印度遙感衛星家族

□ 龐之浩

2012年4月26日5時47分，印度用極軌衛星運載火箭-XL成功發射了首顆國產雷達成像衛星——雷達成像衛星-1。衛星運行在高609千米、傾角97°的太陽同步軌道，設計壽命5年。衛星重約1858千克，其中自主研發的星載C頻段合成孔徑雷達等有效載荷質量約950千克，此星載合成孔徑雷達采用5種掃描模式和多種極化系統設計，分辨率為2米～50米、幅寬30千米～240千米。衛星能夠穿透云霧，全天時、全天候拍攝高分辨率成像，將用于減災、農林等，也可用于國防目的，屬軍民兩用，所以也被稱為印度第1顆國產雷達成像偵察衛星。

四類衛星

印度遙感衛星目前大致可分為4個系列，其中印度遙感衛星-1是陸地衛星類，印度遙感衛星-P是專用衛星系列，印度遙感衛星-2是海洋和氣象衛星系列，印度遙感衛星-3是雷達衛星系列。

目前，印度已擁有世界最大的遙感衛星群，在軌運行的遙感衛星達11顆，分別是技術實驗衛星-1，資源衛星-1、2，制圖衛星-1、2、2A、2B，印度迷你衛星-1，雷達成像衛星-2，海洋衛星-2、“熱帶云”衛星。同時向全球市場出售遙感數據，使印度成為全球遙感資料信息市場上的重要一員。

在這些衛星中，印度的4顆“制圖衛星”格外引人注目，主要原因是它們質量雖然不大，屬于印度遙感衛星-P系列，但分辨率較高，能軍民兩用，使印度在監控邊境和邊境活動方面具備了優勢，能夠對各個地區進行密切和長時間監控，對某個特定的地理區域在每48小時內“重訪”一次。其中，最先進的是制圖衛星-2B，它于2010年7月12日上天，分辨率達0.8米，空間分辨率優于1

從1982年起，印度開始研制改進型“羅希尼”衛星系列。這一系列衛星重量為150千克級。頭2顆均未成功，1992年5月20日發射的第3顆進入了一條比預定軌道要低的軌道，1994年5月4日發射第4顆取得了成功。

上述衛星均采用了蘇聯的技術，帶有試驗性質，為后來的發展打下了良好基礎。

實用衛星

為了獨立發展空間遙感技術，印度空間研究組織從1978年起開始制定“印度遙感衛星”計劃，并在1982年得到了印度政府的批準。1988年3月17日，印度第1顆第1代國產實用遙感衛星——印度遙感衛星-1A用蘇聯東方號火箭發射成功。該星重975千克，運行在904千米的太陽同步軌道上。

星上載有2種共3臺以推掃方式工作的線性成像自掃描相機，工作在與“陸地衛星”主題繪圖儀和法國“斯波特”衛星高分辨率可見光相機輸出兼容的4個譜段。線性成像自掃描相機-1提供的圖像地面幅寬為148千米，分辨率72.5米。線性成像自掃描相機-2A和2B可提供合成的145千米地面幅寬圖像，分辨率36.25米。為了保持工作的連續性，與印度遙感衛星-1A相同的印度遙感衛星-1B于1991年8月29日由蘇聯“東方”號火箭發射升空。這2顆衛星的運行，表明印度已具有了實用型的衛星遙感系統。

2012年4月26日雷達成像衛星-1發射升空

印度海洋衛星-2與火箭對接

印度資源衛星-2

1995年12月28日，印度用俄羅斯“閃電”號火箭發射了首顆第2代遙感衛星印度遙感衛星-1C，與它相同的印度遙感衛星-1D于1997年9月29日入軌。它們的質量均為1330千克，運行在817千米高的太陽同步軌道上，重復觀測周期是24天。

星上有全色相機、線性成像自掃描相機-3和寬視場相機，它們全部采用推掃式掃描方式，并使用CCD作為探測器。單譜段全色相機空間分辨率為5.8米，幅寬為70千米，且其鏡頭垂直軌跡方向±26°可控，因而能縮短重訪周期和進行立體觀測。線性成像自掃描相機-3為4譜段多光譜相機，光譜范圍為0.52～0.86微米的3個可見光和近紅外譜段及1個1.55～1.70微米的短波紅外譜段，分辨率分別為23.0米（幅寬為142千米）和70.0米（幅寬為148千米）。與印度遙感衛星-1A、1B上的線性成像自掃描相機-2相機相比，線性成像自掃描相機-3增加了短波紅外譜段，用于監測植被。星上的寬視場相機有2個譜段，每個譜段總幅寬為810千米，分辨率188米，也用于監視植被。

