Planet Labs的SkySat的星座 是世界上最大的高分辨率成像卫星群,迄今为止已发射了 21 颗卫星,由 Planet Labs 拥有。该星座的主要目标是每天多次提供地球上任何地点的高分辨率全色和多光谱图像。SkySat-1和SkySat-2被称为A和B代卫星,其他19颗卫星被称为现代化的C代卫星。 行业 | 航天器设计 | 机器人航天器 | 对地观测卫星 | 图像处理 | 成立 | 2010 年 12 月 29 日;12
年前[1] | 创始人 | 克里斯·博修仁、威廉·马歇尔、罗比·辛格勒[1] | 总部 | 加利福尼亚州旧金山 | 服务区域 | 全世界 | 关键人物 | 威廉·马歇尔(首席执行官) | 罗比·辛格勒(CSO)[1] [2] | 产品 | “Dove”、“ RapidEye ”和“ SkySat ”成像卫星 | 服务 | 基于卫星的地球成像和分析 | 收入 | 1.913 亿美元(2022 年) | 在职员工人数 | 1090 (截至 2023 年
1 月 11 日)[3] |
Planet Labs PBC(以前称为Planet Labs, Inc.和Cosmogia, Inc.)是一家美国公共 地球成像公司,总部位于加利福尼亚州旧金山。[1] [4]他们的目标是每天对整个地球进行成像,以监测变化并查明趋势。[5] 该公司设计和制造了名为Doves的Triple- CubeSat 微型卫星,然后将其作为其他火箭发射任务的辅助有效载荷送入轨道。每只鸽子都配备了高倍望远镜和相机,可以捕捉地球的不同区域。[6]每颗“鸽子”地球观测卫星都会持续扫描地球,并在经过地面站后通过帧图像传感器发送数据。[7] Doves收集的图像可以在线访问,其中一些图像可以根据开放数据访问政策获得[8],这些图像提供了与气候监测、作物产量预测、城市规划和灾害应对相关的最新信息。[1] 2015 年 7 月收购BlackBridge后,Planet Labs 将 87 颗Dove 卫星和 5 颗RapidEye卫星发射入轨道。[9] 2017年,Planet又发射了88颗Dove卫星,谷歌将其子公司Terra Bella及其SkySat卫星星座出售给Planet Labs。[10] [11] [12]截至 2018 年 9 月,该公司已发射近 300 颗卫星,其中 150 颗处于活跃状态。[13] 2020 年,Planet Labs 又发射了六颗高分辨率 SkySats、SkySats 16-21 和 35 颗 Dove 卫星。[14] Nation: | USA | Type / Application: | Earth Observation | Operator: | Skybox Imaging → Terra Bella → Planet Labs | Contractors: | SS/Loral | Equipment: |
| Configuration: | SSTL-50 | Propulsion: | ? × 1 N HPGP thrusters | Power: | Solar cells, batteries | Lifetime: | 6 years | Mass: | ~120 kg | Orbit: | 500 km SSO |
通过挪威气候与森林倡议 (NICFI) 资助的一项协议,Planet 及其合作伙伴空中客车公司和 KSAT 正在提供 64 个热带国家的高分辨率底图,以帮助对抗森林砍伐。[15]它还向粮农组织生态系统监测框架(Ferm)提供数据。[16] 继 2021 年 1 月发射 48 颗 Planet SuperDoves 后,该公司运营着由 200 多颗活跃卫星组成的全球星座。[17] 2021 年 7 月,Planet Labs 宣布计划通过与SPAC DMY Technology Group Inc IV合并,成为一家上市公司并在纽约证券交易所上市。这笔交易对 Planet 的估值为 US$2.8B。[18] [19]企业合并于2021年12月7日完成。Planet注册为公益法人,并正式更名为Planet Labs PBC。[4]股票开始在纽约证券交易所交易2021 年 12 月 8 日。合并后,Planet 拥有超过 5 亿美元的资本和约 190 颗在轨卫星。该公司预计在未来几年内才能实现现金流收支平衡,从上述 5 亿美元中拿出 2 亿美元为运营提供资金(其余 3 亿美元形成“战略储备金”)。合并时,该公司拥有 600 多家客户(大多数客户(90%)每年订阅 Planet 的数据服务),2020 年收入为 1.13 亿美元。合并时,Planet 的目标是实现盈利到 2025 年初,在调整后的 EBITDA 基础上,到 2026 年初将年收入增加到近 7 亿美元。[20] Planet Labs 签订了向美国政府各个机构提供图像的合同,包括FAS、NOAA、橡树岭、桑迪亚、垦务局和NASA。[21] 公司历史 Planet Labs 于 2010 年由前NASA科学家 Chris Boshuizen、Will Marshall 和 Robbie Schingler 创立,当时名为 Cosmogia。2011 年,他们在牛津大学学习期间与 John Kuolt 合作,发表了一篇论文,旨在利用手机的处理能力为移动电话提供动力。纳米卫星的航空电子设备。Kuolt先生在牛津大学的EP(创业项目)成为了Planet最初的商业计划。[22] [23] [24]该公司的最初目标是利用从太空收集的信息来帮助地球上的生命。科学家小组认为大多数卫星的问题在于其体积大且笨重,促使他们建造廉价且紧凑的卫星并进行批量生产,称为立方体卫星。这个小组开始在加州的一个车库里建造行星的第一颗卫星。[25]
Planet Labs于 2013 年 4 月发射了两个演示立方体卫星:Dove 1 和Dove 2。[26] Dove 1(搭载 Antares 110 火箭)和 Dove 2(搭载 Soyuz 火箭)均被放置在太阳同步轨道上。[27] Dove 3和Dove 4于2013年11月发射。[23] 2013年6月,它宣布了Flock-1计划,这是一个由28颗地球观测卫星组成的星座。[26] Flock-1 CubeSat于 2014 年 1 月被带到国际空间站[28] ,并于 2 月中旬通过NanoRacks CubeSat 部署器进行部署。[29]该公司计划到2015年中期总共发射131颗卫星。[30] 2015 年 1 月,该公司筹集了 9500 万美元的资金。[31]截至2015年5月,Planet Labs共筹集了1.83亿美元的风险投资融资。[32] 2015 年 7 月,Planet Labs收购了 BlackBridge及其RapidEye 星座。[33] 2017 年 4 月 18 日,谷歌完成了向 Planet Labs 出售 Terra Bella 及其SkySat卫星星座。[10] [11] [34]作为出售的一部分,谷歌收购了Planet 的股权,并签订了一份购买 SkySat 成像数据的多年协议。[35] 2018 年 1 月 21 日,Dove Pioneer CubeSat 成为Rocket Lab Electron 火箭有效载荷的一部分,这是第一艘从新西兰马希亚半岛私人拥有和运营的太空港发射升空的轨道飞行器。[36] 2018 年 7 月,Planet 解雇了不到 10% 的员工。[37] 2018年9月,该公司共发射了298颗卫星,其中150颗仍在运行。[13] 2018 年 12 月 18 日,Planet 宣布他们正在收购圣路易斯公司 Boundless Spatial, Inc.,这是一家地理空间数据软件解决方案公司。[38] [39] Boundless 的产品组合将有助于改善数据订阅服务,并有助于实现 Planet 加强公司与美国政府之间合作的长期目标。[38] [39] 在收购 Boundless 几周后,Planet 的律师声称,Boundless 的高管未能披露“有关重大客户合同的信息”,此后,收购价格被重新谈判,费用减少了一半以上,从 4000 万美元降至 1600 万美元。据 Quartz 报道,Boundless 的高管未能向 NGA 披露有关工作的细节或有关未来工作的细节[40] 2020 年 7 月 3 日,新闻中提到该公司当时拥有“超过 120 颗”活跃卫星,“为全球所有陆地提供每日成像覆盖”。[41] 2020 年 8 月,Planet 通过 SpaceX Falcon 9 火箭发射了最后三颗 SkySat,完成了由 21 颗卫星组成的 SkySat 星座。[42] 2022 年 5 月,通信卫星所有者和运营商SES的全资子公司SES Government Solutions(现为SES Space & Defense )与 Planet Labs 合作,获得了NASA通信服务项目价值 2896 万美元的合同,用于使用 SES 的地球静止轨道C 波段卫星和中地球轨道Ka卫星,为近地轨道上的 NASA 航天器提供实时、始终在线的低延迟连接服务,用于例行任务、应急操作、发射和上升以及早期操作阶段通信- 频段卫星,包括即将推出的O3b mPOWER 星座。[43] [44] 概括星座任务SkySat相机是焦距为3.6 m的卡塞格伦望远镜,焦平面由三个5.5兆像素互补金属氧化物半导体(CMOS)成像探测器组成,能够收集白天和夜间的帧图像、立体图像和视频。 每颗 SkySat 卫星都是三轴稳定卫星,并且足够灵活,可以在不同的感兴趣目标之间旋转。SkySat 图像提供各种环境应用,包括监测农业、林业和其他自然资源,以及资产跟踪,航天器图像可帮助客户监控各种设施的变化。它可以按需捕获客户请求的目标图像。SkySat 卫星图像和视频的分辨率足够高,可以观察影响全球经济的物体,例如地形、汽车和集装箱。这些卫星可以以每秒 30 帧的速度捕获长达 90 秒的视频剪辑。 SkySat是一系列亚米分辨率的地球观测卫星,提供图像、高清视频和分析服务。[34] Planet 通过收购 Terra Bella(以前称为 Skybox Imaging)获得了这些卫星,Terra Bella 是一家总部位于加利福尼亚州山景城的公司,由 Dan Berkenstock、Julian Mann、John Fenwick 和 Ching-Yu Hu 于 2009 年创立,[ 92]谷歌,2017 年。[93] SkySat 卫星基于CubeSat概念,使用廉价的汽车级电子设备和快速商用处理器,[94],但放大到大约迷你冰箱的大小。[95]这些卫星长约 80 厘米(31 英寸),而 3U CubeSat 长约 30 厘米(12 英寸),重 100 公斤(220 磅)。[95] 第一颗 SkySat 卫星 SkySat-1于 2013 年 11 月 21 日在俄罗斯亚斯尼的第聂伯火箭上发射,[ 96 ],第二颗SkySat -2 则由哈萨克斯坦拜科努尔的Soyuz-2 /Fregat 火箭发射2014 年 7 月 8 日。[97] 2016 年 9 月 16 日,织女星火箭从库鲁第七次飞行又发射了四颗 SkySat卫星,[98]另外六颗 SkySat 卫星以及四颗 Dove CubeSat 在 Minotaur 上发射-C火箭,2017 年 10 月 31 日从范登堡空军基地发射。[99] [100] 2020 年,Planet 将其 15 个 SkySat 星座从高度 500 公里降低到 450 公里,将正射图像的分辨率从每像素 80 厘米提高到 50 厘米。[101] 2020 年 6 月 13 日,SpaceX 的猎鹰 9 号火箭成功发射了 SkySats 16、17 和 18 以及一批 Starlink 通信卫星。[102] SkySats 19、20 和 21 号卫星于 2020 年 8 月 18 日由 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭发射升空。