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文檔簡(jiǎn)介
歐空局EuropeanSpaceAgency第二組:2/6/2023一:歐空局簡(jiǎn)介歐洲太空局(EuropeanSpaceAgency)是歐洲國(guó)家組織和協(xié)調(diào)空間科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的機(jī)構(gòu)。英文縮寫(xiě)ESA,簡(jiǎn)稱(chēng)歐空局。1975年5月30日由原歐洲空間研究組織(ESRO)和歐洲運(yùn)載火箭研制組織(ELDO)合并而成。2/6/2023歐洲空間局(英語(yǔ):EuropeanSpaceAgency,縮寫(xiě):ESA)是一個(gè)歐洲數(shù)國(guó)政府間的空間探測(cè)和開(kāi)發(fā)組織,總部設(shè)在法國(guó)首都巴黎。歐洲空間局負(fù)責(zé)亞利安4號(hào)和亞利安5號(hào)火箭運(yùn)載火箭的研制與開(kāi)發(fā)。歐洲空間局的前身,歐洲航天研究組織(EuropeanSpaceResearchOrganization,ESRO)經(jīng)過(guò)1962年6月14日簽署的一項(xiàng)協(xié)議,于1964年3月20日建立。如今它仍舊是ESA的一部分,稱(chēng)為歐洲空間研究與技術(shù)中心,位于荷蘭諾德韋克。ESA目前共有19個(gè)成員國(guó):奧地利、比利時(shí)、捷克、丹麥、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、希臘、愛(ài)爾蘭、意大利、盧森堡、荷蘭、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士、羅馬尼亞以及英國(guó);另外,加拿大是ESA的準(zhǔn)成員國(guó)(AssociateMember)。法國(guó)是其主要貢獻(xiàn)者(參見(jiàn)法國(guó)國(guó)家空間研究中心)。目前,ESA與歐盟沒(méi)有關(guān)系。歐盟轄下另有歐盟衛(wèi)星中心(EuropeanUnionSatelliteCentre)。2/6/2023
歐洲空間局的任務(wù)是制定空間政策和計(jì)劃,確定相應(yīng)的工業(yè)政策,協(xié)調(diào)歐洲國(guó)家的空間政策和活動(dòng),以保證成員國(guó)的充分合作,實(shí)現(xiàn)歐洲國(guó)家的空間科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的一體化。歐洲空間局的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)是理事會(huì),由各成員國(guó)的代表組成,日常工作由管理局負(fù)責(zé),理事長(zhǎng)是管理局的常務(wù)主任和法律代表。歐洲空間局的總部設(shè)在巴黎,下屬機(jī)構(gòu)主要有設(shè)在荷蘭的歐洲空間技術(shù)研究中心,設(shè)在聯(lián)邦德國(guó)的歐洲空間運(yùn)行操作中心和設(shè)在意大利的歐洲空間信息檢索中心。2/6/2023歐空局的全球地面站系統(tǒng)
20世紀(jì)末,歐空局進(jìn)一步加強(qiáng)了空間技術(shù)方面的合作,通過(guò)資源共享充分利用各類(lèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)和遙感地面接收處理設(shè)施。進(jìn)入新世紀(jì)之后,歐空局進(jìn)一步加強(qiáng)遙感基礎(chǔ)設(shè)施的整合,提出了建設(shè)歐洲空間信息基礎(chǔ)設(shè)施(INSPIRE)和歐盟全球環(huán)境與安全監(jiān)測(cè)計(jì)劃(GMES)。
2/6/2023
歐空局的跟蹤站網(wǎng)絡(luò)(ESTRACK)是一個(gè)世界范圍的地面站系統(tǒng),可提供在軌衛(wèi)星和歐空局太空運(yùn)行中心(ESOC)的連接。ESTRACK核心網(wǎng)絡(luò)以下由來(lái)自5個(gè)國(guó)家8個(gè)站點(diǎn)的11個(gè)終端組成。
2/6/20231瑞典Kiruna地面站
