[發明專利]針對對地觀測空間任務的創新軌道設計

在審

• 申請號: 201380067049.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN105050898A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 法比奧·迪喬治;安德烈亞·弗蘭喬尼;亞歷山德羅·克里琴蒂
• 申請（專利權）人: 泰雷茲阿萊尼亞宇航意大利單一股東有限責任公司
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10;B64G1/24;G01S13/90
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;陳煒

技術領域

本發明涉及創新軌道設計，該創新軌道設計使得能夠：

·提供基于使用單個衛星的衛星遙感系統，該衛星遙感系統能夠確保可與基于使用衛星群的系統的時間性能和干涉能力相媲美的時間性能和干涉能力；以及

·減少對這樣的系統的設計、研發、測試、試運行、操作等的成本以及因此關聯的遙感服務的成本。

背景技術

在對地觀測領域中，由于連續獲取地球表面上各處的廣闊區域的數據的能力，衛星遙感系統使得能夠采集關于地球表面的具有基本的政治、經濟和環境重要性的大量信息。

如已知的，衛星遙感主要基于使用以下兩種類型的傳感器：

·無源傳感器(例如光學傳感器和紅外傳感器)，例如，無源傳感器通常測量由地球表面發射和反射的電磁輻射(特別是所反射的太陽電磁輻射)；以及

·有源傳感器(例如合成孔徑雷達(SAR)和激光雷達)，例如，有源傳感器通常通過發射預定義的電磁輻射來照射地球表面并且然后測量背向散射電磁輻射。

鑒于此，為了簡化描述起見，術語“SAR傳感器”在下文中將用于指示被配置成借助于天線發送和接收沿預定方向的雷達信號的合成孔徑雷達。

另外，總是為了簡化描述起見，術語“獲取SAR圖像”(還或者“捕獲SAR圖像”)，或者等同地，術語“SAR圖像獲取”還或者“SAR獲取”在本文中將用于指示形成SAR衛星圖像的整個處理，如已知，該處理包括：

·借助于由衛星攜帶的SAR傳感器發送雷達信號，以使用所述雷達信號照射關注區域；

·借助于所述SAR傳感器接收來自所述區域的背向散射雷達信號；以及

·借助于集成在SAR傳感器中或者(甚至遠程地)連接至SAR傳感器的處理單元處理所接收到的雷達信號，以基于所接收到和處理后的雷達信號形成或者生成所述區域的SAR圖像。

相似地，總是為了簡化描述起見，一般術語“獲取圖像”(還或者“捕獲圖像”)，或者等同地，術語“圖像獲取”或者甚至僅僅“獲取”在本文中將用于指示通過使用安裝在衛星上的SAR傳感器或光學傳感器來形成SAR衛星圖像或光學衛星圖像的整個處理。

遺憾的是，如已知，衛星遙感系統具有極其高的設計、研發、制造、測試、運行等的成本。另外，這些系統的成本還取決于所期望的性能。特別地，衛星遙感任務的主要參數中的一個主要參數為表示測量頻率的重訪時間(revisittime)，使用該重訪時間可以獲得一個相同區域的連續的圖像。為了減少重訪時間以便增大觀測能力，許多現代的衛星遙感系統使用衛星群。然而，如可以容易地推測，使用衛星群的衛星遙感系統的成本比使用單個衛星的系統的成本更高。然而，單個衛星系統：

·不能保證可與基于衛星群的系統的時間性能媲美的時間性能；

·或者，在單個衛星系統能夠提供可與基于衛星群的系統的時間性能媲美的時間性能的情況下，單個衛星系統不能保證對地球表面的全球覆蓋。

由歐洲航天局(ESA)的歐洲遙感衛星ERS-1來表示基于使用單個衛星的對地觀測系統的示例。ERS-1于1991年以極地太陽同步軌道(SSO)被發射，ERS-1的高度為782千米至785千米并且具有包括三個不同的軌道重復周期(具體地，3天的周期、35天的周期和176天的周期)的可能性。ERS-1于2000年終止其任務。在M.Rosengren的下述文章中提供了關于ERS-1的軌道設計的進一步的信息：標題“ERS-1–ANEARTHOBSERVERTHATEXACTLYFOLLOWSITSCHOSENPATH”,ESABulletin,ESAScientificandPublicationsBranch,Noordwijk,NL,第72號,1992年12月1日,第76頁至第82頁。在文章中，大致給出了ERS-1的特別是下述周期的軌道的特性：

·3天的軌道重復周期，該軌道周期不能夠實現對地球表面的全球覆蓋；

·35天的軌道重復周期，替代地，該軌道周期能夠實現對地球表面的全球覆蓋；以及

·軌道保持策略，進行該軌道保持策略以補償由于大氣阻力、太陽風等引起的軌道攝動。