至此,SkySat 舰队由 21 颗高分辨率卫星组成。[103] 发射时,SkySat 星座的轨道高度为 450 公里(280 英里),并配有多光谱、全色和视频传感器。它在 400-900 nm 全色波段的空间分辨率为 0.9 米,使其成为能够提供如此高分辨率图像的轨道上最小的卫星。多光谱传感器收集蓝色 (450–515 nm)、绿色 (515–595 nm)、红色 (605–695 nm) 和近红外 (740–900 nm) 波段的数据,分辨率均为 2 米。[104] 性能规格光学成像仪覆盖 450 - 900 nm 的全色波段,在最低点实现 0.90 m 的分辨率。卫星覆盖四个多光谱通道(蓝色 450-515 nm、绿色 515-595 nm、红色 605-695 nm 和近红外 740-900 nm),在最低点实现 2 m 的多光谱分辨率。天底覆盖了 8 公里的地面范围,卫星支持立体成像。 前 15 颗 SkySat 卫星在太阳同步轨道上运行,其余 6 颗卫星在倾斜的非太阳同步轨道上运行,倾角为 53°。这些非太阳同步轨道使北纬 52 度和南纬 52 度之间的图像节奏增加到全球平均每天 6-7 次,每天最多 12 次。根据卫星的具体轨道,高度从400公里到600公里不等,太阳同步卫星的LTDN(降交点当地时间)为1030小时或1300小时。 SkySat星座是目前在轨卫星做多的亚米级遥感卫星星座,包括15颗太阳同步轨道卫星和6颗倾斜轨道卫星,具有超高重访频率的特点,将为国土资源调查、应急减灾等领域提供高效、可靠的数据源。 新发射卫星是新一代的超级信鸽SuperDove,具有海岸带蓝、蓝、绿I、绿II、黄、红、红边、近红外8个波段。当前,Planet星座在轨卫星参数如下表所示。 Planet SkySat 卫星任务参数SkySat是 由 21 颗高分辨率地球成像卫星组成的星座。SkySat-1 于 2013 年发射,随后开展了发射计划。前两颗 SkySat 卫星(SkySat-1 和 SkySat-2)是 A 代和 B 代,其他 19 颗卫星是现代化的 C 代卫星。六颗 C 代 SkySat 卫星(从 SkySat-16 到 SkySat-21)被发射到非太阳同步轨道,以将北纬 52 度和南纬 52 度之间的图像频率提高到全球平均每天 6-7 次,最多 12 个, 图像的分辨率约为5米。。Satellite | COSPAR | Date | LS | Launch Vehicle | SkySat 3 (SkySat C1) | 2016-040C | 22.06.2016 | Sr
SLP | PSLV-XL | SkySat 4 (SkySat C2) | 2016-058D | 16.09.2016 | Ko
ELV | Vega | SkySat 5 (SkySat C3) | 2016-058E | 16.09.2016 | Ko
ELV | Vega | SkySat 6 (SkySat C4) | 2016-058B | 16.09.2016 | Ko
ELV | Vega | SkySat 7 (SkySat C5) | 2016-058C | 16.09.2016 | Ko
ELV | Vega | SkySat 8 (SkySat C6) | 2017-068F | 31.10.2017 | Va
576E | Minotaur-C-XL-3210 | SkySat 9 (SkySat C7) | 2017-068E | 31.10.2017 | Va
576E | Minotaur-C-XL-3210 | SkySat 10 (SkySat C8) | 2017-068D | 31.10.2017 | Va
576E | Minotaur-C-XL-3210 | SkySat 11 (SkySat C9) | 2017-068C | 31.10.2017 | Va
576E | Minotaur-C-XL-3210 | SkySat 12 (SkySat C10) | 2017-068B | 31.10.2017 | Va
576E | Minotaur-C-XL-3210 | SkySat 13 (SkySat C11) | 2017-068A | 31.10.2017 | Va
576E | Minotaur-C-XL-3210 | SkySat 14 (SkySat C12) | 2018-099AR | 03.12.2018 | Va
SLC-4E | Falcon-9 v1.2 (Block
5) | SkySat 15 (SkySat C13) | 2018-099AW | 03.12.2018 | Va
SLC-4E | Falcon-9 v1.2 (Block
5) | SkySat 16 (SkySat C14) | 2020-038BL | 13.06.2020 | CC
SLC-40 | Falcon-9 v1.2 (Block
5) | SkySat 17 (SkySat C15) | 2020-038BM | 13.06.2020 | CC
SLC-40 | Falcon-9 v1.2 (Block
5) | SkySat 18 (SkySat C16) | 2020-038BN | 13.06.2020 | CC
SLC-40 | Falcon-9 v1.2 (Block
5) | SkySat 19 (SkySat C17) | 2020-057BQ | 18.08.2020 | CC
SLC-40 | Falcon-9 v1.2 (Block
5) | SkySat 20 (SkySat C18) | 2020-057BR | 18.08.2020 | CC SLC-40 | Falcon-9
v1.2 (Block 5) | SkySat 21 (SkySat C19) | 2020-057BS | 18.08.2020 | CC
SLC-40 | Falcon-9 v1.2 (Block
5) | 这是一台焦距为3.6 m的卡塞格伦望远镜,焦平面由三个5.5兆像素CMOS成像探测器组成,能够收集白天和夜间的帧图像、立体图像和视频。2020 年初,Skysat C 代轨道从 500 公里降低到 450 公里高度,再加上各种处理演进,带来了空间分辨率的提高。Skysat 传感器参数 传感器类型 | SkySat 卫星的每颗卫星配备三个 CMOS
帧相机,具有全色和多光谱两半,可捕获重叠的条带。每个片段都包含重叠的场景。 | 光谱带 | 蓝色 450 – 515 nm绿色 515 – 595 nm红色
605 – 695 nm NIR 740 – 900 nm PAN 450 - 900 nm | |
|
|
超分辨率处理后的地面分辨率(最低点) | [SkySat-1、SkySat-2] -A/B 代 | 全色:0.86 m多光谱:1.0 m [SkySat-3
- SkySat-15] -C 代全色:0.65m(2020
年 6 月 30 日之前为 0.72 m)多光谱:0.81m(2020 年 6 月 30 日之前为 1.0 m)[SkySat-16
- SkySat-21] -C 代全色:0.57m多光谱:0.75m | 正交产品像素大小 | 0.50m | 幅宽 | 最低点 8 公里(SkySat-1 至 -2)最低点 5.9
公里(SkySat-3 至 -15)最低点 5.5 公里(SkySat-16 至 -21) | |
最大图像条带长度 | 200公里 | 重访时间 | 星座:次日,全球平均 6-7 次,最多 12
次。卫星:4-5天(参考高度500公里) | 图像捕捉能力 | 40万平方公里/天 |
Planet SkySat卫星任务参数参数描述 发布日期 | SkySat-1:2013 年 11 月 21 日 SkySat-2:2014 年 7 月 8 日 SkySat-3:2016 年 9 月 22 日 SkySat-4 至 7:2016 年 9 月 16 日 SkySat-8 至 13:2017 年 10 月 31 日 SkySat-14-15:2018 年 12 月 3 日 SkySat 16 -18:2020 年 6 月 13 日 SkySat 19-21:2020 年 8 月 18 日 | 轨道类型 | SkySat 1-15:太阳同步 SkySat 16-21:倾斜,非太阳同步 | 轨道高度 | SkySat 1-2:600 公里 SkySat 3-15:发射时 500 公里,2020 年初降至 450 公里 SkySat 16-18:400 公里 | 卫星数量 | 21 | 重访周期
| 每天8 次的重访能力 |
SkySat传感器参数 参数描述 类型 | SkySat 卫星的每颗卫星具有三个 CMOS 帧相机,具有全色和多光谱 | 条带宽度(最低点) | 8 公里(SkySat-1 至 -2) 5.9 公里(SkySat-3 至 -15) 5.5 公里(SkySat-16 至 -21) | 波段 | Blue--(450–515nm) Green--(515–595nm)
Red--(605–695nm) NIR(NearInfrared)--(740–900nm) PAN(Panchromatic band)--(450–900nm) |
Planet SkySat Product产品描述 SkySat Scene Product | 由卫星在其地球线扫描中捕获。SkySat Satellites每颗卫星有三个摄像头,可以捕获三个重叠的条带。这些条带中的每条都包含重叠的场景,范围大小约为1 x 2.5平方公里 | SkySat Collect Product | 沿成像条带的大约 60 个 SkySat 场景组合成一个正射校正段(大小约为 20 x 5.9 平方公里) |
SkySat Level 2B 基本场景、Level 3B 正交场景和 Level 3B 综合完整档案和新任务产品作为行星图像产品的一部分提供。 SkySat基本场景产品未经校准,采用原始数字格式,未针对成像过程中固有的任何几何失真进行校正。提供有理多项式系数 (RPC) 以使用户能够进行正射校正。 基本场景产品组件和格式
工级别 | 分析(未正射校正、辐射校正、多光谱 BGRN) | 分析 DN(未正射校正、多光谱 BGRN) | 全色 DN(非正射校正,全色) | 产品组成和格式 | 图像文件(GeoTIFF 格式) | 元数据文件(JSON 格式) | 有理多项式系数(文本文件) | UDM 文件(GeoTIFF 格式) | 图像配置 | 4 波段分析 DN 图像(蓝色、绿色、红色、NIR) | 1 波段全色 DN 图像(Pan) | 地面采样距离 | 最低点 3.7 m(参考高度 475 km 处的平均值) | 地面采样距离(最低点) | SkySat-1&2 的全色 0.86m 和多光谱
1.0m | SkySat-3 至13 的全色 0.65m 和多光谱 0.8m(2020 年 6 月 30
日之前采集的数据为 0.72 m 和 1.0m) | 准确性 | <50 m 均方根误差 |
SkySat Ortho 场景经过传感器和几何校正(通过使用柱间距在 30 到 90 米之间的 DEM),并投影到地图投影;根据可用的 GCP,产品的准确性会因地区而异。有不同的产品可供选择: SkySat Visual Ortho Scene 产品经过正射校正、全色锐化和颜色校正(使用颜色曲线)3 波段 RGB 图像 SkySat 全色锐化多光谱场景产品是正射校正、全色锐化 4 波段 BGRN 图像 SkySat Analytic DN Ortho Scene 产品是正射校正、多光谱 BGRN、未校准的数字数字图像产品。产品经过处理,消除了地形造成的扭曲;它消除了地面(而不是建筑物)上的透视效果,恢复了垂直拍摄的几何形状。不包括到传感器辐射率的转换 SkySat Panchromatic DN Ortho Scene 产品是正射校正、全色、未校准的数字数字图像产品。它具有比分析产品更精细的 GSD。不包括到传感器辐射率的转换。 SkySat 分析正射场景是经过校准的多光谱图像产品,应用辐射校正来校正任何传感器伪影并转换为大气层顶部的辐射率。 SkySat Consolidated 产品是 Ortho Collect 产品,通过将约 60 个 SkySat Ortho 场景(视觉、全色多光谱、分析 DN、全色 DN)沿着成像条组合成片段而创建 正交场景产品组件和格式 视觉矫正 | 全色锐化多光谱 | 解析 DN 正交 | 全色 DN 正交 | 分析矫形 |
