下一代哨兵二号设计中

哨兵二号

欧空局正计划在2030年或之后不久推出新一代的哨兵二号任务——Sentinel2 NG。用户的主要要求是将访问频率从5天提高到2到3天。有两种改进重访的方法：一是增加卫星数量，二是增加视野。

根据欧空局和空中客车公司的说法，第二种解决方案更便宜，因此，值得尝试使用尽可能大的视野。但视场受到方向效应的限制。在不同视角下观察给定像素会产生不同的反射率，因此会给时间序列增加不必要的噪声（或至少是变化）。当然，角度变化越大，反射率差异就越大。我们可以通过软件校正方向效应，但校正后的残差可能会随着视角的增加而增加。

目前在空客牵头研究中使用了DART软件对各种情况做了模拟。这是一个精确和快速的三维辐射传输模拟器，能够模拟复杂的场景，包括不均匀的植被，这些场景对应于真实的景观，如玉米或麦田、葡萄园或森林。

此外欧空局还在考虑称为Sentinel HR的高分辨率光学卫星计划。它将实现高空间分辨率（1米到2米之间），波段包括经典光谱波段（红色、绿色、蓝色、近红外）。

这样的指标咋一看和目前的商业高分辨率卫星没有太大差别。但是其独创性不在于其规格，而在于其拍摄计划：目标拍摄所有变动的土地，每20至30天重返一次，视角恒定（接近星下点）。固定角度会有助于变化检测的应用，这点和商业卫星不同。数据也将按瓦片组织，类似于Sentinel2所做的，以便于构建具有免费访问策略和广泛分布的时空数据立方体。毫无疑问，哨兵人力资源将是一个非常受欢迎的补充哨兵2 NG和现有商业卫星的任务。

Sentinel HR的概念预览图：上图是Pléiades卫星于2019年2月2日在法国赫劳特（Hérault）获得，空间分辨率为2m（2.8m重采样为2m）。这种空间分辨率允许识别树篱、树木和作物等级、道路网络和单个建筑物。哨兵HR的恒定视角将极大地促进变化检测应用。任务回访频率将允许每个月在大多数土地上获得超过一个清晰的视野。

陈甫 副研究员
中国科学院空天信息创新研究院
chenfu@aircas.ac.cn
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