《卫星激光测高监测关键气候变量》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2024-09-08
  • 卫星激光测高测量地球表面精确高度变化及关键气候变量,改变了人们对地球系统的理解,揭示了各个圈层系统随时间变化的特征。美国德克萨斯大学奥斯汀分校重点介绍了NASA三个卫星激光测高仪任务对地球和大气科学的贡献,这三个卫星分别是:冰、云和陆地高程卫星ICESat(2003-2009)和ICESat-2(2018年至今)以及全球生态系统动力学调查卫星GEDI(2018年至今)。

    研究认为在过去20年里,卫星测高揭示了格陵兰岛和南极洲陆地冰盖以每年减少了320亿吨的速度在消逝。2003-2021年期间北极冬季海冰体积减少了30%。卫星观测还为了解陆地生态系统提供了关键支撑,观测数据显示地球陆地季节性储水变化的57%来自人造水库;尽管土地利用损失了相当于8亿吨的二氧化碳,全球森林碳储量正在增加。大气研究方面,卫星观测数据使评估全球垂直云分布、气溶胶组分以及烟尘输送成为可能。目前,ICESat-2和GEDI没有计划继续执行卫星激光测高仪任务,这将危及决策支持和环境管理的关键数据收集。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s43017-023-00508-8
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    • 编译者:husisi
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    • 高分七号卫星3日在太原卫星发射中心发射升空。该卫星装载的激光测高分系统是中国首个自主研发的对地激光业务化测绘载荷。除了能够精确获得星下点距离外,还可对发射的激光光束进行精确定位。其定位效果,相当于如果工作人员在高632米的中国第一高楼上海中心大厦的顶端向下打一束激光,激光测高分系统可以知道光斑打在楼底牛奶盒条形码的哪根线上。 据承担研制的中国科学院上海技术物理研究所方面介绍,激光测高分系统突破了激光落点区域角秒级精确定位和亚米级绝对高程获取等关键技术,其长寿命激光光源等核心组部件均为中国自主研制,有望填补中国现有测绘卫星依赖人工布设控制点进行检校的短板,推动中国卫星测绘技术的提升。 高分七号卫星是实现中国卫星大比例尺高精度测绘技术突破的关键卫星工程,其发射标志着中国已初步构建自主高分辨率对地观测系统并形成体系业务化运行能力,具有里程碑意义。 研制人员介绍,激光测高分系统在轨设计寿命为8年。仪器可在激光发射的瞬时,获取地面可见光影像及激光落点区域对应的激光光斑影像,通过精确测量激光脉冲在卫星与地球表面的飞行时间,获得地面高程信息,星地往返千公里的测距精度可达分米量级。 高分七号卫星,是中国航天科技集团公司所属空间技术研究院总体部研制的应用卫星,是一种高分辨率对地观测卫星,简称“高分卫星”。 11月3日11时22分,亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星高分七号在万众瞩目中发射升空。亚米级不是长度单位,正确来说是指测量精度的程度,意思就是它的测量精度可以精确到分米、厘米甚至是毫米。亚米级,就是1米以下分辨率。一般光学遥感卫星只能拍摄平面图像比,高分七号可以绘制立体图像!它可以为全球的地形地貌绘制出一幅误差在1米以内的立体地图! 高分七号搭载着“激光测高系统”。中国首个自主研发的对地激光业务化测绘载荷。在轨设计寿命为8年。高分七号的成功发射将打破地理信息产业上游的高分辨率立体遥感影像市场大量依赖国外卫星的现状,开启我国自主大比例尺航天测绘新时代。 主要用于测试激光测高仪的硬件性能,探索高精度高程控制点数据获取的可行性,以及采用该数据辅助提高光学卫星影像无控立体测图精度的可能性。卫星激光测高是一种在卫星平台上搭载激光测高仪,并以一定频率向地面发射激光脉冲,通过测量激光从卫星到地面再返回的时间,计算激光单向传输的精确距离,再结合精确测量的卫星轨道、姿态以及激光指向角,最终获得激光足印点高程的技术与方法。 一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的:测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收,测距仪 同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在 /- 1米左右。 卫星应用技术之一,它是利用卫星上的雷达测高仪测定卫星至瞬时海水面间的高度,雷达测高仪向海面发射脉冲波并接收返回信号,通过信号的时延可计算出卫星至瞬时海水面之间的垂直距离,称为海面高度,可由雷达波在海面射迹圆内所有反射波加以平均后求得。它消除了海面短波波动的影响。1992年,美国和法国联合发射的TOPEX/POSEIDON卫星上的测高仪,测高精度已达±5cm.由于卫星测高覆盖面大、资料密集、数据精度高,已广泛应用于深海潮汐、海流、海面形态等的研究.同时,它也是研究确定海面地形和海洋大地水准面的有效手段。
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    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-26
    • 来自国家航天局的消息,7月25日,大气环境监测卫星、陆地生态系统碳监测卫星两颗科研卫星正式投入使用。两星投入使用后,将对大气环境与陆地生态系统开展监测,为建设美丽中国,有力应对全球气候变化,实现“碳达峰、碳中和”目标提供重要的数据支撑。 大气环境监测卫星是世界首颗采用激光主动探测手段的高精度大气环境遥感卫星,利用主动激光、高光谱、多光谱、高精度偏振等多种手段综合观测,可对大气细颗粒物、污染气体、温室气体、云和气溶胶以及陆表、水体等环境要素开展大范围、连续、动态、全天时的综合监测,首次实现了全球全天时1ppm高精度CO?柱浓度探测。 本次发布的首批应用成果包括首个高精度全球全天时二氧化碳柱浓度分布图,首个全球二氧化氮柱浓度遥感图,全球臭氧柱浓度遥感图,全球PM2.5产品分布遥感图等20余项产品。 陆地生态系统碳监测卫星又称“句芒号”,是世界首颗森林碳汇主被动联合观测的遥感卫星,通过激光、多角度、多光谱、超光谱、偏振等综合遥感手段,探测植被生物量和植被生产力,同时满足地理测绘、灾害评估、农情遥感等需求。 该卫星实现了对森林植被高度、生物量、叶绿素荧光的定量遥感探测,提升了我国和全球森林碳汇监测能力。陆地生态系统碳监测卫星首批发布的应用成果包括海南岛叶绿素荧光空间连续产品,东北虎豹公园生物量反演产品,京津冀地区冬季小麦产量和夏季玉米生物量等20余项产品。 两星在轨测试期间,在生态环境、林业和草原、地理测绘、气象、农业、应急减灾等多个行业,均展示了良好的应用效果。国家航天局将进一步组织卫星工程研制团队和用户单位,充分发挥科研卫星技术创新与应用创新引领作用,深入挖掘应用场景,提升卫星综合应用效能,推进卫星数据资源共享共用,推动国家民用空间基础设施高质量发展。