6 欧空局遥感卫星（ERS）

ERS-1/2卫星是欧空局分别于1991年和1995年发射的地球资源卫星，卫星上载有C波段（5.3GHz）垂直极化主动散射计，其3个天线沿卫星飞行方向分别成前向45o、侧向和后向45o，视角从18o到57o空对地测量后向散射系数。

ERS卫星轨道高度780公里；轨道倾角100.465o；半长轴7153.135公里；飞行周期100.465分钟；每天运行轨道数14+1/3；降交点的当地太阳时10：30；空间分辨率方位方向<30米，距离方向<26.3米；幅宽100公里。

3.7 欧空局ENVISAT

ENVISAT卫星是欧空局的对地观测卫星系列之一，于2002年3月1日发射升空。该卫星是欧洲迄今建造的最大的环境卫星。星上载有10种探测设备，其中4种是ERS-1/2所载设备的改进型，所载最大设备是先进的合成孔径雷达（ASAR），可生成海洋、海岸、极地冰冠和陆地的高质量图像，为科学家提供更高分辨率的图象来研究海洋的变化。其他设备将提供更高精度的数据，用于研究地球大气层及大气密度。作为ERS-1/2合成孔径雷达卫星的延续，Envisat-1数据主要用于监视环境，即对地球表面和大气层进行连续的观测，供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。

在ENVISAT-1卫星上载有多个传感器，分别对陆地、海洋、大气进行观测，其中最主要的就是名为ASAR（Advanced Synthetic Aperture Radar）的合成孔径雷达传感器，中国遥感卫星地面站目前所接收和处理的也正是ASAR的数据。

4个Envisat-1仪器，供研究陆地表面和海洋：

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a. 先进的合成孔径雷达（ASAR），双极化，有400km的侧视成像范围

和一组视角。

b. 中等分辨率成像频谱仪（MERIS），侧视成像范围1000km（可见光

和红外），用于海洋颜色监测。

c. 先进的跟踪扫描辐射计（AASTR），侧视成像范围500km（红外和

可见光），供精确的海洋表面温度测量和陆地特性观察。 d. 先进的雷达高度计（RA-2），可确定风速，提供海洋循环信息。

Envisat-1还携带能跟踪大气动力学数据的仪器，如：

a. Michelson干涉仪，供无源大气层探测（MIPAS），这是一个外缘

探测干涉仪，测量上对流层和同温层的中红外频谱信号。 b. 全球臭氧层监视（GOMOS）仪，这是一个外缘观察频谱仪，用于以

高垂直分辨率观察臭氧层和同温层的其它微量气体。

c. 大气层制图扫描成像吸收频谱仪（SCIAMACHY），它是一种外缘和

天底观察成像频谱仪，用以观察大范围的微量气体。

d. 微波辐射计（MWR），测量大气层中的水含量（云、水蒸汽和雨滴）。 ENVISAT-1卫星ASAR传感器共有五种工作模式： a. Image模式

b. Alternating Polarisation模式 c. Wide Swath模式 d. Global Monitoring模式 e. Wave模式

各种工作模式的特性见下表。

表3-5ENVISAT-1卫星ASAR传感器工作模式特性

模式 成像宽度 下行数据率 极化方式 Image 最大100 km 100 Mbit/s VV 或 HH AlternatingPolarisation 最大100 km 100 Mbit/s VV / HH 或 Wide Swath 约400 km 100 Mbit/s VV 或 HH Global Monitoring 约400 km 0.9 Mbit/s VV 或 HH Wave 5 km 0.9 Mbit/s VV 或 HH 19

VV / VH 或 HH / HV 分辨率 30m 30m 150m 1000m 10m 在上述五种工作模式中，高数据率的三种，即Image模式、AlternatingPolarisation模式和Wide Swath模式供国际地面站接收，低数据率的Global Monitoring模式和Wave模式仅供欧空局的地面站接收。 3.8 英国UK-DMC 2、英国/西班牙Deimos-1

2009年7月30日由俄罗斯RS-20洲际弹道导弹改装的第聂伯火箭成功将六颗小卫星送入轨道，这六颗卫星分属四个国家，其中包括遥感卫星DubaiSat-1，重190千克，属于阿联酋；高分辨率成像卫星Deimos-1，重90千克，属于英国和西班牙；紧急情况监视卫星UK-DMC 2，重96.5千克，属于英国。