| 产品组成和格式 | 图像文件(GeoTIFF 格式) | 图像文件 (GeoTIFF) | 图像文件(GeoTIFF 格式) | 图像文件(GeoTIFF 格式) | 图像文件(GeoTIFF 格式) | 元数据文件(JSON 格式) | 元数据文件(JSON
格式) | 元数据文件(JSON
格式) | 元数据文件(JSON
格式) | 元数据文件(JSON
格式) | 有理多项式系数(文本文件) | 有理多项式系数(文本文件) | 有理多项式系数(文本文件) | 有理多项式系数(文本文件) | 有理多项式系数(文本文件) | UDM 文件(GeoTIFF 格式) | UDM
文件(GeoTIFF 格式) | UDM
文件(GeoTIFF 格式) | UDM
文件(GeoTIFF 格式) | UDM
文件(GeoTIFF 格式) | 图像配置 | 3 波段全色锐化图像(PS 红色、PS 绿色、PS 蓝色) | 4 波段全色锐化图像(PS 蓝色、PS 绿色、PS 红色、PS
NIR) | 4 波段解析 DN 图像(B、G、R、N) | 1 波段全色图像 | 4 波段分析图像(B、G、R、N) | 地面采样距离 | 50厘米 | 50厘米 | 50厘米 | 50厘米 | 50厘米 | 投影 | UTM WGS84 | UTM WGS84 | UTM WGS84 | UTM WGS84 | UTM WGS84 | 准确性 | <10 m 均方根误差 | <10 m 均方根误差 | <10 m 均方根误差 | <10 m 均方根误差 | 辐射精度:+/- 5% 偏离最低点角度 < 10
度时的相对精度 |
SkySat 产品信息 姓名 | 描述 | 产品级别 | SkySat基础场景产品 | SkySat
基本场景产品包括未校准且采用原始数字格式的分析和全色图像。基本场景产品未针对大气或成像过程中固有的任何几何失真进行辐射校正。它提供了用于地理定位的 RPC
值。 | 2B级 | SkySat 视觉正交场景 | SkySat Visual Ortho Scene
产品经过正射校正、全色锐化和颜色校正(使用颜色曲线)3 波段 RGB 图像。 | 3B级 | SkySat 全色锐化多光谱正射场景 | SkySat
全色锐化多光谱场景产品经过正射校正、全色锐化和色彩校正(使用色彩曲线)4 波段 BGRN 图像。 | 3B级 | SkySat 分析 DN 正交场景 | SkySat Analytic DN Ortho Scene
产品是来自 SkySat 星座的正射校正多光谱数据。Analytic DN
产品是一种未经校准的数字数字图像产品。该产品专为需要具有精确地理定位和地图投影的图像的各种应用而设计。该产品经过处理,消除了地形造成的扭曲。它消除了地面(而不是建筑物)上的透视效果,恢复了垂直拍摄的几何形状。除了正射校正之外,图像还应用辐射校正来校正任何传感器伪影。最初的可用性不包括向传感器辐射率的转换。 | 3AB级 | SkySat 全色 DN 正射场景 | SkySat 全色正射场景产品是来自 SkySat
星座的正射校正全色数据。Panchromatic DN 产品是一种未经校准的数字数字图像产品。由于 NOAA 许可证限制,全色产品比分析产品具有更精细的
GSD,并且对于视觉解释以及较粗分辨率多光谱数据的全色锐化非常有用。最初的可用性不包括向传感器辐射率的转换。 | 3BA级 | SkySat 分析正交场景 | 分析产品是经过处理的校准多光谱图像产品,允许分析师导出用于数据科学和分析的信息产品。图像进行了辐射校正,以校正任何传感器伪影并转换为大气层顶部的辐射率。(产品不适用于
2017 年 10 月之前获取的图像)。 | 3B级 | SkySat Ortho 收集产品 | Ortho Collect 产品是通过将 SkySat Ortho
场景沿着成像条组合成通常统一约 60 个 SkySat Ortho
场景的片段而创建的。产品可能包含由合成过程产生的伪影,特别是拼接源场景区域中的偏移。在下一个版本中,由场景未对准引起的伪影将被剪切线隐藏。这对于建筑区域中物体的外观及其准确提取尤为重要。 | 3B级 |
空间和硬件组件SkySat 图像采用 JPEG 2000 压缩,然后存储在 768 GB 机载存储器中,或以 450 Mbit/s 的速率下行传输到地面站。SkySat 车队由具有机动和非机动能力的卫星巴士组成。 A 代和 B 代客车的设计寿命约为四年,而 C 代客车的设计寿命约为六年。 SkySat 是 Skybox Imaging Inc.(美国加利福尼亚州山景城)的一颗商业地球观测微型卫星,获得许可收集地球的高分辨率全色和多光谱图像。1) 2) 3) 4) 2014 年,Google 收购了 Skybox Imaging,并将其更名为 Terra Bella。然后,在 2017 年,Planet 收购了 Terra Bella,作为交易的一部分,谷歌保留了 Planet 的股份。 Skybox Imaging (Skybox) 通过设计和构建微型卫星和云服务,让全球客户轻松获取可靠且频繁的地球高分辨率图像。通过运营世界上第一个协调微型卫星星座,Skybox 旨在帮助商业和政府客户做出更明智、数据驱动的决策,从而提高公司的盈利能力和世界各地社会的福祉。Skybox 于 2009 年由斯坦福大学的四名研究生在硅谷创立,得到了领先风险投资公司的支持,并由互联网和航空航天专业人士组成。 Skybox Imaging 正在着眼于两个不同的图像和视频市场:各种环境应用,包括监测农业、林业和其他自然资源;以及各种环境应用,包括监测农业、林业和其他自然资源。资产跟踪,航天器图像可以帮助客户监控各种设施的变化。这些计划为 Skybox 赢得了大量 VC(风险投资)资金。2012年,该公司在C轮融资中筹集了7000万美元,使公司融资总额达到9100万美元。Khosla Ventures、Bessemer Venture Partners、Canaan Partners 和 Norwest Venture Partners 这些在硅谷占有重要地位的风险投资公司都对该公司进行了投资。5) · 2013 年 5 月,Skybox 宣布与三菱商事子公司 Japan Space Imaging (JSI) 建立多年战略合作伙伴关系,为日本市场提供高分辨率图像和全动态商业视频。该协议尚待美国监管部门批准,将使 JSI 能够直接、可靠、频繁地从 Skybox 的微型卫星星座发送任务、下载和接收图像。7) 8) 9) 10)· 在建造了前两颗卫星后,Skybox 聘请了 SS/L(Space Systems/Loral)来建造接下来的 13 颗改进型航天器,并聘请 Orbital Sciences Corp. 于 2015 年末使用 Minotaur-C 火箭从加利福尼亚州范登堡空军基地发射六颗卫星。Skybox 计划为客户提供及时的静态图像、全动态视频和数据服务。11)- SSC Corp. 的 ECAPS 部门将于3 月 11 日宣布,将为 12 颗卫星提供推进系统,这些卫星将用于初创公司 Skybox Imaging 的图像服务。ECAPS(Ecological Advanced Propulsion Systems, Inc.,瑞典索尔纳)是 SSC 公司的子公司。总部位于瑞典的 SSC 已经签订了为该卫星(称为 SkySat-3)提供推进系统的合同,现在已收到剩余 12 颗卫星的订单。12 )- SkySat-3 预计将于 2016 年夏季发射。· 2014 年6 月10 日,Skybox 宣布已签订协议,将被Google 以5 亿美元收购。此次收购于 2014 年 8 月 1 日完成。Skybox 现在是 Google 的子公司(参考文献63)。· 2016 年 1 月,Arianespace 宣布与 Skybox Imaging 签署合同,将于 2016 年夏天在 Vega 飞行器上从库鲁发射四颗 SkySat 小型卫星(SkySat-4 至 -7),以及秘鲁武装部队的 PeruSat-1。图 2:SkySat-1 和 -2 微型卫星(左)到第二代 SkySat-3 小型卫星的插图(图片来源:Skybox,参考文献 70)SkySat-3 与 SkySat-1 和 -2 的不同之处如下:SkySat星座制造SkySat-1 和 SkySat-2 是由 Skybox Imaging 建造和运营的微型卫星,获得许可获取地球的高分辨率全色和多光谱图像。该航天器使用机载闭环控制系统进行三轴稳定。每颗卫星的质量为 83 公斤,并配有安装在机身上的太阳能电池板。这些微型卫星具有孔径盖,可在发射和初始轨道运行期间保护成像有效载荷。该盖子还装有卫星的高数据速率天线。该航天器将获取地球的高分辨率图像和视频。13) | | | | | 120 W
OAP(轨道平均功率),使用安装在车身上的太阳能电池板 | | | | 有效载荷数据的 X 波段下行链路:470
Mbit/s | | | | | SkySat-1 任务在轨道上进行的星跟踪器的飞行资格: 14)辛克莱星际公司开发的两台 ST-16 星跟踪器的性能最初明显低于预期。出于对这些结果的担忧,Skybox Imaging (SB)、Sinclair Interplanetary (SI) 和瑞尔森大学 (RU) 的工程师开始实施积极且全面的飞行资格计划,以了解这些问题的原因并重新达到预期的性能目标。两个月后(2014 年 2 月),调查项目进行了最后一系列软件、目录和参数修改,以满足这些目标。 | < 7 角秒 RMS
交叉视轴,< 70 角秒 RMS 周围视轴 | | | | | | | | | | | 合作关系:恢复星跟踪器的全部功能对于 Skybox Imaging 和 Sinclair Interplanetary 来说都是生死攸关的事。Skybox 投资了航天器,Sinclair 投资了星体跟踪器产品,两者都不能失败。虽然压力很大,但这种目标的统一在很大程度上促成了及时的成功。Skybox 的运营非常适合收集和提供大量数据。辛克莱和瑞尔森花了两个月的时间专门研究这个问题。在更加宽松和缺乏动力的环境中,可能不会取得必要的进展。总之,ST-16 上的传感器处理进行了许多改进,这是使传感器性能恢复到预期规格所必需的。这些变化包括星检测、星测量、速率估计和目录管理逻辑的改进。算法的改进共同带来了更高的可用性、更好的准确性和更低的不良匹配率。尽管新推出的产品可能需要较短的资格期来调整校准和操作参数,但该项目预计核心软件是稳定的。发射SkySat-1SkySat -1微型卫星于 2013 年 11 月 21 日作为第二有效载荷在第聂伯运载火箭上从俄罗斯 Dombarovsky(亚斯尼航天发射场)发射场发射升空。发射提供商是 ISC(国际航天公司)Kosmotras。16) 17) 18) 19)轨道:太阳同步近圆轨道,高度= 600公里,倾角= 97.8°,LTDN(降交点当地时间)= 10:30小时。
