資源衛星簡介
資源衛星資源衛星利用星上裝載的多光譜遙感設備，獲取地面物體輻射或反射的多種波段電磁波信息，然後把這些信息傳送給地面站。由於每種物體在不同光譜頻段下的反射不一樣，地面站接收到衛星信號後，便根據所掌握的各類物質的波譜特性，對這些信息進行處理、判讀，從而得到各類資源的特徵、分布和狀態等詳細資料，人們就可以免去四處奔波，實地勘測的辛苦了。
資料衛星分類與起源
資源衛星分為兩類：一是陸地資源衛星，二是海洋資源衛星。陸地資源衛星以陸地勘測為主，而海洋資源衛星主要是尋找海洋資源。
資源衛星一般採用太陽同步軌道運行，這能使衛星的軌道面每天順地球自轉方向轉動1度，與地球繞太陽公轉每天約1度的距離基本相等。這樣既可以使衛星對地球的任何地點都能觀測，又能使衛星在每天的同一時刻飛臨某個地區，實現定時勘測。
世界上第一顆陸地資源衛星是美國1972年7月23日發射的，名為“陸地衛星1號”。它採用近圓形太陽同步軌道，距地球920公里高，每天繞地球14圈。星上的攝像設備不斷地拍下地球表面的情況， 每幅圖象可覆蓋地面近兩萬平方公里，是航空攝影的140倍。
世界上第一顆海洋資源衛星也是美國於1978年6月發射的，名為“海洋衛星1號”。它裝備有各種遙測設備，可在各種天氣里觀察海水特徵， 測繪航線，錄找魚群，測量海浪、海風等。
資源衛星示例
資源衛星法國的史波特衛星(SPOT)
1986年2 月法國成功的發射第一顆 SPOT 衛星 (SPOT-1)，1990 年1月再發射第二顆 SPOT-2 。1993 年 8 月 SPOT-1 停止使用，9月底再次成功的發射 SPOT-3 衛星，但不幸於 1996 年 11 月失去聯絡，隨後 SPOT-1 重新啟用。
SPOT 系列衛星為太陽同步衛星，平均航高 832 公里，軌道與赤道傾斜角 98.77 ° ，繞地球一圈周期約 101.4 分，一天可轉 14.2 圈，每 26 天通過同一地區， SPOT 衛星一天內所繞行的軌道，在赤道相鄰兩軌道最大距離 2823。6 公里，全球共有 369 個軌道。SPOT-1-3 衛星上有兩組 HRV(High Resolution Visible) 感測器，每一組感測器分別擁有多光譜態 (XS) 及全色態 (PAN) 兩種模式。多光譜之三個波段分別為綠光段 (XS1 ： 0.5 m m – 0.59 m m) ，紅光段 (XS2 ： 0.61 m m – 0.68 m m) 與近紅外光段 (XS3 ： 0.79 m m – 0.89 m m) ，而全色態的波長範圍則在 0.50 m m – 0.73 m m 。每一組 HRV 之每一波段皆有 6000 個 CCD 。其中全色態每一個 CCD 對應一個像元，多光譜態每一像元由兩個 CCD 之資料相加平均而組成。每一組 HRV 之視野角 (Field of View) 為 4.25 度。
SPOT-4 號衛星
於 1998 年 3 月 24 日發射升空，其最大的特點在於新增的短波紅外線波段 (SWIR，Short-Wave Infrared) ，以及一個專用於地表植被分析研究的儀器 VI(Vegetation Instrument) 。新的 SWIR 波段有助於對地物景觀進行較以往更深入的分析判讀， SWIR 波段比原有的波段 ( 綠光 / 紅光 / 近紅外光 ) ，具備更強的大氣穿透能力，因此可使得衛星影像上的地物地貌更加清晰。藉由 SWIR 波段更高的亮度對比特性，地表的水線和湖泊等均可以鮮明銳利地呈現出來。此外，土壤與植物的濕度亦能從此波段之灰階亮度中分析出，可以更容易地達成有關土壤種類判釋和植被農作物生長階段的監控。