UK-DMC 2和Deimos-1制造商为英国的萨里卫星技术公司，该卫星将加入国际灾难监视星座，该星座是一个小型的地球监察卫星编队，设计为世界范围的紧急情况管理人员提供快速响应图像。UK-DMC 2和Deimos-1卫星还将使用光学载荷收集广角、中分辨率的图像，分辨率22米，幅宽600公里。这两颗卫星将加入现有的性能不如它们的四颗灾难监视卫星(分属于英国、尼加拉瓜、阿尔及利亚和中国)的行列。

3.9 德国EnMAP

据德国地球科学研究中心Hermann Kaufmann等研究人员介绍,德国将于2013年发射被称为环境测绘与分析计划（EnMAP）的高光谱卫星。KayserThrede公司将采用OHB公司设计的卫星平台组装卫星，DLR将负责制造卫星的地面段和负责卫星运营和数据的接收与处理。

该卫星的轨道高度为643.7km,它将利用两台覆盖可见光至近红外和短波红外谱区的光谱仪以30m地面采样距离对地面上30330km2的面积进行采样；可提供约200个光谱谱段，谱段范围在420～2450nm之间；成像重访周期不到4天;星上存储容量为512gbit，下传速率为100～300Mbps。

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3.10 欧盟GMES计划

GMES计划是欧盟领导、欧空局参与的联合陆基、天基观测，发展一种服务于欧洲居民的综合环境监视能力。

2008年4月17日欧洲航天局签署总值约8亿美元的合同，为欧盟领导的“环境与安全全球监视”(GMES) 计划订购“哨兵”-2和“哨兵\卫星。

GMES将使用被称作“哨兵”(Sentinel)的卫星提供环境与安全监视服务。欧空局的“哨兵”计划包括五个系列的卫星：Sentinel-1卫星（C波段干涉雷达）将取代地球资源卫星（ERS）和环境卫星（Envisat）确保雷达数据的连续性；Sentinel-2卫星和Sentinel-3将进行陆地和海洋监测；Sentinel-2卫星执行多普光学图像任务，不间断提供LANDsat卫星数据；Sentinel-3执行海洋地面任务包括测高仪、多普成像仪和海面温度感应器，可与Sentinel-1联合；Sentinel-4和Sentinel-5分别位于同步轨道和低地球轨道，主要用于气候化学监视任务。

泰利斯?阿莱尼亚宇航公司于2007年6月获得“哨兵”-1价值3.62亿美元的合同，该卫星计划于2011年发射。欧洲航空航天局在2008年4月14日与泰利斯阿莱尼亚宇航公司签署“哨兵”-3的合同，该合同价值4.82亿美元。

据泰利斯?阿莱尼亚航天公司介绍，“哨兵”-3地球观测卫星设计重量约1200千克，计划2012年发射升空。它所携带的观测仪器可以监测海水颜色的变化，对洋流和海岸线污染状况进行判断；此外，这些仪器还能测量海水温度，从而评估全球气候变化对海洋的影响，并能进一步提高天气预报的准确性。

据称“哨兵”-2价值3.16亿美元的合同,与EADS阿斯厄里姆公司签署。 目前，SMES受限于欧洲的债务危机，进度受到了影响，可能无法按预期执行。尽管如此，欧盟仍计划在2012年发射第一颗“哨兵”卫星(Sentinel-1)来取代即将退役的Envisat。

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4 印度

印度在测绘和雷达成像卫星方面积极突破，能力不断提升。印度第三代遥感卫星已形成强大监视能力。稍早一些的资源卫星(Resourcesat-1)系列，绘图卫星(Cartosat-1/2)系列已有三颗升空。

a. 寓军于民发展高分辨率专用测绘系列卫星，卫星分辨率不断提高：

1) 当前在轨高分辨率成像卫星有Cartsat-1(IRS-P5)， Cartsat-2(IRS-P7)， Cartsat-2A和 Cartsat-2B；

2) 目前正在研制Cartsat-3卫星，全色分辨率0.3m，4谱段多光谱分辨率1.2m，幅宽约10km。

b. 即将发射军民两用雷达成像卫星，完善其遥感手段：

1) 雷达成像卫星-1（RISAT-1）已于2011年发射； 2) 有效载荷为C频段合成孔径雷达；

3) 具有精分辨率条带模式-1（FRS-1）、精分辨率条带模式-2（FRS-2）、中分辨率扫描SAR模式（MRS）、低分辨率扫描SAR模式（CRS）和高分辨率聚束模式。