发射SkySat-2SkySat -2微型卫星于 2014 年 7 月 8 日(世界标准时间 15:58:28)使用 NPO Lavochkin 的 Soyuz-2.1b/Fregat 运载火箭作为辅助有效载荷发射升空。发射地点是哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场。这次飞行的主要有效载荷是 Roskosmos/RosHydromet/Planeta(俄罗斯莫斯科)的 Meteor-M-2 航天器。21) 22) 23) 24)Meteor-M2 的轨道:太阳同步圆形轨道,高度约 825 公里,倾角 = 98.8°,周期 = 101.41 分钟,LTAN(升交点当地时间)为 9:30。次要有效载荷轨道:太阳同步近圆轨道,高度~635公里,倾角=98.8°。MKS-PN2 (Relek) 被首先释放到 632 公里 x 824 公里的椭圆轨道上。发射SkySat -3SkySat -3微型卫星于 2016 年 6 月 22 日(世界标准时间 03:56)作为辅助有效载荷在 ISRO 的 PSLV 飞行器上(PSLV-C34 航班)从 SDSC(萨蒂什·达万航天中心)SHAR(ISRO 主发射中心)发射升空。印度东南海岸,斯里哈里科塔 (Sriharikota)。CartoSat-2C 任务是本次飞行的主要有效载荷,发射质量为 727.5 千克。船上所有卫星的总质量为1288公斤。26)轨道:太阳同步轨道,高度= 515公里,倾角= 97.56°。· SkySat-3,也称为SkySat-C1,是美国加利福尼亚州山景城Terra Bella 的一颗成像卫星。SkySat 星座中第一颗配备 HPGP(高性能绿色推进系统)的卫星。· Planet Labs 的 12 颗 Flock-2p 地球观测卫星 (3U CubeSats)(每颗质量为 4.7 千克),加利福尼亚州旧金山。发射SkySat-4 至 -7Terra Bella 的四颗 SkySat 小型卫星(SkySat-4 至 SkySat-7)是 PeruSat-1(秘鲁武装部队的主要有效载荷)的辅助有效载荷,于 2016 年 9 月 16 日(世界标准时间 01:43:35)在 Vega 上发射来自库鲁的阿丽亚娜航天公司的车辆。27)轨道:太阳同步轨道,高度=695公里,倾角=98.3°。· SkySat-4 至-7。TerraBella(前身为美国加利福尼亚州山景城的 SkyBox Imaging)的四颗成像小型卫星是该任务的一部分。四个辅助有效载荷集成在 VESPA(织女星辅助有效载荷适配器)分配器系统顶部的上部位置,并将在飞行序列的 40 分钟内一一释放,随后 PeruSat-1 的分离大约一分钟一个小时零两分钟后。28)SkySat 卫星每颗质量约为 110 公斤,将用于提供整个地球的超高分辨率地图,增强了阿丽亚娜空间公司新客户 Terra Bella(谷歌旗下公司)现有的三颗在轨卫星。Terra Bella 的卫星——SkySat-4、-5、-6 和 -7——在升空约 40 分钟后,在韩国地面站上空与 Vega 火箭的上级分离,进入距地球约 500 公里的轨道。29)图 8:艺术概念图,四颗 SkySat 卫星从 Vega 火箭的上级依次部署(图片来源:Arianespace)发射SkySat-8 至 -132017 年 10 月 31 日(世界标准时间 21:37),Terra Bella(Planet Labs 公司)的 6 颗 SkySat 小型卫星和 Planet Labs 的 4 颗 Dove(Flock-3m)纳米卫星在 VAFB 的 Orbital ATK 的 Minotaur-C 飞行器上发射升空,CA (SLC-576E)。Minotaur-C 是轨道科学金牛座火箭的升级版、更名版。飞行大约 12 分钟后,10 艘商业行星航天器部署到高度为 500 公里的目标太阳同步轨道。30) 31)轨道:太阳同步近圆轨道,高度约500公里,倾角约97°。这次发射是 Planet 第一次成为发射的主要客户,之前的所有发射都依赖辅助有效载荷住宿。Planet 发射和全球地面站高级总监迈克·萨夫扬 (Mike Safyan) 在发射后声明中表示,这意味着,对于这次任务,该公司能够选择发射轨道和时间。“我们在下午大约 13:30 的穿越时间发送了这 10 颗卫星,以进一步丰富我们的产品供应,”Safyan 说道。他说,大多数遥感卫星都在晨越太阳同步轨道上运行,包括该公司的其他“Dove”和“SkySat”航天器。他说:“在上午和下午的穿越时间内拥有世界上最大的中高分辨率资产组,可以提供商业市场上前所未有的如此规模的数据集。” 33)发射SkySat-14 和 -15Spaceflight 的 SSO-A 拼车任务的 SkySat-14 和 -15 微型卫星(每颗 100 公斤)于 2018 年 12 月 3 日(格林威治标准时间 18:34)在 VAFB(范登堡空军基地)的 SpaceX Falcon-9 Block 5 飞行器上发射升空)在加利福尼亚州,34)SpaceX 声明:太平洋标准时间 12 月 3 日星期一上午 10:34(格林威治标准时间 18:34),SpaceX 从范登堡空军航天发射场 4E (SLC-4E) 成功将 Spaceflight SSO-A:SmallSat Express 发射到近地轨道基地,加利福尼亚州。此次任务携带 64 个有效载荷,是迄今为止美国运载火箭最大的单次共享飞行任务。升空后大约 13 至 43 分钟进行了六次系列部署,此后 Spaceflight 开始指挥自己的部署顺序。太空飞行的部署预计将在六个小时内完成。35)此次任务也是 SpaceX 首次第三次发射同一助推器。猎鹰 9 号用于 Spaceflight SSO-A: SmallSat Express 任务的第一级此前支持了 2018 年 5 月的 Bangabandhu Satellite-1 任务和 2018 年 8 月的 Merah Putih 任务。在级分离后,SpaceX 将猎鹰 9 号的第一级降落在“Just Read the指令”无人机,驻扎在太平洋。轨道:太阳同步圆形轨道,高度575公里,倾角~98°,LTDN(降交点当地时间)10:30小时。Planet 的 SkySat 地球成像微型卫星的三颗安装在 SpaceX 的 58 颗 Starlink 宽带卫星的顶部,这些卫星将于 2020 年 6 月 13 日(世界标准时间 09:21)从卡纳维拉尔角搭载猎鹰 9 号火箭发射,这是首批进入轨道的辅助有效载荷SpaceX 的商业拼车服务。此次任务被称为“星链 V1.0 L8”,从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的 40 号航天发射场发射。36)- 周六发射三颗 Planet SkySat 航天器后,7 月将进行另一次猎鹰 9/Starlink 任务,运载 Planet 的最后三颗 SkySat,从而结束该公司由 21 颗商业高分辨率地球观测微型卫星组成的机群的部署。Planet 负责发射的副总裁 Mike Safyan 表示,发射提供商去年宣布的 SpaceX 小型卫星拼车服务对于发射该公司最后六颗 SkySat 卫星来说是“非常有吸引力的服务”。- 虽然 Safyan 没有透露 Planet 向 SpaceX 支付了多少发射六颗 SkySats 的费用,但 SpaceX 已在其网站上公布了拼车发射服务的定价。该公司列出的价格低至 100 万美元,可搭乘 440 磅的有效载荷前往极地太阳同步轨道。- “这是极具竞争力的定价,”萨菲安说。“再加上猎鹰 9 号是世界上最可靠、飞行性能最好的飞行器之一,而且它们会定期进入各种轨道,这使它成为一个非常有吸引力的产品。”- Safyan 表示,SpaceX 向 Planet 提供了将 SkySats 集成到扁平包装的 Starlink 卫星顶部的参数。- SpaceX 在升空后约 13 分钟首先部署了 SkySat 卫星,随后在升空后约 39 分钟部署了 Starlink 卫星。37)- 该任务使用了猎鹰 9 号助推器,为 NASA 执行了两次飞往国际空间站的货运任务,最后一次是 3 月份的 CRS-20。该火箭配备了之前飞行过的有效载荷整流罩,其中一半从 12 月的 Jcsat-18/Kacific-1 卫星任务中回收,另一半从 SpaceX 1 月进行的第三次星链任务中回收。- SpaceX 第三次回收了火箭的第一级,将助推器降落在大西洋的“当然我仍然爱你”无人机船上。- SpaceX 第三次回收火箭的第一级,将助推器降落在大西洋的“当然我仍然爱你”无人机船上(参考文献 37 )。- 此次发射标志着 SpaceX 于 2019 年 8 月宣布的拼车计划的开始,该计划为 SmallSat 运营商提供定期搭乘星链任务的机会。- SpaceX 首席制造工程师 Jessie Anderson 表示,涉及 Planet 的三颗 SkySat 卫星的发射合同是六个月前签署的。Planet 周六的发射以及定于 7 月举行的第二次 Starlink 共享出行将完善该运营商的 21 个 SkySats 星座,该星座是对 Planet 更大的 Dove CubeSats 星座的补充。- 一旦所有 21 个 SkySat 都进入轨道,Planet 表示它将能够平均每天对地点进行 7 次成像,其中一些地点每天可以以 50 厘米的分辨率进行多达 12 次重访。Planet 的 CubeSats 收集分辨率为 3-5 米的图像。发射SkySat-19 至 -21世界上最大的高分辨率成像卫星群刚刚迎来了三颗新卫星的加入。2020 年 8 月 18 日(世界标准时间 14:31:16),SpaceX 的猎鹰 9 号火箭在另一次成功的星链拼车任务中发射了 SkySats -19、-20 和 -21。与 SpaceX 于 2020 年 6 月 13 日发射的 SkySats 16-18 非常相似,SkySats 19-21 成功注入约 207 x 370 km、倾角 53° 的坠落轨道。38)- 在接下来的几周内,SkySat 卫星将利用其机载推进力将自身提升至 400 公里的运行高度,并开始相对于 SkySat 16-18 调整其轨道平面,以最大限度地扩大覆盖范围和重新访问。感谢 Exolaunch 使用 CarboNIX 部署器环帮助部署了最新的六颗 SkySat。这三颗新的 SkySat 与其他 18 颗已经在轨运行的 SkySat 一起,显着扩展了我们向各种商业、政府、学术和非营利组织提供世界级高分辨率图像的能力。- SkySats 19-21 也是最终建造和发射的 SkySats,完成了SkyBox 团队最初计划于 2009 年推出的 21 颗卫星的活动。十一年后,SkySat 设计和任务的创新仍然是世界一流的,并继续推动高分辨率卫星行业向前发展。- Planet 度过了忙碌的几个月,随着发射行业从 COVID-19 大流行中恢复过来,SkySat 和 SuperDove 的发射工作都在不断进行。我们的卫星任务运营团队正在努力让所有卫星上线,因此请继续关注 Planet Pulse 和 Twitter,了解更多发射和卫星运营更新。任务状态· 2022 年 5 月 13 日:巴黎凯旋门的这张引人注目的高分辨率图像(图13 )由 SkySat 卫星拍摄,该卫星群是2022 年 4 月刚刚加入 ESA 第三方任务计划的一组卫星。39)- 凯旋门,全称 Arc de Triomphe de l'Étoile,是法国的标志性象征,也是世界上最著名的纪念古迹之一。凯旋门是拿破仑一世于 1806 年委托建造的,旨在庆祝法国军队的军事成就。次年 8 月 15 日(拿破仑生日)开始修建拱门。- 凯旋门位于戴高乐广场的中心,是 12 条大道的交汇点,形成一颗星(或星形),因此也被称为星凯旋门。拱门高50m,宽45m。- 所有法国胜利者和将军的名字都刻在拱门的内外表面上,而第一次世界大战的无名烈士墓则位于其拱顶下方。这座坟墓的火焰每天晚上都会重新点燃,象征着对那些以法国之名牺牲的人们的持久纪念和尊重。- 凯旋门位于戴高乐广场,位于首都的中心和香榭丽舍大街的西端终点站(在图像右下角可见)。香榭丽舍大街通常被称为“世界上最美丽的大道”,以其剧院、咖啡馆和奢侈品商店、环法自行车赛的终点站以及一年一度的巴士底日阅兵而闻名。