SPOT-5 號衛星
於 2002 年 5 月 4 日發射升空，擁有 3 種光學儀器分別為兩個 HRG ， VI ，以及 HRS 。其中 VI 與 SPOT-4 相同，而每一個 HRG 儀器分別擁有兩個全光譜影像 (HM) ，一個多光譜影像 (HI) ，以及一個短波紅外線波段 (SWIR) 影像。其中， HM 有 12000 個 CCD 空間解析度為 5 公尺， HI 有 6000 個 CCD 空間解析度為 10 公尺，而 SWIR 則有 3000 個 CCD 空間解析度為 20 公尺。若利用兩組 HRG 感測器同時拍攝 HM 資料，再經過影像融合處理可以提升其空間解析度到 2.5 公尺，稱為超解像模式 (Supermode) 影像，而像幅寬度仍維持為 60 公里，是目前中高解析度衛星中，幅寬最廣之衛星資料。此外，在定位精度方面，過去 SPOT-1~4 衛星利用載體軌道參數所得到之 絕對定位誤差約為 1000 公尺 ，而 SPOT-5 衛星利用 Start Tracker 與 DORIS 系統進行姿態與軌道位置之定位，在未使用地面控制點且為平坦地形之絕對定位精度已可提高到 50 公尺。另外， HRS 為立體觀測感測器，專為製作數值地形模型而設計，其拍攝範圍為 120 公里 ( 寬 ) x 600 公里 ( 長 ) ，拍攝方式為同軌立體，如圖 B.2 所示，以便獲取相同大氣狀況之立體影像。其空間解析度為 10 公尺 (Across Track) x 10 公 尺 (Along Track) ，並且在沿軌道方向重複取樣 (Over Sampling)5 公尺。由於此感測器之觀測視角固定為 40 度，使得基線航高比 (B/H) 可高達 0.84 ，加上高精度之軌道參數，在平坦地形且未使用地面控制點之情況下，所製作之數值地形模型其定位精度約可達 15 公尺。
福爾摩沙衛星二號 (FORMOSAT-2)
福爾摩沙衛星二號 ( 福衛二號 ) 已於2004 年 5 月 21 日 成功發射， 為我國第一個自主性遙測與科學衛星，是由國家實驗研究院國家太空計畫室所主導，為國家太空計畫第一期十五年計畫中之主要任務之一。福爾摩沙衛星二號具有資源探測與科學研究雙重任務，其資源探測任務是以滿足台灣地區之需求為主，其每日再訪率與高空間解析度的設計，是福爾摩沙衛星二號優於其他商業遙測衛星的地方。其套用領域可包含土地利用與變遷 ， 農林規劃 ， 環境監控 ， 災害評估以及科學研究與教育等方面，預期將帶動國內遙測技術之開發及提升遙測套用之層級。
福爾摩沙衛星二號，其質量約為 750 公斤 ( 含酬載及燃料 ) ，軌道高 891 公里 ，屬於太陽同步衛星。軌道面固定，每日通過台灣海峽上空，具左右各 45 ° 之傾斜拍攝之能力。每日繞地球飛行 14 圈，地面軌跡 (Ground Track) 將通過台灣海峽上空，可一次拍攝八分鐘的資料。其全色態解析度在 0 ° ~45 ° 之傾角下約為 2~ 4.5 公尺 ，在飛行方向則約為 2~ 3 公尺 。多光譜態有四個波段，即藍光段，綠光段，紅光段及近紅外光段，具 8 公尺 解析度，掃瞄寬度為 24 公里 。福爾摩沙衛星二號之攝影模式為衛星本體鏇轉 (Body Rotation) 同步取樣方式，可以向前，向後觀測方式進行立體攝影，以進一步獲取數值地形模型 (Digital Terrain Model， DTM) 資料。