4.1 Cartsat-1(IRS-P5)

Cartosat-1号卫星，又名IRS-P5，是印度政府于2005年5月5日发射的遥感制图卫星，它搭载有两个分辨率为2.5米的全色传感器，前、后视两镜头连续推扫，形成同轨立体像对，有效幅宽为26公里。数据主要用于地形图制图、数字高程建模、地籍制图以及资源调查等。Cartosat-1设计寿命5年，目前卫星运行等各项指标正处于最好的时期，数据质量稳定可靠。

表4-1Cartosat-1（IRS-P5）卫星基本参数

项目 轨道高度 轨道倾角 降交点地方时 幅宽 星下点几何分辨率 地面采样间距 光谱范围 前视 后视 前视 后视 参数 618km 97.87o 10:30AM 26.24km 29.42km 2.187m 2.452 2.5m 500-850nm 22

量化值 数传速率 星在记录容量 重访周期 轨道重访周期 10bit 105Mbps 120Gb 5days 126days 4.2 RESOURCESAT-1（IRS-P6）

RESOURCESAT-1（IRS-P6）在2003年10月17日于印度空间发射中心发射升空，星上携带三个传感器：多光谱传感器LISS4和LISS3，以及高级广角传感器AWIFS。卫星成像为空间分辨率为5.8米的全色图像和空间分辨率分别为23.5米和56.0米的多光谱图像。

表4-2与其他卫星多光谱传感器的对比

RESOURCESAT-1（IRS-P6）卫星轨道为太阳同步、近地极轨道。

表4-3卫星传感器相邻景数据的重叠量

LISS-4传感器的工作模式有两种：全色（MN）模式和多光谱（MX）模式。

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在MN模式下，传感器可传送波段2、3、4中任意一个波段数据，缺省设定为波段3数据。在MX模式下，数据幅宽为23.9公里（预先设定，在全色模式数据幅宽70公里的范围内可调）。传感器侧视范围为正负26度，相当于地面正负398公里的范围。此分辨率卫星可转动正负26度，而得到立体像对。

LISS-3传感器具有四个光谱波段，分别位于可见光、近红外与短波红外区域。

AWIFS感器具有与LISS-3传感器完全相同的四个波段，两者的不同则在于成像幅宽与几何分辨率，幅宽是737公里，分辨率为56米，重复周期5天。

4.3 Cartsat-2系列

Cartosat-2卫星采用了与Cartosat-1不同的平台，其重量为680千克，电源功率900瓦，设计寿命5年。2007年1月10日Cartosat-2（IRS-P7）卫星发射，运行在高度630千米倾角97.91度的太阳同步轨道，重访周期4天，卫星寿命设计为5年。Cartosat-2卫星分辨率有了很大提高，全色相机分辨率高达0.8m，位深10bit，幅宽9.6Km。印度对于Cartosat-2的性能比较满意，它的同型号卫星不断发射。2008年4月28日Cartosat-2A（IRS-P8）发射，2010年7月12日Cartosat-2B发射，Cartosat-2系列三星高照，形成了相当强大的监视能力。

Cartosat-2B卫星是印度空间研究组织自主研发并设计制造的第17代、也是最新一代遥感卫星，它配备一部全色照相机，可以从距地800至900公里的太空拍摄分辨率为0.8米的图像，这一分辨率略低于美国Quickbird卫星（分辨率为0.6米)。

4.4 Cartsat后续

印度并不满足于现有的遥感监视能力，后继的Cartosat-2C/D卫星仍在进一步研制，不过总体性能变动不大。真正的下一代遥感卫星是Cartosat-3系列，Cartosat-3A将在450千米高度轨道上实现小于0.5米的全色分辨率和大约1米的多光谱分辨率，这个性能在现有民用遥感卫星中是数一数二的。根据ISRO在2010年公开的文件，Cartosat-3A将在2014年发射。