Kiruna地面站位于瑞典北方城市Kiruna向東38km處的Salmijaervi,它擁有15m和13m直徑的天線,用于接收S波段和X波段的數(shù)據(jù),以及發(fā)射S波段數(shù)據(jù)。X波段的接收用于地球觀測(cè)和科學(xué)任務(wù)的高速率有效載荷數(shù)據(jù)處理。該站還有一套天線用于全球性定位系統(tǒng)的跟蹤和數(shù)據(jù)設(shè)備(TrackingandDataFacility,GPS-TDAF)。
2/6/2023
該站由瑞典空間公司(SwedishSpaceCorporation)管理。目前主要承擔(dān)ERS-2和Envisat任務(wù),正在為以后的地球觀測(cè)任務(wù)Cryosat和ESA-JAXA(日本)合作的科學(xué)任務(wù)ASTRO-F做準(zhǔn)備。Envisat/ERS-2配套的天線位于北緯67.85712518度、東經(jīng)20.96434169度,根據(jù)WGS-84地球橢圓體參數(shù)天線位于402.275m。
2/6/2023
2法屬圭亞那Kourou地面站
Kourou地面站位于法屬圭亞那航天中心(CentreSpatialeGuyanais,CSG),在南美洲的東北部,距Kourou城鎮(zhèn)有27km遠(yuǎn),。有一套直徑15m的S波段和X波段的發(fā)射和接收天線,另外還有一套EUMETSAT氣象衛(wèi)星的遠(yuǎn)程測(cè)距終端和一套GPS-TDAF天線。該站由Merlin管理,專(zhuān)家們的常規(guī)工作是每天負(fù)責(zé)XMM-Newton任務(wù),并負(fù)責(zé)其他衛(wèi)星的發(fā)射和早期軌道階段(LaunchandEarlyOrbitPhases,LEOP)。
2/6/2023
15m天線位于北緯5.25143694度、西經(jīng)52.80466242度,根據(jù)WGS-84地球橢圓體參數(shù)天線位于14.561m。
Kourou技術(shù)設(shè)備由S波段和X波段衛(wèi)星上/下鏈設(shè)備組成,包括一套自動(dòng)跟蹤設(shè)備、一套測(cè)距系統(tǒng)、一套頻率和定時(shí)系統(tǒng)、一套監(jiān)控系統(tǒng)和一套通訊系統(tǒng)。配有不間斷電源設(shè)備。
Kourou站對(duì)ESA的衛(wèi)星活動(dòng)起著至關(guān)重要的作用,特別是在LEOP階段。ESA要求地面站尋找一種靈活、穩(wěn)健和低本高效的方法進(jìn)行設(shè)施的運(yùn)行和維護(hù)(包括內(nèi)部和外部的通訊連接)。庫(kù)魯?shù)孛嬲臼俏挥谌?個(gè)不同地方的11個(gè)站點(diǎn)所組成的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)之一,其主要作用是為航天器的跟蹤、遙測(cè)和指揮(Tracking,TelemetryandCommand,TT&C)提供支持。2/6/20233西班牙Maspalomas地面站
Maspalomas地面站位于西班牙國(guó)家航宇技術(shù)研究所(INTA),GranCanaria島的南部。天線由INTA與IngenieriayServiciosAerospatiales(INSA)合作管理。該站有一套15m的天線用于S波段和X波段的接收和S波段的發(fā)射。還有一套GPS-TDAF天線。專(zhuān)家們用該站執(zhí)行Cluster和SMART-1的常規(guī)任務(wù)。S/X波段天線位于北緯27.76289200度和西經(jīng)15.63380717度,根據(jù)WGS-84地球橢圓體參數(shù)天線位于204.900m。配有不間斷電源設(shè)備。
2/6/20234西澳大利亞NewNorcia地面站
NewNorcia地面站位于西澳大利亞首府佩斯北部140km處,緊挨著NewNorcia城鎮(zhèn)。它由Xantic管理。一套35m直徑的天線用于S波段和X波段的發(fā)射和接收。該站專(zhuān)門(mén)針對(duì)深空衛(wèi)星任務(wù)而設(shè)計(jì),常規(guī)工作是每天支持MarsExpress和Rosetta任務(wù),將來(lái)還有VenusExpress和BepiColombo任務(wù)。計(jì)劃把天線升級(jí)到Ka波段接收。另外還有一套GPS-TDAF天線。