歐洲資源衛星 (ERS-1 / 2 )
歐洲太空總署 (European Space Agency ， ESA) 於 1991 年 7 月發射 ERS-1 衛星，於1995 年又發射 ERS-2 衛星。目前僅餘 ERS-2 衛星仍在運作。 ERS-1 及 ERS-2 是以太陽同步軌道運行，軌道高度約為 785 公里 ，軌道傾斜角約為 98.5 ° ，軌道周期目前是以 35 天為一周期運作。其上所酬載之合成口徑雷達影像 (SAR) 系統，是以 23 ° 入射角斜視地面物攝取雷達回波資料，掃瞄軌跡寬約為 100 公里 ，其一幅影像大小約為 100 公里 × 100 公里 ，解析度約為 30 公尺 ，掃瞄軌跡中心距離衛星軌道投影中心約為 294 公里 。
美國大地衛星五號(Landsat 5)
Landsat 5於1984年 3月1日升空，亦為太陽同步地球資源衛星，在赤道上空 705公里，高度運轉傾斜角為98.2度。每次約上午 9點42分，由北向南南越赤道，繞地球一圈周期約98.9分，每天繞行約14圈，每16天掃瞄同一地區。全球共有 233個軌道，以Landsat 所定義之全球參考系統( WRS)表示，定為Path， Row座標系，台灣地區處Path 117-118，Row 42-45。Landsat 掃瞄覆蓋地面每一像幅(SCENE)約 185Km×170Km，掃瞄一個像幅約費時 26.31秒，在赤道附近相鄰兩張影像重疊量為百分之 7.3，愈向兩極重疊愈多，在台灣地區重疊約百分之14。
Landsat TM(Thematic Mapper)有 7個波段，其中1-5和 7的IFOV(Instantaneous Field of View)為43μrad相當地面解析力30公尺×30公尺(為可見光及近紅外光)，波段 6的IFOV為 170μrad，6相當地面解析力為 120公尺(為熱紅外光波段)。TM以垂直飛行方向做來回掃瞄，掃瞄張角為14.7度，相當地面 185公里寬，每個像幅有5996行掃瞄線，每行有6320像點。1993年十月間發射失敗的 Landsat 6，主要之特色為另添單色ETM(Enhanced Thematic Mapper)感測器，地面解析度達 15公尺× 15公尺，是由美國EOSAT公司負責操作，美國將於1996發射Landsat 7號取代之。
GPS衛星
原是美國國防部為了軍事定時，定位與導航的目的所發展，希望以衛星導航為基礎的技術可構成主要的無線電導航系統，未來並能滿足下一個世紀的套用。第一顆GPS衛星在1978年發射，首十顆衛星稱為BLOCK I試驗型衛星，從1989年到1993年所發射的衛星稱為BLOCK II/IIA量產型衛星，第二十四顆BLOCK II/IIA衛星在1994年發射後，GPS已達到初步操作能力(Initial Operational Capability，IOC)，24顆GPS衛星提供全世界24小時全天候的定位與導航資訊。美國空軍太空司令部於1995年4月27號宣布GPS已達到完整操作能力(Full Operational Capability)，將BLOCK I衛星加以汰換而24顆衛星全部為BLOCK II/IIA衛星，之後又發射四顆BLOCK IIA及一顆BLOCK IIR衛星，成功地滿足軍事實務的操作。
加拿大「Radarsat」衛星
