Landsat卫星

卫星

美国NASA的陆地卫星(Landsat)计划(1975年前称为地球资源技术卫星 — ERTS )，从1972年7月23日以来，已发射8颗（第6颗发射失败）。Landsat1—4均相继失效，陆地卫星五号于2013年6月退役。 Landsat 7于1999年4月15日发射升空。Landsat8于2013年2月11日发射升空，经过100天测试运行后开始获取影像。

发展历史

此计划1969年在休斯圣塔芭芭拉研究中心（Hughes Santa Barbara Research Center）启动，该中心并率先进行设计和制造3架多光谱扫描仪；同一年，人类登月。9个月后，也就是1970年秋天，该多光谱扫描仪的原型机完成，并在测试中成功对美国优胜美地国家公园的著名景点“半圆顶”进行扫描。

该计划在1966年发起时被称为“地球资源卫星计划（Earth Resources Technology Satellites Program）”，后来于1975年更名为“陆地卫星计划（Landsat）”。1979年，美国总统吉米·卡特签署54号总统令，将此计划从美国国家航空航天局移转到美国国家海洋和大气管理局，建议发展成长期的卫星计划，在陆地卫星3号之后追加4颗卫星；并建议成立民营的陆地卫星公司。后来在1985年，地球观测卫星公司（EOSAT）成立，该公司为美国国家海洋和大气管理局挑选美国休斯飞机公司和RCA公司合作成立，双方签下10年合约。地球观测卫星公司负责经营陆地卫星4号和5号，拥有陆地卫星数据的独家代理权，之后并建造陆地卫星6号和7号。

陆地卫星7号所拍摄的加尔各答彩色模拟图。

1989年，此计划转移尚未完全成功，造成美国国家海洋和大气管理局经费不足（美国国家海洋和大气管理局未要求任何资金，美国国会只编列了6个会计年度），因而导致陆地卫星4号和5号计划关闭。当时的副总统丹·奎尔刚接掌新成立的国家太空委员会，注意到此一情况，立刻安排应急资金，让此计划继续进行，该计划所获得的数据也得以保存。

1990年和1991年，类似情况再度发生，美国国会只编列一年半的经费，要求所有使用陆地卫星数据的机构提供资金。1992年，在多方努力之后，该计划的资金足以使之继续维持，但在该年底，地球观测卫星公司停止处理陆地卫星数据。1993年10月5日，陆地卫星6号推出，但发射失败；1994年地球观测卫星公司恢复陆地卫星4号和5号的数据处理；1999年4月15日，陆地卫星7号终于推出。

1992年10月，美国国会确定了陆地卫星计划的价值，它通过了土地遥测政策法案（公共法102-555），将陆地卫星7号的数字数据和图像予以授权，并对用户保证其持续可用性和最低成本。

卫星参数

陆地卫星的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道，以确保北半球中纬度地区获得中等太阳高度角(25°~30°)的上午成像，而且卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点．保证遥感观测条件的基本一致，利于图像的对比。如Landsat 4、5轨道高度705km．轨道倾角98.2°，卫星由北向南运行，地球自西向东旋转，卫星每天绕地球14.5圈，每圈在赤道西移159km，每16~18天重复覆盖一次，穿过赤道的地方时为9点45分，覆盖地球范围N81°~S81.5°。

传感器参数

MSS传感器

TM传感器

ETM+传感器

OLI传感器

TIRS传感器

卫星种类

陆地卫星一号

陆地卫星1号（Landsat 1）是美国国家航空航天局（NASA）于1972年7月23日发射的一颗遥感卫星。它是NASA的一项长期遥感卫星计划——陆地卫星计划的第一个成员。该人造卫星属于最早的地球资源卫星之一，对后来各国发射的一系列类似卫星有很大影响。

这颗卫星原被命名为地球资源技术卫星1号（ERTS-1），但在1975年发射了第二颗相同任务的卫星后，该卫星被改名为“陆地卫星1号”（1月14日正式宣布）。相应的，第二颗卫星被称为陆地卫星2号。

陆地卫星1号的星体采用了较成熟的、雨云4号气象卫星的平台，但经过必要改进。卫星拥有2块太阳能电池板，约重950千克。卫星运行于近地轨道。

陆地卫星1号的星载设备包括：（1）一台返束光导摄像管摄像机（RBV），安装于卫星底部，用于探测可见光和近红外信号；（2）一台4通道多光谱扫描仪（MSS），用于接收地表的电磁辐射；（3）一个数据收集系统，用于向地面接收站发回有用信号。通过这些设备，陆地卫星1号每天向地球发回188帧图像。

根据NASA的相关规划，它邀请了包括加拿大、巴西、意大利等其他一些国家参与陆地卫星计划的实施（主要是在这些国家修建地面接收站）。这些国家因此可以有偿获得陆地卫星1号发回的遥感图象。

陆地卫星1号在探测地表资源、监视森林火灾等方面发挥了一些作用。1978年1月6日，由于设备过热损坏，陆地卫星1号停止工作。

陆地卫星二号

陆地卫星二号于1975年1月22日发射，与陆地卫星一号发射时间相差两年半。陆地卫星二号t仍被视为实验项目，由NASA运营。

陆地卫星二号搭载了与其前身相同的传感器：返回光束视频（RBV）和多光谱扫描仪系统（MSS）。

服役七年后于1982年2月25日，由于偏航控制问题，陆地卫星二号停航。1983年7月27日正式退役。

陆地卫星三号

陆地卫星3号于陆地卫星2号发射三年后于1978年3月5日发射升空。

Landsat计划的技术和科学成功，但因为政治和经济压力，NASA决定将可运行的Landsat商业化。为此，原本是美国国家航空航天局（研究和开发机构）负责的卫星被迫移交给负责操作气象卫星的国家海洋与大气管理局（NOAA）。美国总统卡特于1979年11月16日签署了总统行政命令/ NSC-54，该指令指定NOAA为“民用陆地遥感活动的管理责任”。（但是，直到1983年，运营管理才从NASA转移到NOAA）。

