专题|日本ALOS系列卫星

ALOS系列卫星是日本对地观测计划的重要组成部分,是日本独立军事侦察能力建设的重要环节。ALOS-1卫星由日本电气公司、东芝公司和三菱电气公司联合制造,用于替代日本地球资源卫星-1(JERS-1)和高级陆地观测卫星(ADEOS)系列。

ALOS-1卫星运行在高度为691.65km的太阳同步圆轨道上,轨道倾角为98.16,轨道周期为98.51min,重访周期为46天,降节当地时间为10:30。卫星发射质量4000kg,携带180kg推进剂。卫星在坍缩状态下的尺寸为6.4m 3.4m 4.3m,卫星在轨部署时的尺寸为8.9m 27.4m 6.2m,设计寿命3年,计划寿命5年。

ALOS-1卫星平台采用桁架结构,由碳纤维复合材料制成。动力子系统采用单面太阳能电池翼,尺寸为22m 3m,5个镍镉电池组,寿命末期功率7kW。卫星姿态控制系统采用三轴稳定零动量控制模式。为了满足精确测绘的需要,卫星具有非常高的姿态和轨道控制精度,具有精确的星敏感器、精确的双频GPS接收机、基于64位微处理器的新型高性能星载计算机等。该传感器包括三个恒星跟踪器(STT)、惯性参考单元、地球传感器组件和双频GPS接收器。此外,卫星上还有一个激光角反射器,用于激光精密定轨和GPS接收机校正。致动器由反作用轮、磁矩杆和16肼推进器组成。卫星短期姿态稳定度0.00002 /0.37ms,长期姿态稳定度0.0002 /5s,姿态测量精度0.00014,指向测量精度0.0002,卫星定轨精度1m(后期)。

ALOS-1卫星有两种数据传输系统:卫星中继和直接下载。主系统为数据中继系统,使用Ka波段数据中继终端,通过日本“数据中继试验卫星”(DRTS)传回地面,数据传输速率为240 Mbit/s,采用X波段直接下载,数据传输速率为120mbit/s,另外Ka波段数据中继系统也可以使用欧洲航天局(ESA)的Artemis卫星进行中继,但数据传输速率降为120mbit/s..ALOS卫星星上固态存储器容量为768Gbit,存储速率为360Mbit/s,读取速率为240 Mbit/s。

ALOS-1卫星有三个主要有效载荷,包括全色立体测绘遥感相机(PRISM)、高级可见和近红外辐射计-2(AVNIR-2)和相控阵L波段合成孔径雷达(PALSAR)。卫星全色分辨率为2.5m,高程精度为3.5m。可绘制比例尺为1:25000的地图,多光谱数据分辨率为10m,合成孔径雷达最高分辨率为7m。

棱镜相机是由三台独立相机组成的三线阵测绘系统,主要用于获取高分辨率的立体测绘数据。前视、前视和后视摄像机安装在同一个底座上,相互成24°角,基高比为1。相机采用离轴三反光学系统,CCD推扫成像,分辨率2.5m,前视和后视相机宽度35km,前视相机宽度70km。相机对温度控制要求严格,温度控制误差为±3。每个摄像头的数据速率为320Mbit/s,三个摄像头的数据速率为960Mbit/s,通过JPEG方法压缩为240Mbit/s或120Mbit/s,压缩比为4:1或8:1。

AVNIR-2主要用于获取多光谱图像数据。AVNIR-2有四个光谱带,分辨率为10m,宽度为70km。该相机采用“折叠式施密特”光学系统,直径240mm,焦距800mm,具有跨轨方向44侧摆动能力。

PALSAR采用相控阵天线,尺寸为8.9m 3.1m,由80个收发模块组成,入射角范围为8° ~ 60°。该雷达有四种工作模式,包括精细分辨率波束(FB)、扫描SAR(ScanSAR)、极化模式和直接下行模式。前三种模式主要通过DRTS中继卫星数据传输,直接下行模式只能通过地面站视距内的X波段数据传输系统下载。