加拿大雷達衛星(Radarsat)於1995 年11月發射，傾角98.6度，軌道高度為790公里，其為商用及科學用的雷達系統，主要探測目標為冰河，同時還考慮到陸地成像，以便套用於農業，地質等領域。該系統有5種波束工作模式，即：坽標準波束模式，入射角20° 49°，成像寬度100公里，距離及方位解析度為25m x 28m;夌寬輻射波束，入射角20° 40°，成像寬度及空間解析度分別為150公里和28mx35m;奅高解析度波束，三種參數依此為37° 48°，45公里及10m x 10m;妵掃描雷達波束，該模式具有對全球快速成像能力，成像寬度大(300公里或500公里)，解析度較低(50m x 50m或100m x 100m)，入射角為20° 49°;妺試驗波束，該模式最大特點為入射角大，且變化幅度小49° 59°，成像寬度及解析度分別為75公里及28m x 30m。
長曲棍球(LACROSSE/VEGA)雷達成像偵察衛星系列
其設計壽命8年，傾角57~68度，軌道高度為670~703 公里，雷達的幾何解析度為30cm~3m。其酬載之合成孔徑雷達能以標準，寬掃，精掃及試驗等多種波束模式對地面軌跡兩側的目標成像，這些不同的波束模式各有各的獨特用途。前兩顆衛星以標準模式成像時解析度為3m，以精掃模式成像時解析度為1m，而後兩顆改進型衛星的精掃模式解析度已提升至30cm。
中國資源衛星系列
中巴地球資源衛星是1988年中國和巴西兩國政府聯合議定書批准，在中國資源一號原方案基礎上，由中、巴兩國共同投
資源衛星資源一號衛星(CBERS-1)於1999年升空，它是我國第一代傳輸型地球資源衛星，星上三種遙感相機可晝夜觀測地球，利用高碼速率數傳系統將獲取的數據傳輸回地球地面接收站，經加工、處理成各種所需的圖片，供各類用戶使用。
CBERS-02星是01星的接替星，其功能、組成、平台、有效載荷和性能指標的標稱參數等與01星相同。02星於2003年10月21日在太原衛星發射中心發射升空，經在軌測試後於2004年2月12日投入套用運行。目前02星仍在軌道上正常運行。目前，資源一號衛星02星數據網上免費分發，用戶可以申請使用。
中國資源二號衛星是傳輸型遙感衛星，主要用於國土資源勘查、環境監測與保護、城市規劃、農作物估產、防災減災和空間科學試驗等領域。中國曾於2000年9月1日和2002年l0月27日分別發射這個型號的01星和02星。這兩顆衛星至今仍在軌正常運行，已發回了大量數據。2004年11月6日上午，中國自行研製的“中國資源二號”03星在太原衛星發射中心由“長征”四號乙運載火箭送入太空。03星的總體性能和技術水平與前兩顆相比，有了改進和提高。今後一段時間內，太空將呈現“中國資源二號三星高照”的態勢。
資源衛星在什麼軌道
它們通常運行在太陽同步軌道上。那么什麼是太陽同步軌道？這種軌道又有什麼好處？
太陽同步軌道的理論定義是：軌道平面進動方向與地球公轉方向大致相同，進動角速率等於地球公轉平均角速率（0.9856度/日或360度/年）的人造地球衛星軌道。其實，說簡單一點，就是能保證衛星每天以相同方向經過同一緯度的當地上空的軌道。因為，我們知道，衛星運行的周期是由的處的軌道決定的，因此，這樣的軌道是可以確定的。
選擇太陽同步軌道，能保證衛星每天在特定的時刻經過指定地區，這當然便於我們獲得最好的太陽光條件，從而得到高質量的地面目標圖像，這就是氣象衛星、資源衛星通常選擇太陽同步軌道的原因。
茫茫星空，有心人會發現，有些衛星幾乎總是在同一時刻出現的天空中的同一位置，奇怪嗎？其實一點也不奇怪，因為它們處在地球同步軌道上。
