測繪空間信息與激光測高衛(wèi)星融合數(shù)據(jù)處理方案

I主報告.1新時代測繪地理信息研究報告陳常松喬朝飛等／001一測繪地理信息工作面臨的新形勢／002二新時代對測繪地理信息提出的新需求／005三測繪地理信息供給現(xiàn)狀／009四測繪地理信息供給存在的間都口不足／

013五加強新時代測繪地理信息供給的萄關(guān)建議I

016II公共服務篇

2

新型基礎測繪體系思考與探索武文忠／022囚.9

科斷技想到刨地新理篇信息技相1思考轄仁楊必勝等／.10

1認07識萬潔實踐一苦于城市空間地理信息大棉的城市附溫宗勇邢曉揭I

126.11姻 、 j

陸地遙感藍眼發(fā)展與展望唐新明李圄元等／144.12百

洋灑瞌灰腳用毛同興華何由t等／157.川13傾省斜輯攝影國如陸土陽到應用明與發(fā)坦展l信斯息李德平江臺／相17建0做盧怦熊陸IV等I肪I

1屬82.15測出也理信息工作劇2的實踐與思考徐開明I

191.16

做好測墜地酷息工作，為建設酷飛 莫高輒蹦傾酌

國.出17（制浙江創(chuàng)新測繪地理信息工作的思路與輯昌盛樂山I

213?i衛(wèi)星研制與發(fā)射各種應用各類型用戶分發(fā)與服務各級產(chǎn)品的生產(chǎn)多源信息的融合集成與分析傳感器定軌定姿

信息獲取信息傳輸時空基準的建立與維持

空間環(huán)境模型

遙感成像機理導航定位數(shù)據(jù)處理遙感數(shù)據(jù)接收處理空間探測數(shù)據(jù)處理Land

Satellite

Remote

Sensing

Application

Center,

Ministry

ofNatural

Resources遙感衛(wèi)星是測繪空間地理信息獲取的重要手段

激光測高衛(wèi)星是遙感衛(wèi)星的

重要組成部分目錄國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)國產(chǎn)衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)處理實踐新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)存在的問題及解決途徑總結(jié)與展望激光測高衛(wèi)星的發(fā)展?激光

Light

Amplification

by

Stimulated

Emission

of

RadiationLaser：指通過受激輻射而放大的光，被譽為“最快的刀、最準的尺、最亮的光、最強的炮”，是20世紀重要的發(fā)明之一激光雷達：

Light

Detection

And

RangingLIDAR、LiDAR、Lidar。衛(wèi)星名稱發(fā)射時間國別式(線脈寬

間隔(ns)(m)探測方

激光波

發(fā)射

足印 重訪 足印大小(m)用途SLA-01/021996/100 1.5地球，全球高程NEAR/NLR1996 美國 線性1波束 1215 <6小行星Eros表面地形ICESat-1/GLAS2003 美國 線性1波束 6 170 8/18370 0.15

植被高、極地冰蓋、地球陸地地表高程、海冰、大氣等國內(nèi)外現(xiàn)狀與趨勢高程測量精度(m)Clementine性/單 束數(shù) 天數(shù)光子)1994 美國 線性美國1波束 10 100線性 1波束 10 750250 40月球地形地貌控97制點MGS/MOL1996美國線性1波束533016010火星表面地形地貌AMessenger/ 2006MLA美國線性1波束6176<1水星表面形貌SELENE/L 2007日本線性1波束175月球表面地形地貌ALTCE-1/LAM 2007中國線性1波束5-714002005月球表面地形地貌LRO/LOL 2009A美國線性5波束5253750.1月球表面地形地貌CE-22010中國線性1波束10405月球表面地形\著陸區(qū)地形資源三號02星2016中國線性1波束7350059501.0試驗性激光測高載荷BELA2019歐洲線性1波束10250241.9已發(fā)射（水星）高分七號2019中國線性2波束7233059301.0已發(fā)射（廣義激光高程控制點）陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星2020中國線性5波束72005925~301.0待發(fā)射（林業(yè)碳儲量監(jiān)測、廣義激光高程控制點）ICESat-2/ATLAS2018美國單光子6波束10.791100.1已發(fā)射（極地冰蓋監(jiān)測等）GEDI2018美國線性8波束10500251.0已發(fā)射（森林生物量測量）LIST2020年后美國單光子1000波束0.960.750.1待發(fā)射（對地觀測）國內(nèi)外現(xiàn)狀與趨勢國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢GLASATLAS GEDILIST單波長、1波束對地激光測高，線性探測結(jié)合光子體制（氣溶膠），80mJ量級（2003年）6波束對地激光測高，光子探測，0.5mJ量級（2018年9月發(fā)射）1000波束對地激光成像，光子探測，0.1mJ量級（2025規(guī)劃）發(fā)展趨勢：激光波束越來越多、地面足印越來越小，體制由線性逐步向光子探測體制發(fā)展8波束對熱帶和溫帶的林業(yè)樹高進行激光測量，線性探測，10mJ量級（2018年12月發(fā)射）激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域高精度控制點獲取地理信息作為重要的基礎性戰(zhàn)略資源，全球地理信息資源開發(fā)已經(jīng)列入國家的第十三個五年規(guī)劃綱要和