因為印度遙感衛星-1C、1B遙感器中的推進式自動搜索干擾振蕩器采用了雙控制式掃描技術，所以能提供連續的掃描線條，最大限度地延長對地面物體的拍照時間，確保了圖像的質量和保真度。

總之，印度第2代遙感衛星具有空間及光譜分辨率高，光譜覆蓋范圍寬，重訪頻率高，能立體觀測成像以及有在軌記錄能力等特點。

對雷達成像衛星-1進行測試

除有專用的遙感衛星外，印度還發展了3代多用途的“印度衛星”。這些衛米的衛星可用于軍事偵察。制圖衛星-2B不僅分辨率高，還具有在26°范圍內可操縱的特性，所以可在移動過程中仍能對某物體進行長時間監控，增強了印度衛星的“重訪”能力，并確保了服務的持續性。

早期衛星

聯合國空間委員會曾經指出，開發空間技術是發展中國家接近和趕上發達國家的捷徑。印度很早就注意到了這一點，并在發展中國家里率先發展遙感衛星工業，以帶動其他行業。

為了加強地球資源的勘察、開發與管理，印度于1975年用蘇聯火箭發射了第1顆自制的衛星“阿里亞哈塔”。星上大部分部件是進口的，只裝有2臺印度制造的電視攝像機和特高頻微波輻射計，并在印度上空進行了遙感試驗。

在“阿里亞哈塔”衛星的基礎上，印度于1979和1981年先后發射了巴斯卡拉-1和2。前者是印度第1顆試驗型觀測衛星，采用蘇聯技術；后者比前者的設備更完善，載有2臺可見光與紅外電視攝像機（分辨率為1千米）和2臺無源微波輻射計。

與此同時，印度于1979、1980、1981和1983年用自己的衛星運載器-3火箭發射了4顆“羅希尼”系列衛星，其中3顆獲得成功。“羅希尼”衛星重35千克，采用自旋穩定方式，星上有1臺2波段CCD相機。星除具有通信功能外，還裝有甚高分辨率輻射計，可提供氣象和環境數據。

印度遙感衛星-1C

印度制圖衛星-2A

印度迷你衛星-1

準備一箭三星發射的資源衛星-2、青年衛星和X-衛星

為了確保天氣預報，印度于2002年9月12日發射了該國首顆專用于氣旋警報和氣象預報的地球靜止氣象衛星——“氣象衛星”，它裝有1臺甚高分辨率輻射計和1臺數據中繼轉發器，用于提供氣象業務。從第4代“印度衛星”起，印度開始研制專用的通信衛星和氣象衛星。

2011年10月12日，印度發射了印法合作的“熱帶云”衛星，它采用“印度遙感衛星”平臺，質量1噸，攜帶了4臺科學探測儀器，用于研究地球大氣。

專用衛星

為了配合本國“極軌衛星運載火箭”的研制，印度還研制了較輕的印度遙感衛星-P系列小型單遙感器衛星。

1994年10月15日，印度首次用自制的“極軌衛星運載火箭”發射了印度遙感衛星-P2。該衛星重870千克，采用三軸穩定方式，星體尺寸為課桌大小，功率510瓦。星上載有線性成像自掃描相機-2，其CCD探測器以擺動方式工作。圖像的地面幅寬為131千米，分辨率為37米。美國對地觀測衛星公司曾從印度遙感衛星-P2上獲取數據。

1996年3月21日，印度遙感衛星-P3升空。它攜帶了1臺類似于印度遙感衛星-1C、1D上的寬視場相機、1臺短波紅外譜段相機和1臺德國提供的模塊化光電子掃描器，其中模塊化光電子掃描器可用于獲取海洋和海事數據。

1999年5月25日，印度遙感衛星-P4（又叫海洋衛星-1）升空。它裝有1臺海洋水色監控儀和1臺多頻掃描微波輻射計，其中前者為8頻段多光譜相機，空間分辨率為360米，幅寬為1420千米。