陆地卫星三号搭载了与其前身相同的传感器：反束光导管摄像机（RBV）和多光谱扫描仪（MSS）。陆地卫星三号上的RBV仪器的地面分辨率提高了38 m，并使用了两个RCA摄像机，它们都在一个宽光谱带（绿色至近红外； 0.505–0.750 µm）中成像，而不是三个单独的波段（绿色，红色，红外）。

MSS继续使用四个光谱带系统地收集地球图像。第五个热波段也是陆地卫星三号MSS的一部分，但是，该通道在发射后不久就失效了。

1983年3月，陆地卫星三号进入待机模式。1983年9月7日退役。

陆地卫星四号

陆地卫星4号是陆地卫星计划的第四颗卫星，1982年7月16日发射，它的主要目的是成为一个全球性的卫星影像图库；虽然当时陆地卫星计划是由美国国家航空航天局管理，但其数据的管理与提供是由美国地质调查局（USGS）所负责。

陆地卫星4号的科学任务于1993年12月14日终止，当时它已无法继续传送卫星数据，但已超出其原先的设计寿命5年。任务终止后，美国国家航空航天局仍持续追踪和遥测，直到它2001年除役为止。

陆地卫星4号的传输速率最大达85Mbit/s，并配有较前几代陆地卫星更新的多光谱扫描仪和主题绘图仪，其分辨率达30m。可惜的是，陆地卫星4号升空不久即失去了一半的太阳能电力，这将影响它传输资料回地球的能力，也让科学家们担心它恐怕撑不到预期的寿命。

这个突发事件促使了陆地卫星5号的提早发射——陆地卫星5号基本上是以陆地卫星4号为模型；在追踪及数据中继卫星系统上线后，陆地卫星4号恢复功能，但一直停留在待机状态，直至1986年1月[1]。

1987年，陆地卫星4号重新上线，以提供数据给国际社会，当时陆地卫星5号失去了与中继卫星的连结；于是陆地卫星4号持续进行资料传输的工作，直到它也面临与陆地卫星5号同样的命运——在1993年失去与中继卫星的连结，结束资料传输任务。

陆地卫星4号是陆地卫星计划中，首个携带主题绘图仪传感器的卫星；此仪器能接收到7阶、4个频段的多光谱扫描仪的数据，以让科学家能够分析比多光谱扫描仪更加清楚的数据，其中1至5频段和第7频段皆可提供30m的空间分辨率，第6频段能提供最大分辨率达120m；相比之下多光谱扫描仪只能提供79m至82m之间的空间分辨率。

陆地卫星5号基本上是陆地卫星4号的“复制体”，它是备用卫星，但它的寿命比陆地卫星4号还长，运作了将近30年，最后是为了降低其运行轨道，而耗尽其剩余燃料；它的任务由陆地卫星7号及最近发射的陆地卫星8号接替。

陆地卫星五号

1984年3月1日，NASA发射了陆地卫星五号，这是NASA最后授权的Landsat卫星。陆地卫星五号与Landsat 4同时设计和制造，并具有相同的有效载荷：多光谱扫描仪系统（MSS）和Thematic Mapper（TM）仪器。

1988年，陆地卫星五号的最主要TDRSS发射机（KU波段）发生故障，然后在1992年7月，剩余的KU波段发射机发生故障。

MSS仪器于1995年8月关闭。

在2011年11月，由于电子元件迅速退化，TM仪器停止获取图像。几个月后，工程师重新打开了MSS仪器，并实施了新功能以在地面站提取原始仪器数据。

2012年12月21日，USGS宣布，在剩余陀螺仪发生故障后，陆地卫星五号将退役。该卫星携带三台陀螺仪进行姿态控制，需要两台陀螺仪来保持控制。2013年1月，陆地卫星五号的仪器断电，卫星移入了较低的轨道。任务执行者多次燃烧以使用所有多余的燃料，并于2013年6月将卫星送入处置轨道。他们于2013年6月5日发送了最后一条命令，要求关闭发射机的电源。

陆地卫星五号在28年零10个月的时间内提供了高质量的全球陆地表面全球数据，获得了“世界上运行最久的地球观测卫星”这一项吉尼斯世界纪录。

陆地卫星七号

Landsat 7于1999年4月15日在德尔塔系列运载火箭上从加利福尼亚范登堡空军基地的西方试验场成功发射。

Landsat 7是校准十分精确的对地观测卫星，其测量值极其精确。Landsat 7的传感器被称为“有史以来最稳定，性能最好的地球观测仪器”。

陆地卫星八号

Landsat卫星于2013年2月11日发射。它用于收集农业，教育，商业，科学，政府的数据和图像。

陆地卫星九号

Landsat 9于2021年9月27日星期一从加利福尼亚州范登堡太空部队基地成功发射。陆地卫星 9 号数据可从 USGS 公开获得。2022年4月，中国科学院空天信息创新研究院中国遥感卫星地面站完成了美国LANDSAT-9卫星国际地面站的全部认证工作（包括密云、喀什、三亚接收站），成为世界上首个通过认证的LANDSAT-9卫星国际地面站，从而正式具备接收、处理和分发LANDSAT-9卫星数据产品的能力。

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