《

全國基礎測繪中長期規(guī)劃綱要（2015—2030年）》。1:5000及更高1:2000比例尺高程控制點獲取是境內(nèi)外測繪均需要解決的技術(shù)難點。激光測高衛(wèi)星能獲取高精度地面控制點，滿足航天航空遙感立體測圖應用需求。美國在1996、1997年先后兩次發(fā)射 SLA-01/02，獲得了全球南北緯56度 范圍的激光高程控制點，并修

30正了

全球數(shù)字高度模型GTOP0的精度激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域高精度控制點獲取以國產(chǎn)高分七號、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)為主，聯(lián)合ICESat/GLAS、資源三號02星激光數(shù)據(jù)，構(gòu)建覆蓋全球/全國的廣義激光高程控制點數(shù)據(jù)庫。形成全國統(tǒng)一的衛(wèi)星測繪高程控制基準；

總體精度高程優(yōu)于0.8m，平面優(yōu)于10m；其中，東北、華北平原地區(qū)及東南部沿海發(fā)達地區(qū)，高程精度優(yōu)于0.5m；西部山地區(qū)域優(yōu)于1.5m；

滿足光學、InSAR等衛(wèi)星1:1萬、1:5萬比例尺立體測圖高程控制需求；陸海高程基準統(tǒng)一傳統(tǒng)水深和高程數(shù)據(jù)以不同的垂直基準面為參考,

水深測量和地形測量是分別進行的,這就造成了陸海交界處的不連續(xù)性。陸海高程基準統(tǒng)一技術(shù)通過實現(xiàn)海域水深信息向高程基準的轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一,為陸?；A地理數(shù)據(jù)的集成提供垂直基準變換與統(tǒng)一的技術(shù)支撐。海面地形是平均海面基準與大地水準面基準轉(zhuǎn)換的紐帶,對確定全球統(tǒng)一的高程基準具有重要的作用和意義。激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域林業(yè)樹高及生物量估算《中共中央國務院關(guān)于加快推進生態(tài)文明建設的意見》提出要推進對森林、草原等的統(tǒng)計監(jiān)測核算能力建設，并要求用衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，對自然資源和生態(tài)環(huán)境保護狀況開展全天候監(jiān)測，健全覆蓋所有資源環(huán)境要素的監(jiān)測網(wǎng)絡體系。林業(yè)碳匯是我國林業(yè)應對氣候變化國家戰(zhàn)略 的基礎支撐，國家森林碳匯抵排戰(zhàn)略要求建 設內(nèi)涵全面、數(shù)據(jù)權(quán)威、模型可靠、參數(shù)合 理、反應快速的森林碳匯計量監(jiān)測國家體系 以測準算清森林碳匯，科學闡明設和保護對應對氣候變化作用好國家氣候變化內(nèi)政外交兩個中國生態(tài)建和貢獻，服務大局。南北極冰蓋海冰測量極地冰蓋缺少紋理，傳統(tǒng)的立體攝影測量難以識別同名點；微波容易穿透冰雪，難以精確測量高程。主動式激光測量是極地區(qū)域高程變化監(jiān)測的最好手段?？茖W認知，數(shù)據(jù)為先；善治極地，數(shù)據(jù)為先。激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域“第三極地區(qū)”也被稱為亞洲水塔。該地區(qū)的冰川孕育著亞洲幾大河流，成為維系十幾個國家15億人生活的重要水源。該地區(qū)的冰川正在快速消融，融水補給湖泊，導致湖泊水位上漲，而目前人類對該區(qū)域的變化及演變還知之甚少，缺少有效的宏觀觀測手段和高精度測量數(shù)據(jù)。世界第三極：高極—青藏高原地區(qū)激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域激光測高衛(wèi)星的應用領(lǐng)域大型湖泊水位監(jiān)測青海湖位于青海省西北部的青海湖盆地內(nèi)，既是中國最大的內(nèi)陸湖泊，也是中國最大的咸水湖。激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)激光足印點高精度三維坐標激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)

J

2000RStarJ

2000GPS

Lx

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XGPS

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GPS

J

2000

精密定軌精密定姿大氣改正\幾何檢校潮汐改正幾何檢校唐新明,

李國元.