2009年9月23日，印度海洋衛星-2上天。其質量為960千克，重訪周期為2天，使用壽命約為5年。衛星攜帶了3個有效載荷：海洋水色監控儀，它有8個頻段，成像幅寬1420千米，分辨率360米，在可見光和近紅外電磁頻譜內工作；Ku頻段筆形波束散射儀，它是主動式微波雷達，其拋物線碟形天線直徑達1米，幅寬1400千米，地面分辨率為50千米×50千米；無線電隱形探測器，它是GPS接收機，利用無線電掩星進行大氣探測，由意大利建造。該星可以每隔2天飛越印度洋一次，能夠識別潛在的漁場、觀察印度洋地區的氣候變化等，其中的電子散射儀可以精確地測量某個海域的風向和風速。衛星數據的主要應用是潛在捕魚區域的辨認、海洋情況的預報和海岸帶研究，另外還可作為天氣預報和氣候研究的輸入數據。

2003年10月17日，印度遙感衛星-P6（又叫資源衛星-1）升空。它的質量為1360千克，已不是小衛星了，用于接替印度遙感衛星-1C、1D，保持“印度遙感衛星”數據的連續性，同時也能提高數據質量，提供更高分辨率的、更多譜段的圖像。該星的設計壽命為5年，載有3臺相機：1臺是3譜段可見光高分辨率線性成像自掃描相機-4，其全色、多光譜分辨率均為5.8米，幅寬為70.3千米（全色）和23.5千米（多光譜），能在可見光和近紅外光譜頻段工作，也可在黑白模式下工作，還能跨軌拍攝獲取立體圖像，重訪周期為5天；1臺是4譜波中等分辨率線性成像自掃描相機-3，其中3個為可見光譜段，1個紅外，分辨率23.5米，幅寬140千米；1臺是4譜段高級寬視場相機，其中3個為可見光譜段，1個為紅外譜段，分辨率小于56米，幅寬740千米，每隔5天對全球拍攝一次圖像。此外，該衛星還帶有一個固態存儲器，可以存儲120G的影像數據。把線性成像自掃描相機-3、4的數據相結合可獲得5.8米分辨率的多譜段數據。

2011年4月20日，印度資源衛星-2升空。它的質量為1206千克，設計壽命5年，造價達14億盧比（約合2億元人民幣），用于取代資源衛星-1，擴大印度空間研究組織的遙感數據服務。資源衛星-2與資源衛星-1基本一樣，只是增加了1套用于艦船監視的海事自動識別系統。

制圖衛星

2005年5月5日，印度制圖衛星-1（也叫印度遙感衛星-P5）升空。它是印度首顆具備立體成像能力的衛星，使印度遙感衛星進入了一個新階段，提高了繪制地圖的精確性，對印度的制圖和城鎮規劃具有重要意義。它的設計使用壽命至少5年，重量為1.5噸，裝有2臺全色照相機，分辨率2.5米，幅寬為30千米，可提供生成數字地形模型/數字高程模型的立體像對。它還能準確及時地監視印度周邊國家的導彈試驗及發射情況并可提供清晰的圖像。

2007年1月10日，印度制圖衛星-2（又叫印度遙感衛星-P7）升空。該衛星質量為650千克，載有1臺分辨率優于1米的全色相機，幅寬為9.6千米。它還是1顆能進行大氣、海洋及氣候觀測的綜合衛星，裝有高度計、微波輻射計和散射計、熱紅外輻射計等，對全球大氣及海洋環境進行綜合觀測。

制圖衛星-1、2都屬于軍民兩用的衛星。雖然2008年4月28日發射的印度制圖衛星-2A（也叫印度遙感衛星-P8）與制圖衛星-2性能一樣，但它是為印度軍方單獨定制的，可使印度有能力對鄰國所有的核試爆地點、導彈發射井位置以及部隊的集結進行密切監視。衛星重訪周期為4天，但通過適當的軌道機動可提高到1天。它具有很靈活的機動作戰能力，一旦需要隨時可以變軌，從不同高度和角度對一些重要目標實施縱深拍照，包括導彈陣地和機場等目標。制圖衛星-2A上裝有1臺先進的全色照相機，分辨率約為0.7～1米，幅寬約為9.6千米，并具有45°斜視能力，可以滿足軍方和情報系統的需求。

2010年7月12日，印度制圖衛星-2B升空。該衛星質量為694千克，攜帶1臺高分辨率全色相機，分辨率達0.8米，幅寬9千米，運行在高637千米、傾角98.1°的極軌軌道，可用于軍事。

