從太空進行救災、環境觀測和運輸基礎設施監測:哥白尼哨兵 1C 發射

2024 年 12 月 6 日

 

  • 歐洲中部時間 2024 年 12 月 5 日晚上 10 點 20 分(當地時間下午 6 點 20 分),新的 Sentinel-1C 衛星從庫魯(法屬圭亞那)發射升空。
  • Sentinel-1C 取代了 Sentinel-1B,後者於 2022 年退役。
  • 例如,內建合成孔徑雷達儀器 (SAR) 非常適合觀察水和冰表面或測量小至毫米範圍的地面運動。
  • 焦點:太空旅行、地球觀測、氣候變遷

 

當發生地震或洪水等大規模自然災害時,緊急服務的情況最初會變得完全混亂。受影響地區的最新衛星影像在這裡很有幫助,可以根據這些影像建立精確的地圖。 2024 年 10 月 29 日西班牙發生的毀滅性洪水再次表明了這一點的重要性。歐洲哥白尼地球觀測計畫的災難服務啟動,在很短的時間內為緊急服務繪製了 31 張災區地圖。在德國,聯邦數位和交通部 (BMDV) 負責哥白尼。德國航太中心 (DLR) 的德國航太局代表 BMDV 在歐洲層面配合歐洲地球觀測計劃,並透過具體措施支持其在德國的使用。

 

哥白尼和他的衛星

哥白尼衛星群由多個任務組成,每個任務由幾顆衛星組成。它們需要定期更換為新型號。 2024年12月5日歐洲中部時間晚上10點20分(當地時間下午6點20分),新的Sentinel-1C衛星由新型Vega C運載火箭從庫魯(法屬圭亞那)成功發射。

Sentinel-1 任務由位於同一地球軌道的兩顆相同的衛星組成,每六天測量整個地球表面。 Sentinel-1C 現在取代了 Sentinel-1B,自 2016 年以來一直在太空中運行,由於故障而不得不在 2022 年退役。該衛星加入了 Sentinel-1A,自 2014 年以來一直在軌道上運行,並將於 2025 年被 Sentinel-1D 取代。

Sentinel-1C配備了空中巴士公司在腓特烈港建造的C波段合成孔徑雷達(SAR)儀器。該衛星無論雲量如何,都能晝夜提供雷達影像,用於全球陸地和海洋監測,從而支援環境管理、救災和氣候變遷研究。 Sentinel 1 的數據也可用於更廣泛的用途。例如,作為漢諾威大學「SAR4Infra」研究計畫的一部分,示範如何使用 Sentinel 1 的數據來監控交通基礎設施,以便及早發現地面運動可能造成的損壞。未來,該服務將作為德國地面運輸服務的延伸進行運營,該服務由聯邦地質和自然資源研究所運營,從而為鐵路、公路和橋樑的維護提供大力支持。 Sentinel-1C還配備了新型AIS(自動辨識系統)接收器,能夠即時追蹤海上船隻並繪製其位置圖。該系統由國際海事組織(IMO)開發,旨在幫助避免船舶碰撞,特別是當船舶距離陸基雷達系統太遠時。

 

在 DLR 的支援下進行校準

在Sentinel-1C調試期間,除了驗證衛星平台和SAR儀器的所有系統外,還根據在軌SAR記錄對系統的輻射測量和幾何結構進行初始端到端校準和驗證在地面部分創建用戶產品。德國航太中心上普法芬霍芬基地的團隊正在代表歐洲太空總署 (ESA) 執行這項任務。 DLR高頻技術與雷達系統研究所的DLR SAR校準中心提供高精度校準目標,評估儀器內部校準訊號並確定SAR儀器的天線圖和校準因子,以確保輻射精度的高要求。德國航太中心遙感方法研究所的活動重點是記錄系統的幾何調整和乾涉相容性測試。

 

哥白尼—歐盟和歐空局的聯合計劃

哥白尼是歐盟 (EU) 和歐空局的聯合計劃。透過該計劃,歐盟為陸地表面(CLMS)、海洋(CMEMS)、大氣(CAMS)、災害和危機管理(CEMS)、氣候變遷(C3S)和民事安全(CSS)運作基於衛星的資訊服務。越來越多的德國當局、科學家和創新公司也正在利用哥白尼數據。所有這些應用和服務均基於六個衛星系列,即所謂的哨兵衛星,這些衛星由歐空局與歐洲氣象衛星應用組織 (EUMETSAT) 共同運作。此外,另外六個任務目前正在準備中,這將在未來幾年逐步擴大哥白尼的艦隊。其中包括「哥白尼人為二氧化碳監測任務」(CO2M),旨在測量2026年起的全球溫室氣體排放量。 Copernicus 還包括來自第三方的衛星數據,例如來自德國衛星 TerraSAR-X 和 TanDEM-X 的數據。 「哥白尼資料和開發平台 - 德國」(簡稱 CODE-DE)等資料入口網站確保使用者輕鬆存取地球觀測資料和處理方法。

 

[照片]

(A) 2024 10 29 日,哥白尼哨兵 1 號拍攝的巴倫西亞周圍被洪水淹沒的地區

2024 年 10 月 29 日西班牙發生毀滅性洪水期間,歐洲哥白尼地球觀測計畫啟動,快速繪製了 31 張災區地圖,用於緊急服務。此圖顯示了受洪水影響的區域,由哥白尼哨兵一號任務拍攝。

(B) Sentinel 1 衛星的藝術想像圖

Copernicus Sentinel-1 配備了先進的合成孔徑雷達,可在多種專門模式下運行,為歐洲哥白尼計劃提供詳細圖像。這些數據用於監測海洋等應用,包括航道、海冰、冰山和石油外洩。它還提供數據來繪製土地覆蓋變化、地面變形、冰架和冰川地圖,可在洪水等災害期間使用,並在危機時期支持人道主義救援工作。

(C) Sentinel-1C 位於法屬圭亞那庫魯的無塵室中

2024年10月9日,衛星抵達法屬圭亞那庫魯,準備於2024年12月發射。 Sentinel-1C 經過 24 小時的完全適應後,貨櫃被打開,衛星被移至無塵室進行測試。

(D) 不來梅港周圍下沉

沉降通常是由地下水開採、採礦和城市化等地下變化引起的,可能對建築物和基礎設施造成重大損害。 Sentinel-1 任務的雷達資料顯示不來梅港地區的地面變形,特別是在沼澤建成的地區(紅色和橙色點)。定期監測使當局和規劃者能夠有針對性地監測瀕危地區,及時採取措施,從而最大限度地減少經濟損失和安全風險。

(E) 萊尼什褐煤礦區土壤和地下水沉降

根據哥白尼哨兵一號任務的雷達數據,該圖顯示了 2014 年至 2019 年間萊尼什褐煤礦區的地球表面每年移動幾毫米。紅色顯示的地面沉降是由於露天開採褐煤以及相關的地下水位下降造成的。鄰近地區的藍色區域顯示採礦停止後地下水有所上升。監測此類地面運動對於及早識別風險非常重要。透過定期監測,當局可以有針對性地關注危險區域,及時採取必要措施,減少經濟損失和安全風險。

 

source: 
德國航空航太中心
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