衛(wèi)星激光測高嚴密幾何模型構(gòu)建及精度初步驗證[J].

測繪學報,

2016,

45(10):

1182-1191.衛(wèi)星激光測高是一種在衛(wèi)星平臺上搭載激光測高儀，并以一定頻率向地面發(fā)射激光脈沖，通過測量激光從衛(wèi)星到地面再返回的時間差，計算激光單向傳輸?shù)木_距離，再結(jié)合精確測量的衛(wèi)星軌道、姿態(tài)以及激光指向角，最終獲得激光足印點三維坐標/高程的技術(shù)與方法。GLAS的指標隨機誤差激光器測距誤差68cm10cm軌道徑向誤差5cm5cm安裝偏心量誤差1cm資源三號02星系統(tǒng)誤差 引起的測高誤差/ 68cm/ 5cm/ 1cm1cm安裝偏置角誤差1″/平面約2.5m；高程約4.1cm/姿態(tài)/激光指向角誤差0.6″7.5cm大氣折射大氣參數(shù)測量誤差精密定姿后，無控5″最大2.35m，基本可消除最大40cm，平面約14m；高程約23.7cm3o以內(nèi)，平面偏移3cm/o；高程：2cm2cm潮汐影響1cm可消除1cm1cm時間同步誤差20us /假定坡度為1o的平坦地區(qū)，與姿態(tài)/指向誤差共同作用<1cm<1cm地形起伏4.1cm/″/o5cm/″/o中誤差平面：14.2m高程：0.849m平面：4.5m高程：0.137m激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)紅外探測器被擊中的探測器X提出了衛(wèi)星激光測高儀“兩步法”在軌幾何檢校方法?基于地形匹配的粗檢校?基于地面探測器的精檢校YZoAB足印影像激光足印點星下點軌跡機載紅外相機GLAS紅外發(fā)射器在軌幾何檢校航空影像激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)光行差改正GABCvcG'激光發(fā)射方向和實際傳輸方向的夾角為v

sinc

5.2角秒GG'

15m激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

1由于受大氣折射的影響，最終的激光回波在地面足印點位置與原始指

向直線傳播的位置會存在一定偏差。距離測量值也會因折射率的變化而產(chǎn)生延遲，最大延遲量可達2.35m采用NCEP等全球大氣參數(shù)，基于光線跟蹤和數(shù)值積分算法對大氣延遲誤差進行精細改正，折射影響改正精度可優(yōu)于2cm。0n

0n

1n

k1k

1kPP0n

kd

0d

1大氣折射影響激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)大氣散射影響大氣中的液態(tài)水分子、凝華而成的冰晶粒子以及兩者的混合物，對衛(wèi)星激光測高的質(zhì)量有較大影響，這主要是由于激光脈沖受到云多次散射、吸收影響而被拉伸，導致脈沖發(fā)生延時。主要考慮大氣前向散射。激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)大氣散射改正大氣散射引起的高程偏差基本按指數(shù)函數(shù)關(guān)系進行增加，統(tǒng)計某試驗區(qū)的數(shù)據(jù)，結(jié)果表明：當云光學厚度在0~0.5時，高程偏差為0~0.6m；當云光學厚度在0.5~1.2時，高程偏差接近為0.6m；當云光學厚度在1.2~2時，高程偏差為0.6~2m；當云光學厚度在2~5之間時，高程偏差為2~18m。

以指數(shù)函數(shù)建模然后進行散射

改正，初步結(jié)果表明可以優(yōu)于5cm。后續(xù)要針對大氣散射影響的識別與改正做進一步精細化研究。云光學厚度與高程偏差絕對值之間的關(guān)系單位：米激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)大氣潮汐海潮固體潮（

地球極移引起）

極潮海潮載荷潮大氣載荷潮大氣海洋地殼地殼地殼1.5cm40cm5cm2.5cm潮汐改正潮汐直接和間接的引起地殼形變，即固體潮、海潮、極潮、大氣載荷潮及海潮載荷潮，其中固體潮引起的測站點徑向位移較大，最高可達±40cm。采用相關(guān)潮汐改正模型，如IERS2010潮汐模型，改正誤差可優(yōu)于1.0cm。潮汐改正