- 这张图像于 2022 年 4 月 9 日拍摄,由 Planet SkySat 提供,该卫星由 21 颗极高分辨率卫星组成,能够在白天多次收集图像。SkySat 的卫星图像具有 50 厘米的空间分辨率,足够高,可以聚焦于人们感兴趣的区域,识别车辆和集装箱等物体。- SkySat 数据以及 PlanetScope(均由 Planet Labs 拥有和运营)为众多商业和政府应用提供服务。这些数据现在可以通过欧空局的第三方任务计划获得– 使世界各地的研究人员、科学家和公司能够访问 Planet 的高频、高分辨率卫星数据以用于非商业用途。- 在此计划中,Planet 与其他 50 多个任务一起添加了近乎每日的PlanetScope图像,50 厘米SkySat图像和RapidEye将数据存档到这个全球网络。- ESA 第三方任务任务经理 Peggy Fischer 评论道:“我们非常高兴地欢迎 PlanetScope 和 SkySat 加入 ESA 第三方任务组合,并开始通过 ESA 地球网计划分发行星数据。- “这些卫星星座的高分辨率和高频图像将为欧洲研发和应用界提供宝贵的资源,极大地惠及各个领域的研究和商业机会。”- 要了解有关如何申请 Earthnet 计划并开始使用行星数据的更多信息,请单击此处。· 2020 年 8 月 14 日:Planet 计划于 8 月 18 日向近地轨道发射另外三颗新的 SkySats(SkySats 19-21)(日期可能会发生变化),从而完善已经投入运行的 SkySats 舰队并加入 SkySats 16-18 6 月在 SpaceX 猎鹰 9 号上成功发射。40)- SkySats 1-15 行星在太阳同步轨道上运行,这是一种特定类型的近地轨道,当卫星捕获图像时,地球表面始终以相同的角度被太阳照亮。目前,一半的 SkySat 乘坐早上的穿越飞机从头顶飞过,而另一半则乘坐下午的穿越飞机飞过头顶,因此它们共同提供了对地球上任何地方的每日两次覆盖。- 两组新的SkySats 16-18和19-21将在53度的“中倾角”轨道上运行,以补充太阳同步卫星群,并将在±之间的纬度带提供更有针对性的覆盖和成像能力53° 是大多数人类活动发生的地方。通过利用 SpaceX 的拼车计划,与专用发射相比,我们能够更快地发射这些卫星。此外,通过将有效载荷分两次发射,我们也能够更快地将中倾角 SkySats 分阶段发射到各自的飞机上,所有这些都使 Planet 的客户比任何其他提供商更快地受益于这些增强型产品提供。· 2020 年 6 月 9 日:在过去的一年里,Planet 发现对其 SkySat 图像的需求不断增加,以满足客户在整个决策周期中对及时、准确和频繁信息的需求。由于目前无法实现传统的测量和检查方法,因此 COVID-19 大流行加剧了这一趋势。41)- 为了迎接当前时刻,并展示我们每年快速为客户提供更多价值的承诺,Planet 很高兴推出三个新版本,作为我们总体任务的一部分供品。结合起来,这些版本不仅增强了用于分析的核心图像,还减少了获取该数据的阻力。-更高分辨率的 50 厘米图像:在短短六个月内,我们成功降低了 SkySat 星座,将我们的正射产品的 SkySat 图像的空间分辨率从 80 厘米提高到 50 厘米。这一改进使客户能够更准确地了解地面条件的变化,并为决策提供更细致的背景信息。这对于商业和政府测绘用例尤其重要,在这些用例中,查看路面标记等较小的特征是关键。任务仪表板- Planet 的成像管道和交付基础设施已在云中构建,任务仪表板和 API 是该基础的最新成果。任务仪表板是一个新的用户界面,允许客户请求 SkySat 集合,而我们的新 API 提供高效、自动化的访问。借助任务仪表板和 API,客户可以自主提交、修改和取消 SkySat 图像请求,无需花费宝贵的时间与人工代表来回沟通。这使得能够了解从订单到履行的端到端体验,因此可以与分析师和团队一起管理期望。图 17:Planet 任务仪表板的屏幕截图(图片来源:© 2020,Planet Labs Inc. 保留所有权利)快速重访,具有高达 12 倍的重访能力- Planet 保证每天重访一次,即将推出的六颗新 SkySats 将使该公司每天对某些地点进行最多 12 次成像,全球平均每天 7 次。这种前所未有的能力将为全球事件提供更快速的响应,并能够在卫星以前无法观测到的一天中的某些时间进行成像。- Planet 的 SkySat 产品支持该公司不断增长的客户群,从联邦和民间政府到商业林业、能源等。这些产品进步是 Planet 实现卫星图像访问民主化、在客户和组织最需要时提供关键情报的总体使命的关键组成部分。· 2019 年 9 月 4 日:ESA 和 Planet 很高兴地宣布,截至今年年底,有机会免费访问三个欧洲示范地点(Demmin、Wilhelmshaven 和 Berlin)的 PlanetScope 和 SkySat 数据。42)- 在欧空局地球网计划的框架内,评估了整合新的第三方任务(TPM)的可能性。- ESA 正在推广这一机会,作为将 PlanetScope 和 SkySat 正式整合到第三方任务计划之前的数据熟悉阶段。测试地点- 德明试验场位于柏林以北约 220 公里处,靠近梅克伦堡-前波美拉尼亚的德明市。该地区密集用于农业。- 该区域是 TERENO 计划的一部分,由 IG-Demmin 种植(约 30,000 公顷)。它非常适合遥感科学应用,因为该地点在景观、土壤覆盖和水文以及田地的平均大小方面具有异质性,约 80 公顷,对于德国来说非常高。- 种植的主要农作物是冬小麦、大麦和黑麦,几乎覆盖了 60% 的土地。甜玉米、甜菜和土豆的种植面积约占 13%。- 自 2011 年起,Demmin 校准和验证设施被正式认可为 ESA SMOS 任务(土壤湿度和海洋盐度)的一部分。- Wilhelmshaven 地区位于德国 Wattenmeer 地区,是沿海和城市应用的典型样本。- 柏林城市试验区覆盖高度密集的城市区域,城市结构多样。· 2019 年 8 月 9 日:SkySat 是由 Planet 运营的 15 颗光学卫星组成的星座。SkySat Level 2B 基本场景、Level 3B 正交场景和 Level 3B 综合完整档案和新任务产品作为行星图像产品的一部分提供。43)- SkySat 基本场景产品未经校准,采用原始数字格式,未针对成像过程中固有的任何几何失真进行校正。提供有理多项式系数 (RPC) 以使用户能够进行正射校正。- 可用的处理级别包括分析(非正射校正、辐射校正、多光谱 BGRN)、分析 DN(非正射校正、多光谱 BGRN)和全色 DN(非正射校正、全色)。- SkySat Ortho 场景经过传感器和几何校正(通过使用柱间距在 30 到 90 米之间的 DEM)并投影到地图投影;根据可用的 GCP,产品的准确性会因地区而异。· 2019 年 8 月:卫星运行的一个共同目标是实现一定程度的自动化,最大限度地减少人机交互,特别是随着星座规模的增加。 Planet 的 SkySat 舰队是一个高分辨率地球成像小型卫星星座,三年内卫星数量已从三颗增加到十五颗。这种快速扩张,加上 Planet 提高运营可靠性的目标,需要实现自动化运营,以减少维护车队健康和安全的人工工作。为了解决异常分类所需的日益增长的工作量,创建了用于自动异常响应的系统。这些系统消除了主动监控卫星健康和安全的需要。相反,操作员依靠中断驱动的警报来通知他们异常情况。为了进一步将机队规模与操作员工作脱钩,任务运营团队正在努力实现日常维护任务的自动化。因此,每周主动运营机队所需的工时减少了三倍,同时在轨资产增加了五倍。44)- 在六年内,SkySat 任务运营团队已经从运行一颗卫星增加到十五颗卫星,并且即将进一步扩大机群规模。实现这一目标的同时,不仅保持了稳定且精简的团队规模,而且还将成像能力扩展到满负荷,并保持了严格的任务正常运行时间要求。自动化操作员的引入使人类操作员摆脱了日常维护任务的负担,只需要在异常情况下进行干预。该团队成功的关键因素是减少了操作员为每颗卫星执行的工作量,将视角从维护单个卫星转变为维护一组卫星。这一转变代表了一种认识,即图像产品能够适应卫星的暂时中断。-经验教训:自动化并不是一次性发生的事情。自 SkySat-1 发射以来,任务运营团队逐步开发了系统和流程,以协助不断增长的机队进行日常维护。如果预先将自动化设计到系统中,那么操作节奏和风险态势就会变得僵化,并且无法响应任务不断变化的需求。地面软件系统不是决定操作团队的自动化需求,而是灵活的,以脚本引擎和应用程序界面为中心。- 即使自动化的设计和运行完美,在初始部署后仍需要时间才能实现全部效益。在操作员完全卸下自动化任务的负担之前,操作员将有一段时间仔细检查并质疑自动化的有效性。 对于负责部署新自动化策略的软件团队来说,了解操作员并与操作员合作非常重要。换句话说,赢得操作员的青睐是成功实现操作环境自动化的关键。· 2018 年 10 月 25 日:Maxar Technologies 旗下公司 SSL 已将两颗地球观测 (EO) 卫星运送到范登堡空军基地,这些卫星将在 Spaceflight 的首次太阳同步专用拼车任务 (SSO-A) 中搭载 SpaceX Falcon 发射升空。9运载火箭。45)- SSL 为商业 EO 公司 Planet 制造了 SkySat 14 和 15,提升了 SSL 在创新小型卫星制造领域的领导地位。成像卫星的直径为 72 厘米。分辨率并将被添加到 Planet 的 SkySat 星座中,该星座目前包括 11 个 SSL 建造的小型卫星。- SkySat 星座补充了 Planet 的 Dove 星座,拥有来自商业图像提供商的在轨卫星最多。Planet 的 SSL 建造的六颗卫星于 2017 年发射,五颗于 2016 年发射。SSL 继续在其最先进的 SmallSat 制造工厂中为 Planet 制造更多的 SkySat,整合改进并提高交付节奏。· 2018 年 6 月:SkySat 运行概念:有两种不同的 SkySat 总线类型可满足在轨运行的任务:两颗非推进式 A 代卫星(SkySat-1 和 -2),以及十一颗带推进式 C 代卫星(SkySat-1 和 -2)。SkySat-3 至 -13)。除了推进能力之外,总体操作概念基本保持不变。46)- 迄今为止,13 颗 SkySats 已成功发射并继续在太空运行,执行捕获地球高分辨率图像的任务。自 SkySat-1 于 2013 年发射以来,该机队一直保持连续成像操作。该机队的优化正在进行中;通过利用 Planet 多次发射和管理 200 多颗卫星星座的现有运营专业知识,该团队已做好充分准备,以实现公司打造这一独一无二的异构地球观测机队的目标。· 2018年5月15日:一年前,Planet与Google结成战略合作伙伴关系其中包括收购 Terra Bella,使 Google 成为 Planet 的客户和投资者。自此,Terra Bella 和 Planet 团队无缝融合,拥有共同的使命和愿景。这种合作关系在六颗 SkySat 卫星发射时受到了考验,现在,已确认这些新的 SkySat 卫星已全面投入运行,其数据可通过 Planet API 获取。这使得 SkySat 星座的卫星总数达到 13 颗,成为市场上最大的高分辨率卫星星座。这一里程碑使 Planet 能够提供地球陆地上任何地点的亚米级分辨率图像,每天两次覆盖,速度快、成本低,从而增强其全球客户群的决策能力。47)· 2017 年 11 月 1 日:Planet 确认其地面团队已与今天下午早些时候由 Minotaur-C 火箭发射的 SkySat(SkySat-8 至 -13)和 Dove 卫星取得联系,航天器已进入计划轨道。这证实了 Minotaur-C 任务的最后阶段按预期进行,第四级发动机正常燃烧,所有六个有效载荷完全分离。48)· 2017 年 9 月 5 日:由 SSL(Loral Space Systems Loral)建造的六颗 Planet 高分辨率 SkySat 卫星已抵达 VAFB,并计划于 10 月中旬搭载 Orbital ATK Minotaur-C 运载火箭发射。