偵察衛星

印度很早就開始籌劃研制偵察衛星，以期成為亞洲軍事航天大國。1999年夏季，印巴兩國在克什米爾地區爆發大規模武裝沖突后，印度軍方在事后檢討時認為，由于缺乏偵察衛星監視，巴基斯坦武裝分子得以秘密地將部隊調入邊境山區，使印方對戰事缺乏準備、措手不及。為此，印度加快了偵察衛星的研發步伐。

2001年10月22日，印度首顆試驗型光學成像偵察衛星——“技術實驗衛星”升空。該衛星重1008千克，軌道高度500千米，耗資2500萬美元，可為偵察任務提供更清晰的圖像，用于對印度與中國和巴基斯坦的邊界進行偵察。

“技術實驗衛星”采用民用“印度遙感衛星”平臺，分辨率1米。它在軌道上演示和驗證了用于印度未來衛星的一些技術。這些技術包括姿態和軌道控制系統、大轉矩反作用輪、新型最優化反應控制系統和一個單組元推進劑儲箱、輕質量衛星結構、固態記錄儀、X頻段相控陣天線、改進型衛星定位系統、微小型跟蹤和指令、電源系統以及雙鏡共軸相機光學系統。該星還攜帶了1臺全色照相機用于遙感試驗，其任務是為印度軍方提供印度海岸和印中、印巴邊境的區域地圖。

其圖像只用于軍事目的，不做商業銷售。衛星傳遞的圖像由位于新德里的國防圖像處理與應用中心進行處理，該中心的工作人員來自印度海陸空三軍。該衛星曾傳遞過高質量的阿富汗戰爭以及印巴邊境沿線巴基斯坦軍隊布局照片。印度一直在與阿富汗境內的美國地面部隊共享該衛星收集的戰略信息數據。實踐證明，這些照片對軍隊首腦以及決策者具有極大幫助。除曾監控過阿富汗戰事及巴基斯坦軍隊部署外，“技術實驗衛星”衛星還肩負著為印度軍方提供印度海岸及印中、印巴邊境區域地圖的職責。在伊拉克戰爭中，“技術實驗衛星”也窺視了伊拉克戰區。

這顆衛星每天至少繞地球軌道轉14圈，在2～3天內重新觀測地球表面同一地區一次，由印度國防情報局負責管理。

雷達衛星

上述印度遙感衛星都采用光學成像方式，優點是分辨率高，缺點是在天氣不好時難以對地觀測。為此，印度一直想發展能全天候工作的雷達成像衛星，因為這種衛星雖然分辨率稍低，但可以穿云破霧，風雨無阻地進行對地觀測，從而在季風季節以及常年云遮地區成為印度唯一的數據信息來源。

2009年4月20日，印度首顆雷達衛星——雷達成像衛星-2升空。它是從以色列購買的，衛星質量300千克，有效載荷100千克，功率750瓦，軌道高度550千米，雷達天線直徑5米，分辨率1米（能拍攝到自行車大小的物體），設計壽命5年。為了滿足用戶需求而提供不同等級的影像產品，其上的X頻段星載合成孔徑雷達有4種掃描模式：聚束掃描模式的分辨率優于1米；超級馬賽克掃描模式的分辨率達1.8米；廣域覆蓋掃描模式的分辨率為8米；條帶掃描模式的分辨率為3米。它每次運行能夠生成多幅圖像，因此費效比較高、性能優異。該衛星可用于監控印度邊境，檢查越境活動；幫助安全部隊打擊滲透和恐怖主義活動，追蹤武裝分子訓練營等有威脅性的目標以及來襲彈道導彈，提高印度的偵察能力；還可輕易地“識破”用布或是樹葉偽裝過的隱蔽營地和運輸工具；也能用于地質災害監測、農林業生產、土壤水分分析、地質勘測和海冰等。

如今，雷達成像衛星-1的升空，進一步提高了印度軍方對復雜氣象條件下地區的監控能力，并可偵察和監視攻擊印度的彈道導彈。由此，印度建成了由制圖衛星-2A、2B和雷達成像衛星-1、2組成的偵察衛星網，使印度初步具備對鄰國進行定期偵察的能力。為了使偵察范圍覆蓋整個南亞乃至全球，偵察效果更好、更穩定，印度還決定在近些年發展由至少6顆照相偵察衛星組成的衛星偵察網，屆時其分辨率也將提高到0.5米。

資源衛星-2使用的高分辨率線性成像自掃描相機

以色列為印度研制的雷達成像衛星-2

印度遙感衛星-P6拍攝的美國中東部的波托馬克河