35m天線的坐標(biāo)位于東經(jīng)116.191502度、南緯31.048223度,根據(jù)WGS-84地球橢圓體參數(shù)。天線位于252m。
NewNorcia站技術(shù)設(shè)備由S/X波段衛(wèi)星上/下鏈設(shè)備組成,有一套測(cè)距系統(tǒng)、一套頻率和定時(shí)系統(tǒng)、一套監(jiān)控系統(tǒng)和一套通訊系統(tǒng)。配有不間斷電源設(shè)備。
2/6/20235西澳大利亞Perth地面站
Perth地面站位于西澳大利亞首府佩斯北邊20km處的佩斯國(guó)際電信中心(thePerthInternationalTelecommunicationsCentre,PITC)園區(qū)內(nèi),屬于Telstra,由Xantic管理。有一套直徑15m的天線用于S/X波段的接收和S波段的發(fā)射。還有一套GPS-TDAF天線。Perth站的常規(guī)工作是XMM-Newton任務(wù),以及其他衛(wèi)星的發(fā)射和早期軌道階段(LEOP)。15m天線位于東經(jīng)115.88515564度、南緯31.80252491度,根據(jù)WGS-84地球橢圓體參數(shù)天線位于22.156m。
2/6/20236比利時(shí)Redu地面站
Redu地面站擁有多個(gè)地面終端,位于比利時(shí)的Ardennes區(qū),距Redu村莊約1公里,在比利時(shí)盧森堡省內(nèi)。終端提供C波段、L波段、S波段、Ku波段和Ka波段的跟蹤數(shù)據(jù),并提供通信衛(wèi)星在軌檢測(cè)(in-orbittests,IOT)。目前S波段站用于Integral,該站位于東經(jīng)5.146231度、北緯50.002685度,參考點(diǎn)位于海拔378.3m。地球同步可見(jiàn)仰角超過(guò)10度,在54.9度和65.1度之間。該站裝備有自己的緊急發(fā)電機(jī)系統(tǒng),并通過(guò)完全重復(fù)的光纖線路與比利時(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)相連接。該站全天24小時(shí)運(yùn)行。站點(diǎn)19公頃的面積上裝備著一套自動(dòng)安全系統(tǒng),還有相當(dāng)大的空間做進(jìn)一步擴(kuò)充。它的位置遠(yuǎn)離RF干涉,站點(diǎn)還有所有必需的頻率清除用于運(yùn)轉(zhuǎn)S、C、Ku和Ka頻率。
2/6/20232/6/2023Redu衛(wèi)星跟蹤和控制站從1968年開(kāi)始運(yùn)行,職員們積累了大量的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前Redu支持的各種活動(dòng)有:
測(cè)距、跟蹤和命令(Telemetry,tracking,andcommand,TTC):
15m的S波段天線用來(lái)進(jìn)行遙感勘測(cè)、遠(yuǎn)程控制,以及2100~2300兆赫(接收)和2025~2120兆赫(發(fā)射)頻率范圍的測(cè)距。從2002年10月開(kāi)始,工程師為ESA的科學(xué)衛(wèi)星Integral使用該終端。Integral的控制中心位于ESOC,所有數(shù)據(jù)在ESOC處理。執(zhí)行此任務(wù)期間這個(gè)天線將受ESOC遙控。
較小的2.5mS波段天線用于天基自主計(jì)劃(ProjectforOn-BoardAutonomy,Proba)衛(wèi)星,該衛(wèi)星由ESA于2001年10月發(fā)射。當(dāng)Proba在極軌運(yùn)行收不到信號(hào)時(shí),這個(gè)天線可以用來(lái)支持其他衛(wèi)星。
Redu站安裝了一個(gè)遠(yuǎn)程測(cè)距終端(RRT),作為ArtemisTTC設(shè)備的一部分。位于意大利Fucino的Artemis操作控制中心對(duì)這個(gè)RRT進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。這個(gè)終端被整合到TMS1M數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備中,進(jìn)行Ka波段操作。