这些卫星被命名为 SkySat 8 至 13,尺寸约为 60 x 60 x 95 厘米,每颗重量约为 100 公斤。它们能够以每秒 30 帧的速度捕获亚米级彩色图像和长达 90 秒的高清视频剪辑。与已经在轨道上运行的七颗 SkySat 卫星一起,这些卫星将显着增强 Planet 的高分辨率成像能力,允许在一天内进行多次成像。与 Planet 的 170 多颗 Dove 卫星及其软件分析平台相结合,该星座能够从全球任何地点提供及时的见解。49)· 2017 年 8 月 10 日:2016 年,五颗配备 HPGP(高性能绿色推进)系统的 SkySat 卫星从两个不同的发射场发射升空。具体来说,SkySat-3于2016年6月22日从印度ISRO的SDSC发射,而SkySat-4至-7(四颗卫星)于2016年9月16日从加利福尼亚州VAFB发射。与运载火箭上级分离后,每颗 SkySat 都经过了推进系统调试,每颗卫星的调试过程大约持续 8 小时,具体取决于地面站联络安排。此次调试涉及激活推进器催化剂床加热器、确保均匀加热并消除残留水分。HPGP 系统用于日常位置保持、倾斜维护和阻力补偿。截至发布之日,整个舰队执行了四十次推进演习,包括正常操作和子系统测试。SkySat HPGP 推进系统的在轨性能与飞行前的预测非常吻合,详细信息参见表 5。此外,图图 19 显示了 SkySat-3 卫星上迄今为止执行的所有闭环机动的“推进器 B”(以 100% 占空比发射)的测量性能,而图 20 显示了显示推进器 B 的反应堆温度的比较 图SkySat-3 定期轨道维护演习期间,每次演习结束时反应堆温度急剧下降。50)- 推进系统调试:与运载火箭上级分离后,在每个 SkySat 上进行相同的推进系统调试活动。根据地面站联络安排,每颗卫星的处理过程大约需要 8 小时。首先,启动推进器催化剂床加热器并使其在 330-370°C 的预热温度设定值内运行 1 小时,以彻底驱除任何残留水分并确保整个反应器组件的完全和均匀加热。- 重复推进操作:SkySat 推进系统用于保持正确的位置保持、保持倾斜度并补偿阻力。截至发布之日,整个机队已执行了总共四十 (40) 次推进演习,用于正常操作以及推进和其他子系统测试。表6显示了每个 SkySat 的摘要。表 3 的图例:SkySat-4 目前被用作维持星座定相的“参考”(因此比所有其他卫星所需的机动次数更少)。- SkySat 推进机动是通过具有预定义开始时间和持续时间的自动序列执行的。在打开 FCV(流量控制阀)之前,机动序列会配置卫星状态并启用所需的 30 分钟推进器催化剂预热。当卫星时间达到编程的机动时间时,该序列允许 ACS 算法将卫星旋转到发射姿态,然后动态控制各个推进器占空比,以保持整个卫星的卫星方向。成功机动后,该序列会清理卫星状态并将姿态转回到标称巡航方向。- 系统性能:SkySat HPGP 推进系统的在轨性能与飞行前的预测相符。图21显示了 SkySat-3 卫星上“推进器 B”(以 100% 占空比发射)迄今为止执行的所有闭环机动的测量性能。- 如图21所示,在轨实现的稳态 Isp 高于推进器验收测试数据(因为推进器在较高进给压力的地面测试期间仅达到准稳态温度),并且与分析模型一致。- 图22提供了显示定期轨道维护演习期间 SkySat-3 上推进器 B 的反应堆温度的比较图,每次演习结束时反应堆温度急剧下降。· 2017 年 4 月 19 日: Planet of San Francisco 宣布已于 4 月 18 日完成对竞争对手卫星成像公司 Terra Bella 的收购,并确认作为该交易的一部分,谷歌现已成为 Planet 的股东。 51)- Planet于2月3日宣布,已与谷歌达成协议,收购Terra Bella。2014 年,谷歌以大约 5 亿美元的价格收购了 Terra Bella(当时名为 Skybox Imaging)。当时,Planet 和谷歌都拒绝透露交易条款,只是谷歌签署了一份从 Planet 购买图像的多年协议。- 不过,有传言称,这笔交易包括谷歌入股 Planet。Planet 联合创始人兼首席执行官威尔·马歇尔 (Will Marshall) 在 4 月 18 日发表的博客文章中宣布交易已经完成,他证实了这一点。“我们也很高兴欢迎谷歌成为股东和客户,”他写道。- Planet 发言人 Rachel Holm 在 4 月 18 日的一封电子邮件中表示,除了之前宣布的多年期图像合同之外,谷歌还获得了 Planet 的股权。不过,两家公司都没有透露谷歌目前拥有 Planet 的多少股份。- 该交易在获得多个联邦机构的监管批准后完成。“在过去的几周里,我们获得了 NOAA(国家海洋和大气管理局)、FTC(联邦贸易委员会)和 FCC(联邦通信委员会)的所有必要监管批准,”霍尔姆说。美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 授权商业遥感系统,而联邦通信委员会 (FCC) 授权卫星通信。- 联邦贸易委员会与司法部根据“哈特-斯科特-罗迪诺法案”审查大型收购是否存在反垄断问题,并在此类交易完成之前设定审查等待期。FTC 于 3 月 16 日针对 Planet 收购 Terra Bella 和 Google 收购 Planet 部分发出“提前终止”通知,提前结束等待期并允许交易继续进行。- Planet 现在将致力于将 Terra Bella 的七颗 SkySat 卫星的高分辨率图像与 Planet 自己的由近 150 颗提供中等分辨率图像的卫星组成的星座相整合。该舰队包括 2 月份在印度极地卫星运载火箭上发射的 88 颗卫星。马歇尔在声明中表示:“这次'关闭’也是一个开始——Planet 开启新篇章的开始,也是我们整个组织明年开展大量工作的开始,以便在 Planet 平台上提供 SkySat 图像。” - 霍尔姆表示,Terra Bella 的“很大一部分”员工将留在 Planet。该公司总部位于旧金山,并将在 Terra Bella 总部所在的加利福尼亚州山景城设立办事处。· 2016 年 9 月 27 日,Terra Bella 发布了四颗最新高分辨率成像卫星 SkySat-4-7 的第一批图像,这些卫星于 2016 年 9 月 16 日由法属圭亚那的 Arianespace Vega 火箭成功发射。位于山景城、罗马、阿姆斯特丹和西班牙阿尔赫西拉斯的 Google 总部的图像(图24至27)未经调整和校准。52)图27图例:阿尔赫西拉斯是西班牙南部的港口城市,也是直布罗陀湾最大的城市(Bahía de Algeciras)。阿尔赫西拉斯港是欧洲乃至世界最大的港口之一,涵盖集装箱、货物和转运三大类。· 2016 年 9 月 16 日发射的 SkySat-4、-5、-6 和 -7 扩大了谷歌旗下 Terra Bella 公司运营的不断壮大的卫星舰队,为这家硅谷公司提供了七艘装有高分辨率摄像机的航天器,可以拍摄每秒多次快速发射图片,使地面处理器能够将视频剪辑串在一起(参考文献29)。- 谷歌 GEO 图像总监 Luc Vincent 表示,Terra Bella 卫星添加到了谷歌庞大的图像目录中,这有助于改进谷歌地图等流行应用程序。· 2016 年8 月3 日:ECAPS 宣布SkySat-3 上的HPGP(高性能绿色推进)系统已成功在轨调试并宣布全面运行。HPGP推进系统的调试在发射后大约48小时完成。推进系统的所有初始数据都表明了标称性能,HPGP 系统现在正用于定期轨道维护操作。53)· 2016 年7 月1 日:Terra Bella(以前称为Skybox Imaging)的第三颗卫星SkySat 3 于6 月22 日搭载ISRO 的PSLV(极地卫星运载火箭)发射后,已下载了第一批图像。该卫星与其他 19 名乘客一起发射,并被释放到约 500 公里的太阳同步轨道。54)· 2016 年3 月8 日:Google 今天宣布其卫星子公司Skybox Imaging已更名为Terra Bella。这个名字带有一个新的愿景:“随着谷歌彻底改变了在线世界的搜索,我们已经将目光投向了对物理世界变化模式的探索。” 55)- 两年前,Skybox Imaging 发射了第一颗卫星 SkySat-1,至今已拍摄了 100,000 张图像。Terra Bella目前拥有“十多颗正在开发的卫星”,“计划在未来几年内发射”。但在今天的声明中,创始人 Dan Berkenstock、John Fenwick 和 Ching-Yu Hu 解释说,他们希望超越卫星图像:“当我们与数千名潜在用户接触时,我们一次又一次地被一个简单的事实所震撼。地理空间信息有一个难以置信的机会来改变我们应对 21 世纪经济、社会和人道主义挑战的能力,但卫星图像仅代表这一难题的一部分。”- 除了依赖卫星图像之外,Terra Bella 现在还与广泛的地理空间数据源、机器学习能力和专家合作,“这是我们作为一家独立初创公司无法想象的”。更广泛的目标是将原始图像转换为数据,帮助人们和组织做出更明智的决策。- 换句话说,Terra Bella 很快就会推出不仅仅依赖卫星的新产品。谷歌子公司承诺,这些内容将在“来年”公布。· 2015 年 8 月:Skybox 飞行运营商计划轮流培训大学生和应届毕业生,以驾驶当前的微型卫星星座,即 SkySat-1 和 -2。该计划为 Skybox 飞行运营带来了显着的效益。首先,它吸引了积极性高、精力充沛的人,他们对该职位提供的许多短期发展机会感兴趣,但可能对长期发展机会很少的轮班职位不感兴趣。56)- Skybox 的飞行运营团队负责在 SkySat 卫星发射后进行调试,并在其整个生命周期内保持其健康、稳健和高效。为了实现这一使命,Skybox 的运营中心配备了两个卫星控制器 (SatCon),24 x 7 负责监控遥测、响应异常情况以及执行维护程序和校准。- Skybox 制定了实习生人员配置计划,该计划借鉴了当地大学的航空航天本科和研究生课程。2013 年 12 月,SkySat-1 发射后不久,第一批由 9 名学生组成的实习生开始驾驶 Skybox 卫星机队。从那时起,Skybox 又招募并培训了两个 SatCon 团队。截至目前,共有16名人员参加了本次实习生项目。- Skybox-1 和 -2 在 Skybox 的 MOC(任务运营中心)运行,该中心已 24 x 7 连续工作超过 1.5 年,大部分轮班由 SatCon 实习生担任。这项工作之所以取得成功,得益于全面的认证计划、为敏捷运营环境寻找和雇用适当的人员以及不断努力降低运营风险。· SkySat-1 和-2 卫星于2015 年2 月名义上运行。- SkySat-3 卫星计划于 2015 年夏季作为辅助有效载荷,由 ISRO 的 PSLV-XL 飞行器从位于印度东南海岸的 SDSC(萨蒂什·达万航天中心)SHAR 发射。57)- 瑞典索尔纳的 ECAPS(生态先进推进系统公司)是 SSC 公司的一个部门,为图像服务初创公司 Skybox Imaging 建造的 12 颗卫星提供推进系统。该合同是 ECAPS 小型卫星环保高性能绿色推进系统有史以来最大的合同。58)Skybox 最近与制造商 Space Systems/Loral (SSL) 签署了一份关于 13 颗小型成像卫星的合同,其中第一颗卫星正在 Skybox 位于加利福尼亚州山景城的设施中建造,这是两家公司合作的成果。ECAPS 已经签订了为这颗名为 SkySat-3 的卫星提供推进系统的合同,现在又收到了剩余 12 颗微型卫星的订单。Skybox 最终计划建立一个由 24 颗卫星组成的星座,占据四个不同的极轨道平面,为商业销售提供高分辨率图像和全动态视频。· 2014 年夏天,Skybox Imaging 签订了被Google 收购的协议! 61) - 科技巨头谷歌和卫星地球成像初创公司 Skybox Imaging 于 2014 年 6 月 10 日宣布,谷歌正在收购 Skybox,并希望“随着时间的推移……”使用 Skybox 的成像技术来改善互联网接入和救灾——谷歌长期以来一直致力于的领域感兴趣。” 62)- 谷歌以 5 亿美元收购了 Skybox Imaging,并开启了一场完全依靠小型卫星能力实现的太空革命。谷歌表示,“Skybox 的卫星将帮助谷歌地图保持最新图像的准确性。随着时间的推移,我们还希望 Skybox 的团队和技术能够帮助改善互联网接入和救灾——谷歌长期以来一直感兴趣的领域。” 63)· 2014 年7 月10 日,Skybox Imaging 发布了SkySat-2 的第一批图像。项目团队已经完成了初步调试活动。SkySat-2 系统调谐和校准预计将持续几个月。64)SkySat-1 和 SkySat-2 的运营由位于加利福尼亚州山景城的 Skybox MOC(任务运营中心)每天 24 小时/7 天进行。· 2013 年12 月11 日,Skybox Imaging 发布了利用SkySat-1 获取的第一批高分辨率图像。67)