所謂地球同步軌道，就是沿這個軌道走一圈所需的時間恰好與地球自轉的周期（23小時56分4秒）相同。也許有人會說，那么如果走得速度快慢不一，那得到的時間不也就不同了嗎。其實，按照天體運行規律，每條軌道上運行的物體的速度是固定的。因此，不用擔心會出現時間上的不一致性。
那么，地球同步軌道有什麼用呢？構想一下，如果我們想每天監視地球上的同一個地方，我們的衛星該放在哪兒？當然是地球同步軌道。再如象俄羅斯，它處於高軌地區，常用的靜止軌道衛星無法覆蓋，如果想實現衛星通信，地球同步軌道是再好的選擇。事實上，俄羅斯的“閃電”通信衛星也正是這樣選擇運行軌道的。
地球資源衛星的原理
地球資源衛星是一種中等高度的”太陽同步衛星”，它的近地點是905公里，遠地點是918公里，所以軌道是近於圓形的；每103．267分鐘它就由北向南，又由南而北地圍繞．地球一周，一天要轉14圈，每隔25秒鐘就“拍”一張相片。不過，在地球背著太陽的那一面，它又會自動不“拍照”，你看，一天它該拍多少照片呀!因為地球是自轉的，103分鐘內恰好向東轉了25.8°，這就等於衛星也向西跑了25.8°，25.8°有多遠?地球的赤道周長是40075．24公里。也就是說，每隔103分鐘，衛星就要在上一條軌道以西2875公里(指赤道附近，近兩極兩條軌道的距離當然要縮短)拍照。在這段時間內，太陽由東向西也移動了25.8°，衛星的軌道移動的距離正好和太陽一致了，所以把地球資源衛星稱作“太陽同步衛星”。按照設計，衛星通過赤道的時間都是當地時間上午9點30分，這正是陽光最柔和，最適合攝影的時間。地球資源衛星每18天，轉251圈以後，就把地球各個部分都拍攝完了；然後再從第一條軌道開始工作，每18天就可以得到同一地區的相片。
地球資源衛星上帶有兩種“攝影”儀器(稱為感測器)，一是反光束導管電視攝像儀，類似電視攝像機；另一種是多光譜掃瞄器，能把地面反射上來的電磁波按波長分開，記錄下來。這些儀器接收到的光訊號都經過轉換，變成電壓訊號記錄在磁帶上，等到衛星經過地面接收站上空，地面站又用磁帶把它發射回來的電壓訊號記錄下來，再經過電子計算機處理，把它變成光學訊號，在感光材料上重新成像，這就是衛星相片。每張衛星相片所拍攝的範圍是34225平方公里，相當於1000-。10000張航空象片的範圍，而且它還不會象飛機那樣，受到氣候條件、地形起伏等因素而影響飛行，因此，它自然要比用飛機調查快得多、省得多。而單純的地面調查工作的效率和它比起來，更是望塵莫及了。
至於對調查迅速變化的自然現象，如火山噴發、河水泛濫、河口海岸的變遷，以至農作物的長勢，資源衛星都是一個優秀的“監察員”。
正因遙感技術具有這些優點，現在已廣泛運用在尋找礦產、工程勘察、預報火山噴發和地震、森林調查和森林防火、估計農作物的產量，甚至還可測定大陸間的移動距離哩。
那么，是不是有了遙感技術就可以取代地面工作和其他方法呢?不行，即使在將來，也還需要地面工作，當用遙感技術探得資源後，還要在重點關鍵地區作深入研究，必須空間和地面相結合，才可以達到節省人力、物力和時間，加強深入研究的效果。
第一顆資源衛星
世界上第一顆陸地資源衛星是美國1972年7月23日發射的，名為“陸地衛星1號”。它採用近圓形太陽同步軌道，距地球920公里高，每天繞地球14圈。星上的攝像設備不斷地拍下地球表面的情況， 每幅圖象可覆蓋地面近兩萬平方公里，是航空攝影的140倍。
世界上第一顆海洋資源衛星也是美國於1978年6月發射的，名為“海洋衛星1號”。它裝備有各種遙測設備，可在各種天氣里觀察海水特徵， 測繪航線，錄找魚群，測量海浪、海風等。