2001~2002年為Eutelsat衛(wèi)星安裝了一套9mS波段天線和六套3.8mKu波段天線。這些終端用于Eutelsat艦隊(duì)衛(wèi)星的TTC服務(wù)。它們通過(guò)衛(wèi)星連接到巴黎的Eutelsat航天控制中心。2003年安裝了一套9.3mC波段天線用于支持G2SAT衛(wèi)星。
2/6/20237西班牙Villafranca地面站
villafranca衛(wèi)星跟蹤站(Vilspa)位于馬德里以西30km處的Guadarrama谷,建立于1975,后來(lái)ESA和西班牙政府簽署了一份國(guó)際協(xié)議,Vilspa成為歐空局太空運(yùn)行中心全球站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的一員。
該站擁有以下天線設(shè)備:
VIL-1:一套直徑為15m的天線用于S波段的接收和發(fā)射
VIL-2:一套直徑為15m的天線用于S/X波段的接收和發(fā)射
VIL-4:一套直徑為12m的天線用于X/Ka波段的接收和發(fā)射
VIL-7:一套直徑為3m的天線用于Ku波段的接收和發(fā)射
TS-1:一套直徑為5.5m的天線用于S波段的接收和發(fā)射
2/6/20232/6/2023
8西班牙Cebreros地面站(Avila,Spain)
Cebreros地面站位于馬德里以西90km處Avila省的Cebreros,由INSA管理。該站有一套直徑35m的天線用以X波段的發(fā)射和接收,以及Ka波段的接收。它是針對(duì)深空衛(wèi)星任務(wù)而設(shè)計(jì),為VenusExpress提供常規(guī)支持,是MarsExpress和Rosetta的備用支持,以后還將支持Herschel/Planck、Lisa-Pathfinder、Gaia和BepiColombo。計(jì)劃升級(jí)到Ka波段的發(fā)射。
根據(jù)GRS80地球中心座標(biāo)系(2005年3月6日)天線位于794m。35m天線位于西經(jīng)-4.36754881度、北緯40.45268986度。
2/6/20232/6/20239ESTRACK的合作站點(diǎn)
除歐空局自己的地面站外,ESOC還與其他組織有著地面站服務(wù)的合作協(xié)議,必要時(shí)還包括ESA的設(shè)備。重要的合作有:
Malindi(MAL),位于肯尼亞,與羅馬大學(xué)(意大利)合作;
Santiago(AGO),位于智利,與智利大學(xué)空間研究中心合作;
Svalbard(SVA),位于挪威,與KonsbergSpacetec合作。
2/6/2023
ENVISAT-1衛(wèi)星及ASAR傳感器介紹2/6/2023歐空局ENVISAT衛(wèi)星
衛(wèi)星參數(shù):ENVISAT衛(wèi)星是歐空局的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系列之一,于2002年3月1日發(fā)射升空。在ENVISAT-1衛(wèi)星上載有多個(gè)傳感器,分別對(duì)陸地、海洋、大氣進(jìn)行觀測(cè),其中最主要的就是名為ASAR(AdvancedSyntheticApertureRadar)的合成孔徑雷達(dá)傳感器,中國(guó)遙感衛(wèi)星地面站目前所接收和處理的也正是ASAR的數(shù)據(jù)。2/6/2023發(fā)射時(shí)間2002年3月1日運(yùn)載工具阿里亞納5號(hào)火箭發(fā)射重量8200公斤有效載荷重量(儀器)2050公斤設(shè)計(jì)壽命5年~10年軌道太陽(yáng)同步,高度800公里軌道傾角98°單圈時(shí)間101分鐘重復(fù)周期35天耗資大約20億歐元主要參與國(guó)家?jiàn)W地利,比利時(shí),加拿大,丹麥,法國(guó),芬蘭,德國(guó),意大利,挪威,西班牙,瑞典,瑞士,荷蘭和英國(guó)2/6/2023二.ASAR傳感器特性1.綜述
與ERS的SAR傳感器一樣,ASAR工作在C波段,波長(zhǎng)為5.6厘米。但ASAR具有許多獨(dú)特的性質(zhì),如多極化、可變觀測(cè)角度、寬幅成像等。2/6/20232.工作模式
ENVISAT-1衛(wèi)星ASAR傳感器共有五種工作模式:1.