5 加拿大

加拿大“雷达卫星”（Radarsat）是加拿大空间局负责研制的新型雷达遥感卫

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星，是一项由国家、私人企业和国际伙伴合作开展的对地观测计划。

Radarsat-1于1995年11月发射。卫星带有先进的合成孔径雷达，有多种波束和入射角，为用户提供了较大灵活性。广泛用于全球气候和环境监测、极区冰覆盖情况观测、多云的热带和温带雨林观测以及海洋观测等。卫星重3t多，设计寿命５年，采用790ｋｍ太阳同步轨道，倾角98.6°，重复周期24天。虽然轨道重复周期是24天，但通过选择工作模式，控制成像幅宽，可每天覆盖北极地区（73°Ｎ以北），约３天可覆盖整个加拿大，也可为某些用户提供７天的重复观测。

Radarsat-2于2007年12月14日，在哈萨克斯坦的拜科努尔太空基地成功发射，Radarsat-2卫星是全球第一颗提供多极化的商业雷达卫星。R-2设计寿命是7年而预计可达12年。相比R-1的设计，R-2更加灵活，它除延续了R-1的拍摄能力外，在新的图像获取能力及性能方面，又有了长足的进展，可根据指令在左视和右视之间切换，这不仅缩短了重访周期，而且增加了获取立体成像的能力；而实施这种切换只是通过简单的滚动操作，约需10分钟就可以完成。另外，对所有波束模式，都可以左视或右视。卫星编程服务最快可达4~12小时，满足应急卫星摄影的需要。

除了重访间隔缩短，数据接收更有保证和图像处理更加快速外，R-2可以提供11种波束模式，包括2种高分辨率模式；三种极化模式、增宽的扫幅以及大容量的固态记录仪等。这些都使R-2的运行更加灵活和便捷。

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图5-1Radarsat-2卫星外形图

Radarsat-2详细参数如下： a. 轨道：

高度798 km，倾角为98.6o，太阳同步轨道，周期100.7 min，升交点为18:00 hrs ±15 min（晨昏轨道），轨道重复周期为24天； b. 波束模式

表5-1RADARSAT-2 波束模式

注1：极化模式如下

S=single，单极化HH；

SS=Select Single 可选单极化HH，VV，HV或者VH； Dual(双极化) HH&HV 或者VV&VH；

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Quad(四极化) HH&HV&VV&VH。 注2：上表所列分辨率及扫幅宽都是标称值（实际上他们是随着入射角的变化而变化的）。

加拿大目前正在继续发展Radarsat卫星，向全面商业化迈进，提出雷达小卫星星座计划。Radarsat星座任务（RCM）是Radarsat-2卫星的后续系统，由3颗卫星组成星座进行雷达成像探测，预计发射时间为2012～2014年。

6 日本

20世纪90年代以来，日本先后发射了“海洋观测卫星”(MOS)、“日本地球资源卫星”(JERS)、“先进地球观测卫星”(ADEOS) 和“先进陆地观测卫星”(ALOS)等多个系列的遥感卫星，目前在轨的有ADEOS和ALOS卫星。

ALOS是日本的对地观测卫星，于2006年1月24日发射。先进对地观测卫星ALOS是JERS-1与ADEOS的后继星，采用了先进的陆地观测技术，能够获取全球高分辨率陆地观测数据，主要应用目标为测绘、区域环境观测、灾害监测、资源调查等领域。

ALOS卫星载有三个传感器：①全色遥感立体测绘仪（PRISM），具有独立的三个观测相机，主要用于数字高程测绘，星下点空间分辨率为2.5m，幅宽70Km（星下点）、35Km（联合成像）；②先进可见光与近红外辐射计-2（AVNIR-2），用于精确陆地观测，多光谱分辨率10m，幅宽70Km；③相控阵型L波段合成孔径雷达（PALSAR），用于全天时全天候陆地观测，具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式，使之能获取比普通SAR更宽的地面幅宽。