卫星传感器光学成像仪覆盖 450 至 900 nm 的全色波段,在最低点实现 0.90 m 的全色分辨率。卫星覆盖四个多光谱通道(蓝色 450-515、绿色 515-595、红色 605-695 和近红外 740-900 nm),在最低点实现 2 m 的多光谱分辨率。最低点覆盖了 8 公里的地面带。卫星支持立体成像。该仪器是一个凝视的二维成像设备。68)卫星在其 Pan 通道中获取持续时间长达 90 秒的高清视频,在此期间卫星可以通过旋转来补偿其轨道运动,从而持续观察地面目标。视频以 30 帧/秒的速度采集,最低点分辨率为 1.1 m,最小 FOV(视场)为 2.0 km x 1.1 km。Skybox 图像已进行商业销售,并在各种监测操作、土地利用规划、环境评估、资源管理、旅游、测绘和科学用途中得到应用。每颗SkySat卫星都配备了焦距为3.6 m的Ritchey-Chretien Cassegrain望远镜(35 cm∅),焦平面由三个5.5 Mpixel CMOS成像探测器组成。图像使用 JPEG 2000 进行压缩,然后存储或下载到地面站。板载存储容量为 768 GB,数据下行速率为 450 Mbit/s。69)SkySat-1和-2采用3个CMOS帧探测器,尺寸为2560 x 2160像素,像素尺寸为6.5 µm。探测器的上半部分用于全色捕获,下半部分分为4个条纹,覆盖有蓝色、绿色、红色和近红外滤色片。焦平面布局示意图如图36所示。SkySat-1 和 SkySat-2 最低点的原始分辨率约为 1.1 m。更多卫星将被放置在较低的轨道上,从而提高图像分辨率。原始视频和帧产品包含物理相机模型和每个单独帧的 RPC(远程过程调用)。内部方向由位置 (X,Y,Z) 给出,并使 CMOS 探测器平面相对于望远镜的投影中心倾斜。焦平面相对于望远镜进行 3D 旋转的非常规内部方向需要扩展普通帧相机几何例程。对于视频产品,单个探测器的全色部分以30帧/秒的速度录制视频,同时航天器指向跟随目标。可以录制长达 90 秒的视频序列。视频产品可以以不同的格式交付,MP4 格式的稳定全高清视频(所有视频帧都已共同配准)以及未经共同配准的不稳定视频。两款产品的视频尺寸均为 1920 x 1080 像素。还提供原始视频产品,其中包含具有 11 位辐射分辨率、每帧轨道和姿态参数以及 RPC 的单独 TIFF 文件。原始视频帧在 2560 x 1080 像素的全全色探测器区域尺寸下可用。框架产品:除了视频产品外,还可以通过8公里宽的条带覆盖更大的区域。这些是在“推帧”模式下采集的,其中所有三个探测器采集高度重叠的视频序列,例如 40 Hz(Smiley 等人,2014)。所有与单个全色“主”帧重叠的全光谱和多光谱图像均使用超分辨率算法进行配准和融合。在融合过程中,采用超分辨率处理将分辨率从1.1 m提高到90 cm。提供全色、多光谱和全色锐化图像的多种变体。选择主图像以在沿轨道方向上具有一些重叠,并且在检测器2与检测器1和3之间存在小的跨轨道重叠(图37 )。由于处理和镶嵌各个帧对于大多数图像客户来说并不是一项简单的操作,Skybox 将在未来提供镶嵌 Geo 产品。图 37:SkySat-1 看到的 Fos sur Mer 工业区。边界框显示共同配准和多图像融合后的各个帧(图像来源:Skybox、DLR)图37说明:Fos-sur-Mer 位于马赛西北约 50 公里处,地中海沿岸,Étang de Berre 以西。凭借首款民用 VHR 视频产品,SkySat 卫星为未来的应用提供了非常有趣的可能性。“推架”架构和超分辨率方法降低了 SkySat 卫星的复杂性,并将允许发射每日多次访问的星座。该星座的一个缺点是静态和视频产品的占用空间相对较小,因此 Skybox 主要适用于监控应用,而不适合大面积测绘(参考文献 69 )。卫星推进子系统 Terra Bella(原 Skybox Imaging)宣称的目标是提供世界上第一个高分辨率 EO 卫星协调星座。在成功演示了 SkySat-1 成像性能并开发了 SkySat-2 航天器后,加利福尼亚州山景城的 Skybox Imaging 于 2014 年 2 月与加利福尼亚州帕洛阿尔托的 SSL (Space Systems/Loral) 签订了一份合同,建造先进的 LEO(低地球轨道)卫星星座用于地球成像。该合同有助于以高功率地球静止通信卫星而闻名的 SSL 进一步扩大其构建 LEO 成像卫星和解决方案的能力。72) 73)SSL 正在建造 13 颗小型 LEO 卫星,每颗约 60 x 60 x 95 厘米,质量约为 120 千克,将于 2015 年和 2016 年发射。这些卫星基于 Skybox 设计,将捕获亚米级及以上的彩色图像到 30 帧/秒的 90 秒高清视频剪辑。一旦这 13 颗卫星发射升空,Skybox 将能够每天 3 次重访地球上的任何一点。作为协议的一部分,Skybox 授予 SSL 卫星设计的独家许可。这为 SSL 提供了一个独特的平台来满足对小型卫星和相关服务不断增长的需求。一位业内消息人士称,与加拿大不列颠哥伦比亚省里士满MDA Corp.的子公司SSL签订的合同增加了Skybox获得该国出口信贷机构加拿大出口发展局支持的可能性。出口信贷机构融资已成为航天工业的一个主要因素,通常有助于决定谁赢得卫星制造和发射合同。74)星座演化过程中确定的关键要求之一是需要强大的推进系统。为未来的 SkySat 卫星添加推进力可实现以下功能:75) 76)· 星座相对相位管理:SkySat 平台的紧凑尺寸可利用单个运载火箭发射多个航天器,从而节省大量成本。然而,一旦进入轨道,就需要推进力来使航天器在每个轨道平面内定相,并在面对轨道扰动时保持其相对间距。· 任务灵活性,以更好地服务环氧乙烷市场:商业环氧乙烷市场相对较新且不断发展。高性能推进将使Skybox能够通过调整航天器轨道来满足提高分辨率、收集体积或航天器寿命的市场需求。· 运载火箭多样性:高性能推进将使Skybox 能够充分利用未来各种可用的二次发射选项,同时与星座的其他部分保持一次性发射的紧密协调。早在 2012 年底,Terra Bella(原 Skybox Imaging)就成为第一家以瑞典索尔纳ECAPS (生态先进推进系统公司)的HPGP(高性能绿色推进)技术为基准的商业公司,实施推进系统设计第二代小型卫星平台(约 120 公斤)中的四个 1N 推进器。最初的推进模块将于 2013 年交付,将用于验证系统设计是否适用于整个小卫星星座,旨在让客户轻松获取可靠且频繁的地球高分辨率图像。选择 SSC(瑞典航天公司)集团公司 ECAPS 的 HPGP 系统是对各种推进选项进行系统研究的结果,以支持 Skybox 的任务,即通过小型卫星星座提供高质量和及时的地球观测数据。推进系统的两个关键技术要求是在许多微型卫星典型的相当有限的内部体积内提供可实现的最大 ΔV(用于持续轨道维护和任务灵活性)。此外,鉴于该项目的商业性质,整个生命周期成本被认为是至关重要的。Skybox 在选择过程中对各种推进技术和供应商进行了详细的贸易研究。该研究的结果表明,所选的 HPGP 解决方案提供的在轨 ΔV 几乎是传统单组元推进剂系统的两倍,且所评估的液体推进技术的预计生命周期成本最低。HPGP系统的更高性能将使SkySat小型卫星星座显着提高任务灵活性,从而能够向客户收集和交付更高质量和更及时的数据。此外,基于环境友好的 ADN(二硝酰胺铵)的 LMP-103S 单组元推进剂的处理和运输优势可降低物流成本,并实现更快速响应的发射准备。77)SkySat-3 将是 SkySat 星座中的第一颗微型卫星,其特点是带有四个 1N 推进器的 HPGP 推进子系统、LMP-103S 燃料以及在发射基地为卫星加油。2013年,ECAPS致力于设计一套完整、紧凑、“模块化”的HPGP推进系统;第一个(protoflight)版本于 2014 年交付。Terra Bella 现已订购了总共 19 个此类 HPGP 推进系统模块,ECAPS 正在进行“装配线”制造 - 2015 年完成了多次交付,并且持续到 2016 年和 2017 年。78)由于卫星和发射行业中常见的时间表调整,目前计划在 2016 年通过三种不同的运载火箭发射多达 11 个上述 HPGP 模块;来自三个不同的发射场(位于三个不同的大陆)。总的来说,这些发布将代表 HPGP 技术的“商业首次亮相”;入口点是一个大星座。HPGP推进系统设计正如瑞典 PRISMA 任务(2010-2015 年)在太空中成功证明的那样,HPGP(高性能绿色推进)技术比单组元推进剂肼具有众多优势,包括:容积效率提高 32%,任务平均比冲提高 8%,显着降低了运输/装卸危险和成本,并大大简化/缩短了发射前操作(参考文献78)。PRISMA HPGP 推进系统是基于 ADN LMP-103S 的“绿色”可储存单组元推进剂 HPGP 技术的首次太空演示,与肼系统一起用于为 PRISMA 主卫星机动提供所需的 ΔV。PRISMA任务于2015年5月结束;至此HPGP系统已在太空成功运行五年。ECAPS 为 SkySat 平台开发的完整 HPGP 推进系统的架构如图39所示。该系统设计主要由四个 1N HPGP 推进器、三个串联的推进剂罐(通过推进剂管理装置排出)、两个检修阀、一个锁止阀、一个压力传感器和一个系统过滤器组成。所有选定的组件都具有以前任务的飞行遗产。为基于 ADN 的单组元推进剂混合物开发的推进器的设计和功能与肼推进器有一些相似之处。FCV(流量控制阀)是一种具有独立双线圈的常闭串联冗余阀。FCV 由穆格制造,拥有丰富的飞行经验。在 HPGP 推进器中,推进剂通过预热反应器进行热催化分解和点燃。标称预热调节在 340-360°C 之间,这需要 PRISMA 应用中每个推进器的平均功耗约为 7.3 W。对于热控制,推进器配备了冗余加热器和热电偶。重要的是,从其他公司开发需要推进能力的小型卫星的角度来看,ECAPS 可以提供现有设计(或其修改后的衍生产品)作为紧凑型(55 x 55 x 15 厘米)“即插即用”/现成的卫星。为其他对高性能推进感兴趣并降低生命周期成本的客户提供货架解决方案。Terra Bella 订购的十九个完整的 HPGP 推进系统模块代表了七十六 (76) 个 1N HPGP 推进器的总数。为了实现相关的生产率,ECAPS 扩大了其在 HPGP 推进器的制造和热火验收测试领域的能力。为了支持提高推进器制造速度,ECAPS 投资了额外的真空钎焊站。此外,为了缩短推进器验收测试时间,ECAPS 的 2 号测试台 (TS-2) 已进行修改,可同时支持多个推进器。新的 TS-2 配置如图42和43所示,允许并行安装四 (4) 个 1N HPGP 推进器。SkySat HPGP 推进模块:如图44所示,完整的 SkySat HPGP 推进系统模块也以“装配线”方式制造。通过实施标准化程序和支持设备,多个系统能够同时存在于生产的各个阶段,从而简化了传入组件进入各自系统的流程,并最大限度地减少了关键工具因单独的集成计划而“闲置”的可能性任何特定系统的。