Image模式2.
AlternatingPolarisation模式3.
WideSwath模式4.
GlobalMonitoring模式5.
Wave模式2/6/2023各種工作模式的特性見(jiàn)下表:模式IMAGEALTERNATINGPOLARISATIONWIDESWATHGLOBALMONITORINGWAVE成像寬度最大100km最大100km約400km約400km5km下行數(shù)據(jù)率100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s0.9Mbit/s0.9Mbit/s極化方式VV或HHVV/HH或VV/VH或HH/HVVV或HHVV或HHVV或HH分辨率30m30m150m1000m10m2/6/2023在上述五種工作模式中,高數(shù)據(jù)率的三種,即Image模式、AlternatingPolarisation模式和WideSwath模式供國(guó)際地面站接收,低數(shù)據(jù)率的GlobalMonitoring模式和Wave模式僅供歐空局的地面站接收。2/6/2023成像位置代號(hào)幅寬(公里)與星下點(diǎn)的距離(公里)入射角范圍IS1105187-29215.0-22.9IS2105242-34719.2-26.7IS382337-41926.0-31.4IS488412-50031.0-36.3IS564490-55535.8-39.4IS670550-62039.1-42.8IS756615-67142.5-45.2Image模式生成與ERSSAR類(lèi)似的約30米空間分辨率的圖象。但與ERSSAR不同的是:Image模式可以①在側(cè)視10o至45o的范圍內(nèi),提供7種不同入射角的成象,②以HH或VV極化方式成像。2/6/2023ENVISAT-1Image模式圖象
2003年12月11日01:57:02VV極化
丹東鴨綠江入???/6/2023
ENVISAT-1WideSwath模式圖象
2003年12月10日02:31:45VV極化湖南2/6/2023加拿大雷達(dá)衛(wèi)星RADARSAT-2衛(wèi)星雷達(dá)衛(wèi)星RADARSAT-2是由加拿大設(shè)計(jì)制造的新一代合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星,2007年12月14日發(fā)射升空。作為RADARSAT-1衛(wèi)星的延續(xù),RADARSAT-2衛(wèi)星增加了許多新的能力,其上搭載的傳感器是目前世界上最為先進(jìn)的民用C波段合成孔徑雷達(dá),具備全極化工作模式,可以工作在單極化、雙極化甚至四極化模式下。另外,衛(wèi)星還支持11種不同的波束模式選擇,其衛(wèi)星觀測(cè)入射角可由20°變化至49°,可以提供分辨率從3米到100米、圖像幅寬從20公里到500公里的多種圖像資料,為用戶(hù)提供了極為豐富的選擇。自發(fā)射以來(lái),RADARSAT-2在世界范圍的海冰監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘探、海事監(jiān)測(cè)、救災(zāi)減災(zāi)和農(nóng)林資源監(jiān)測(cè)及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)等方面發(fā)揮了重要的作用。2/6/2023法國(guó)SPOT衛(wèi)星法國(guó)SPOT-4衛(wèi)星軌道參數(shù):
軌道高度:832公里
軌道傾角:98.721o
軌道周期:101.469分/圈
重復(fù)周期:369圈/26天
降交點(diǎn)時(shí)間:上午10:30分
掃描帶寬度:60公里
兩側(cè)側(cè)視:+/-27o掃描帶寬:950公里2/6/2023波譜范圍:
多光譜XIB10.50–0.59um
20米分辨率B20.61–0.68um
B30.78–0.89um
SWIR1.58–1.75um
全色P10米B20.61–0.68um2/6/2023ERS衛(wèi)星ERS-1ERS-2歐空局分別于1991年和1995年發(fā)射。攜帶有多種有效載荷,包括側(cè)視合成孔徑雷達(dá)(SAR)和風(fēng)向散射計(jì)等裝置),由于ERS-1(2)采用了先進(jìn)的微波遙感技術(shù)來(lái)獲取全天候與全天時(shí)的圖象,比起傳統(tǒng)的光學(xué)遙感圖象有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。2/6/2023衛(wèi)星參數(shù):橢圓形太陽(yáng)同步軌道