ALOS卫星采用了高速大容量数据处理技术与卫星精确定位和姿态控制技术。ALOS卫星的基本参数：设计寿命3-5年；轨道为太阳同步，高度691.65KM，倾角98.16°；重复周期46天；重访时间2天；数据速率240Mbps(通过中继星)，120Mbps（直接下传）。

7 俄罗斯

俄罗斯Resurs-DK卫星，是俄罗斯最新一代民用高分辨率成像卫星，是俄罗斯对地观测系统的主干。

表7-1俄罗斯Resurs-DK卫星主要参数

项目 轨道 指标 360km3604km、倾角70.4° 27

质量 尺寸 寿命 姿态控制能力 姿态敏捷能力 光学系统 6570kg，其中有效载荷1200kg 7930mm（长）32720mm（直径），太阳电池翼跨度14m 5年 0.003° 可±30°侧摆（星下点两侧±448km） 折射式光学，口径0.5m，焦距4m，相对孔径f/8 全色：580～800mm 多光谱-绿：500～600mm 多光谱-红：600～700mm 多光谱-近红外：700～800mm 36000元，像元尺寸9μm 可在128、64、32、16、8间选择 10bit 近地点：0.9m（星下点），1m（侧摆30°） 远地点：1.5m（星下点），1.7m（侧摆30°） 2～3m 近地点：28.3km（星下点），40km（侧摆30°） 100m 768Gbit 300Mbit/s 谱段 探测器 TDI级数 数据量化 全色分辨率 多光谱分辨率 幅宽 图像定位精度 存储容量 数传速率 俄罗斯计划2012年发射两颗地球光学观测卫星“资源”-P（Resurs-P）和Canopus-B卫星，以提供对自然或人为灾害，尤其是火灾和环境污染方面的精确监视。Resurs-P卫星将替换超出服役的Resurs-DK卫星，新卫星的在轨工作寿命为5年，比“资源－DK1”卫星至少多2年；其工作性能也有明显提升，其拍摄的卫星图片的分辨率可达0.4米至0.6米，卫星所携扫描设备和3套摄影系统可为地面提供全色域地球图片和地表红外信息。

目前俄罗斯正在研究Kondor卫星和Arkon卫星，Arkon卫星还需要进行长期研究。Kondor是一颗800千克的地球遥感卫星，设计用于提供高分辨率雷达成像和实时地形测绘。卫星发射后，将成为“北极”（Arktika）地球观测卫星系统的一部分。北极地区90%的时间都被云层笼罩或处于极夜季节。在这种条件下，此类卫星是必不可少的。

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8 以色列

8.1 地平线系列（Ofeq）

8.1.1 Ofeq 7

2007年6月11日以色列使用“施瓦特”（Shavit）火箭成功的发射了“Ofek 7”卫星，并将卫星送入预定轨道。Ofeq 7是以色列2002年发射的Ofeq 5卫星的后续星，同时使用了一些增强技术从而提高了成像能力。

Ofeq微型卫星的主要性能参数： a. 分辨率：优于0.5米 b. 净重：300千克 c. 高度：2.3米 d. 装载直径：1.2米

e. 太阳能板展开后宽度：3.6米 f. 预期使用寿命：大于4年

g. 轨道：300 x 600千米的椭圆形轨道。

8.1.2 Ofeq 8（TECSAR 1）

Ofeq-8于2008年1月21日，由以色列本土火箭“沙维特”（Shavit）发射至低地球轨道。该卫星疑为X－SAR卫星，即TECSAR-1卫星。

另据报道，以色列还计划与印度共同建造并发射第二颗合成孔径雷达卫星TecSAR-2（可能为Ofeq 10）的合作计划。

8.1.3 Ofeq 9

2010年6月22日，以色列采用本土“沙维特”（Shavit）运载火箭成功将最新一颗间谍卫星“地平线”-9（Ofeq-9）送入低地球轨道。

Ofeq-9正与另外两颗Ofeq系列卫星（ofeq-7、Ofeq-5）同时在轨运行。消息报道称目前在轨的这三颗Ofeq系列卫星的分辨率要“远高于0.5米”，但具体数字保密。

Ofeq-9卫星重300千克，每90分钟绕轨飞行一周。这是以色列发射的第9颗ofeq系列高速率长寿命卫星。卫星由伊朗宇航工业公司建造，高分辨率成像

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