地面部分Planet 的任务运营团队主要致力于自动化管理卫星群的名义运营。Planet 不是构建手动/人工流程,然后尝试用自动化取代它们,而是首先构建自动化,然后迭代改进它。这一工作流程对于操作大型 Dove 纳米卫星群至关重要。79)SkySat 任务运营 (SMO) 团队负责 Planet 的 13 颗 SkySat 卫星的安全稳定的空间段运营。这包括所有卫星操作以及用于这些操作的工具、流程和系统的开发。SMO 支持地面站操作、图像采集规划、辐射校准、软件开发和任务系统工程。SMO 在发射后立即获得卫星的所有权,并负责 卫星生命周期内的所有调试、名义、维护、特殊和应急操作。SMO 负责维持吞吐量以满足我们的合同服务义务,扩展运营能力,同时最大限度地减少资源使用,并向数据管道地面部分提供图像。SkySat 地面系统在 100% 基于 Web 浏览器的解决方案中支持卫星指挥和实时遥测显示、分析和趋势分析。实际使用的大多数规划、分析和生产工具也是基于浏览器的。遥测存储和计算发生在集中式服务器上。SkySat 舰队- SkySat 舰队由 15 颗能够提供亚米级分辨率图像的小型卫星组成。与“鸽子群”沿每颗卫星的轨道提供近乎连续的图像不同,SkySats 可按需捕获客户要求的目标图像。此外,虽然“鸽子”卫星是数百颗 3U 立方体卫星,但 SkySat 卫星群由几十颗 100 公斤范围内的小型卫星组成。SkySat 车队由具有机动和非机动能力的卫星巴士组成。除了这种差异之外,各种 SkySat 巴士基本相同,并且在相同的运营理念下运营。- 维护机队所需的快速变化的操作需求决定了 SkySat 任务操作 (SMO) 团队围绕地面软件开发工具,如下所述。这些工具将使团队能够更好地控制功能,同时尽可能独立于新的地面软件版本的部署。通过解耦这种开发,SMO 可以尝试各种自动化策略,同时保持地面软件固有的稳定性。自动化的最终目标是最大限度地减少操作车队所需的工作量,并最大限度地延长操作员离开操作中心的时间,即所谓的熄灯操作状态。地面软件和工具- 最初提供用于操作 SkySat 机群的基础地面系统是一个基于网络的用户界面,具有脚本命令执行、遥测监控和图表等基本功能。随着在轨卫星数量的增加和运行需求的变化,该基础设施成为了为促进 SkySat 任务运行而构建的其他工具的基础。-脚本引擎:地面系统的主要功能之一允许操作员执行用 Python 编写的准备好的脚本。此功能的目的是通过允许复杂的逻辑和遥测验证来改进在轨命令的执行。脚本的使用显着减少了操作员错误的发生,从而增加了车队的正常运行时间。- 开发的第一个脚本是用于可用命令和单点遥测检查的简单包装器。在这些脚本中,操作员仍然通过命令行提示来调整执行的逻辑流程。随着时间的推移,脚本库中不断添加层,逻辑变得更加复杂,对操作员提示的需求也随之减少。这很大程度上归功于操作员和工程师在处理轨道异常方面积累的经验。-遥测监控和制图:操作员能够创建遥测点的自定义屏幕,用于监控卫星的特定方面,并实时绘制来自卫星的下行遥测数据的图表。历史数据保存在数据库中,以便检索卫星数据的长期趋势。- 此外,地面系统根据卫星工程团队定义的一组阈值持续监控传入的遥测数据。然后记录这些违规行为,并向操作员提供视觉指示器以采取进一步行动。-组织和规划工具:为了便于执行卫星活动,SMO 开发了通行证规划工具。使用此工具,操作员可以计划并显示在未来与每颗卫星的联系中将执行哪些操作员发起的活动。此外,该工具还收集并显示有关舰队的信息,包括卫星将在即将运行的轨道上执行哪些活动、卫星的位置以及即将进行的活动对健康和安全的影响。该组织和规划工具成为 SMO 未来构建的许多工具的基础,因为它已发展成为运营团队所需的所有数据的一站式位置。程序和任务分配算法- 随着机队规模的扩大,采取了多管齐下的方法,将操作员的工作量与机队规模脱钩。这包括构建现有的脚本库以实现自动异常响应、转向警报驱动的操作状态以及减轻规划和执行维护活动的负担。- 自动异常响应:随着时间的推移,整个机队中出现了一系列常见的异常现象,这使得人们对如何分类和解决所述异常有了透彻的了解。这些对已知异常的明确定义的响应已被实施到脚本中,可以在检测到异常状态时随时执行。这一发展消除了运营商监控实时遥测以响应在轨问题的需要。- 自主异常响应是 SkySat 运营的一个组成部分。对常见异常的响应委托给自动化而不是操作员干预。通过奠定自主异常响应的基础,运营团队能够从一次只关注一颗卫星转变为在整个舰队范围内考虑和调查异常情况。这使运营团队能够更有效地管理不断增长的机队。通过自动化最关键的响应,人类的注意力可以更均匀地分布在争夺资源的卫星之间。-后轨道活动: SkySat 舰队中所有卫星的大部分命令都是通过带时间戳的命令序列按程序完成的。这些序列在加载到机载软件执行之前在地面上准备和验证。这些活动,例如图像捕获、数据下行链路和维护任务,通常以这种方式执行。- 一些具有特定限制的维护活动,例如星上存储清理,必须在卫星未与地面站联系时执行。为了执行这些“后轨”活动,必须找到合适的执行时间,并且必须在该时间之前将命令序列加载到机载软件中。传统上,这些任务是由操作员手动执行的,这不仅需要透彻了解卫星何时收集图像,还需要了解轨道状态和卫星姿态。例如,如果进行该活动,卫星是否会穿过南大西洋异常区 (SAA)?卫星是否会处于不安全的方向?自动化这个过程需要定义一组清晰的约束,然后可以将这些约束实现到逻辑中以确定执行活动的适当时间。一旦生成了合适的窗口,命令序列就可以嵌入到卫星即将执行的活动中。-警报和寻呼系统:熄灯操作的最大推动力之一是警报和寻呼系统的开发。如果轨道上或地面基础设施内发生异常情况,警报系统会生成有关该事件的信息摘要,以通知值班操作员该事件。将警报与 Planet 现有的票务系统联系起来意味着可以跟踪问题从发现到解决的整个过程。- 从历史上看,操作员使用表示特定遥测点的值超出定义阈值的视觉指示器来识别在轨异常情况。这些信息与机载计算机记录的消息一起被操作员用来对异常情况进行分类和响应。其设计的核心是,警报系统将相关消息和遥测数据整理成单个通知发送给操作员。- 这些信息的精确性和完整性使操作员能够制定行动计划,而无需进行过去所需的深度调查。结合操作姿势的变化,特别是延长操作员必须响应异常的时间,这些信息使操作员能够在操作中心外工作并在方便时对异常做出响应。自动化操作员- 在实施后轨活动的自动调度之后,操作员负责的最后一件事是规划和执行需要与地面站通信的活动。由于多种原因,这些活动需要地面服务,例如需要遥测验证或数据交换的链接。这些“in-pass”活动经常用于异常调查和解决、软件更新和名义维护。为了进一步减少手动规划这些活动所需的工时,SkySat 任务运营团队需要一个自动化工作流程来确定需要执行哪些活动。此外,该工作流程需要安排活动并验证其成功完成。- 通过引入所谓的“自动操作员”,所有非异常计划和调度都可以在没有操作员干预的情况下进行处理。该系统中的任务分为三类:默认计划,不需要其他活动时运行;定期计划、定期运行的维护活动;并触发了针对在轨条件而计划的计划和活动。自动化操作员的核心功能是安排这些活动并验证其成功执行。-默认计划:机队中的大多数联系人除了例行的卫星健康和安全检查外不执行任何操作。这些例行任务封装在单个脚本中,无需操作员进行实时遥测验证。- 在实施自动化操作员之前,“默认脚本”是通过添加到通道规划工具中的临时解决方法来安排的。这有时会导致日程安排冲突,并且操作员精心计划的活动可能会在没有通知的情况下被覆盖。当机队规模较小时,这种情况是可以接受的,因为操作员调查活动未发生的原因所花费的时间不会中断机队的正常运行。随着车队的增长,系统显然需要一种新的方式来安排这些默认任务。通过将所有联系安排集中到自动化操作员中,操作员不再需要手动确保计划的任务不会被覆盖。- 为了不干扰操作员手动计划联系,如果先前存在默认计划,则自动操作员将仅安排重复或触发的计划。人类操作员仍然有权独立于自动化操作员来安排和执行活动。-重复计划:某些任务必须按照负责的子系统工程师的规定按照规定的时间间隔执行。其中许多任务需要地面资源,并且在卫星不接触的情况下无法完成。其中一些包括加载更新的轨道信息或向卫星加载软件配置。执行这些任务的时间间隔从每周到每季度不等。- 自动化操作员负责这些活动的所有方面,包括以下内容:a) 跟踪所有单独活动的状态,以确定是否需要安排任务(已安排活动;活动失败;最近成功完成的活动)-触发计划:某些在轨状态通常以明确定义的方式处理。这些活动对于执行在轨任务(例如卫星存储的例行清理和启用某些子系统配置)是必要的。通过在脚本中定义在轨状态和对该状态的必要响应,自动化操作员可以根据需要安排这些活动,而无需操作员干预。与默认计划和循环计划一样,这些触发计划从进度计划到执行验证均由自动化操作员进行监控。人员及人员配置- 尽管舰队规模从一颗卫星增加到十五颗,但人员配备仍然相对稳定。这是由于不断变化的运营态势以及自动化所发挥的日益重要的作用。-传统运营:从历史上看,卫星运营需要配备专门的运营中心,每周 7 天、每天 24 小时运行。随着 SkySat-1 的发射,这就是采取的姿态,三名操作员在控制台上监视卫星的健康和安全。调试完成后,人员数量减少到两名。除调试活动外,24/7 两人作业 (2PO) 一直维持到 2017 年。-关机和待命:向待命操作的过渡始于允许夜间操作员远程监控车队,依靠寻呼系统来警告需要操作员响应的任何异常情况。这被称为夜间熄灯行动(NLO)。随着对系统的信心增强,夜间人员配备减少到一名待命人员,并根据需要联系另一名支持工程师。这种 24/7、一人待命的立场最终扩展到包括周末,即所谓的周末熄灯行动 (WLO)。实行随叫随到后,操作员工作日每天在运营中心工作十二个小时,其余时间由值班人员负责。- 该团队采用十二小时随叫随到的轮班制,直到最终减少办公时间以遵循标准的八小时工作日。在工作日早上开始轮班的操作员将远程完成轮班,共轮班 12 小时。分配周末轮班的操作员远程进行轮班活动,例如异常解决。-警报周期:尽管转向随叫随到、中断驱动的立场,SkySat 任务运营团队仍然面临着让操作员 24/7 待命以响应卫星异常的负担。随着现有系统的成熟,运营团队依靠自动化来承担更多响应夜间和周末异常情况的职责。随着卫星数量的不断增加,少数卫星的停机不会对整体性能产生太大影响。- 最初部署警报和寻呼系统后,操作员有一段时间仔细检查并仔细检查是否按预期捕获了异常情况。随着操作员对自动化的信心达到足够高的水平,操作立场发生了变化,使自动化成为夜间的主要响应。然后,工程师可以在早上对异常情况进行分类,并根据需要采取行动。这是第一次一天中有一段时间没有人员主动监视舰队。这个所谓的“静音期”随后被延长至 16 小时,将待命时间变成了办公时间的延长,而不是单独安排人员轮班。- 目前,夜间值班时间已完全取消,操作员仅在正常工作周内在办公室,而值班人员则在周末白天提供服务。自动化操作员的引入涵盖了所有日常维护任务,进一步减少了操作员的工作量。尽管操作员要在控制台上呆一整天,但典型的一天操作员每天只执行几个小时的在轨活动,例如异常响应。- 监控车队的人员配备时间总体减少,从每周 336 人小时减少到每周 96 人小时,控制台操作员将不到一半的轮班时间完全投入到车队上。在人员减少的同时,全力支持卫星群从 1 颗卫星扩展到 15 颗卫星。如前所述,人员配备水平保持相对稳定。随着维护机队所需的工作量减少,任务运营团队为 SkySat 平台的其他子系统提供了支持,包括飞行软件、地面软件和制造。SkySat 任务运营团队已发展成为 SkySat 平台许多方面的主题专家团队。这种交叉培训使 Planet 的 SkySat 机队相关知识水平能够适应整个团队构成的变化。该团队的许多成员已经转入 Planet 的其他团队,专门从事从电气工程到项目管理等学科。如果没有自动化的持续改进和操作姿势的放松,这些变化是不可能实现的。
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