軌道高度:780公里
半長(zhǎng)軸:7153.135公里
軌道傾角:98.52o
飛行周期:100.465分鐘
每天運(yùn)行軌道數(shù):14-1/3
降交點(diǎn)的當(dāng)?shù)靥?yáng)時(shí):10:30
空間分辨率:方位方向<30米
距離方向<26.3米
幅寬:100公里2/6/2023RADARSAT-1RADARSAT衛(wèi)星是加拿大于95年11月4日發(fā)射的,它具有7種模式、25種波束,不同入射角,因而具有多種分辨率、不同幅寬和多種信息特征。適用于全球環(huán)境和土地利用、自然資源監(jiān)測(cè)等。2/6/2023衛(wèi)星參數(shù):太陽(yáng)同步軌道(晨昏)
軌道高度:796公里
傾角:98.6o
運(yùn)行周期:100.7分鐘
重復(fù)周期:24天
每天軌道數(shù):14
衛(wèi)星過(guò)境的當(dāng)?shù)貢r(shí)間約為早6點(diǎn)晚6點(diǎn)。
重量:2750kg工作模式波束位置入射角(度)標(biāo)稱(chēng)分辨率(米)標(biāo)稱(chēng)軸寬(公里)
精細(xì)模式(5個(gè)波束位置)F1-F537---481050x50
標(biāo)準(zhǔn)模式(7個(gè)波束位置)S1-S720---4930100x100
寬模式(3個(gè)波束位置)W1-W320---4530150x150字串1
窄幅ScanSAR(2個(gè)波束位置)SN120---4030300x300
SN231---4630300x300
寬幅ScanSARSW120---49100500x500
超高入射角模式(6個(gè)波束位置)H1-H649---592575x75
超低入射角模式L110---2335170x1702/6/2023歐洲envisat-1衛(wèi)星系統(tǒng)
歐洲大型環(huán)境遙感衛(wèi)星envisat-1也反映了大型綜合性衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)的趨勢(shì)。
envisat-1計(jì)劃的主要目標(biāo)是賦于歐洲一種增強(qiáng)的能力,用于從空間對(duì)地球進(jìn)行遙感觀測(cè),進(jìn)一步增強(qiáng)歐空局參加國(guó)參與研究和監(jiān)測(cè)地球及其環(huán)境變化的能力。主要目標(biāo)具體為:
(1)從用歐洲遙感衛(wèi)星(ers)開(kāi)始提供觀測(cè)的連續(xù)性,包括那些由雷達(dá)觀測(cè)取得的數(shù)據(jù)連續(xù)性;
(2)增強(qiáng)ers-1衛(wèi)星的飛行觀測(cè),尤其是海洋和海冰觀測(cè);
(3)擴(kuò)展觀測(cè)參數(shù)的范圍,以滿足那些想進(jìn)一步了解有關(guān)環(huán)境因素的需要;
(4)對(duì)環(huán)境研究,尤其是大氣化學(xué)和海洋學(xué)研究(包括海洋生物學(xué))領(lǐng)域作出重要貢獻(xiàn);
(5)資源觀測(cè)。2/6/2023Envisat-1屬極軌對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系列之一(ESAPolarPlatform),該衛(wèi)星是歐洲迄今建造的最大的環(huán)境衛(wèi)星,也是費(fèi)用最高的地球觀測(cè)衛(wèi)星(總研制成本約25億美元)。星上載有10種探測(cè)設(shè)備,其中4種是ERS-1/2所載設(shè)備的改進(jìn)型,所載最大設(shè)備是先進(jìn)的合成孔徑雷達(dá)(ASAR),可生成海洋、海岸、極地冰冠和陸地的高質(zhì)量圖象,提供更高分辨率的圖象來(lái)研究海洋的變化。其他設(shè)備將提供更高精度的數(shù)據(jù),用于研究地球大氣層及大氣密度。作為ERS-1/2合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的延續(xù),Envisat-1數(shù)據(jù)主要用于監(jiān)視環(huán)境,即對(duì)地球表面和大氣
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