海潮主要是海水在月球和太陽引潮力的作用下,全球海面產(chǎn)生的周期性漲落運動，在海洋范圍必須改正。目前主要通過各類海洋潮汐模型進行改正，現(xiàn)有模型包括全球海潮模型FES系列、GOT系列、DTU系列、EOT系列、TPXO系列等，被測高數(shù)據(jù)廣泛采用的是FES系列和GOT系列。

海洋負荷潮（海洋潮汐負荷）是由于海洋潮汐的海水質(zhì)量變化而引起的固體地球形變，在全球范圍內(nèi)都需要改正，但靠近海洋區(qū)域較大，遠離海洋區(qū)域較小，海洋負荷潮可以通過海洋潮汐模型進行計算。

長周期海洋平衡潮和非平衡潮汐，是由于常用海洋潮汐模型僅主要考慮較大影響的半日、全日或1/4、1/6等較短周期的分潮，而實際中潮汐還包括很多長周期的分量，故一般會采用幾個較大的主要長周期分潮來進行改正。

極潮是因地球旋轉(zhuǎn)軸（或極軸）的變化，導致地球離心力位的變化，從而導致地球表面會受到類似潮汐現(xiàn)象的形變，通過極移的變化進行計算激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)資源三號02星/03星激光測高多光譜

02星試驗性相機

激光測高儀三線陣立體相機參數(shù)實驗室標稱值激光脈沖寬度6.5

ns重復頻率2

Hz功耗45

W質(zhì)量40

kg激光器單脈沖能量175mJ有效口徑210

mm有效作用距離480~520

km激光足印大小>50m軌道高度505.984

km中心波長1064nm瞬時發(fā)射視場0.1mrad瞬時接收視場0.5mrad探測器帶寬200MHz測高通道數(shù)量1測距精度1m（坡度<2度）資源三號02星激光測高試驗圖1.資源三號02星激光測高數(shù)據(jù)分布示意圖1263軌1035軌1051軌圖2.水面區(qū)域資源三號02星激光測高數(shù)據(jù)項目組完成了02星激光測高儀數(shù)據(jù)處理，并開展了在海面、湖面、夜間升軌等多種情況的質(zhì)量分析，積累了一定的國產(chǎn)激光測高數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗，也為硬件方在激光測高儀工作模式、場景，受云影響、水面能否反射等問題提供了一定參考。高分辨率國土測繪衛(wèi)星——高分七號（GF-7），是我國首顆民用亞米級高分辨率光學傳輸型立體測繪衛(wèi)星。高分七號衛(wèi)星主要用于我國1:1萬立體測圖生產(chǎn)及更大比例尺基礎地理信息產(chǎn)品的更新；衛(wèi)星于2019年11月3日成功發(fā)射，衛(wèi)星配置了雙線陣立體測繪相機和2波束激光測高儀。高分七號衛(wèi)星激光測高高分七號衛(wèi)星激光測高LiDAR數(shù)據(jù)是否完整剔除

是否有效激光發(fā)射波形LPA強度數(shù)據(jù)足印幾何特征參數(shù)回波仿真模型提取激光光斑范圍內(nèi)的LiDAR點云數(shù)據(jù)否是坐標變換原始機載LiDAR數(shù)據(jù)激光足印位置數(shù)據(jù)激光測高儀輔助數(shù)據(jù)是否剔除三角網(wǎng)內(nèi)插DSM地形1064nm激光點云強度信息地表反射率精度評價實測回波波形仿真回波波形計算仿真回波和實測回波的相關(guān)系數(shù)提出了一種精細化的激光回波模擬方法，綜合考慮激光足印光強影像、實際發(fā)射波形、地表反射率、大氣參數(shù)（清潔條件、非清潔條件）大氣透過率等因素，對激光回波的全波形進行精細化的模擬仿真。激光測高數(shù)據(jù)模擬仿真高分七號衛(wèi)星激光測高激光測高數(shù)據(jù)質(zhì)量控制基于地表地形因子：地表粗糙度、地表坡度、坡向、高差等對地觀測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)質(zhì)量評價質(zhì)量評價方法

質(zhì)量評價指標儀器參數(shù)質(zhì)量評價方法研究激光測高數(shù)據(jù)評價方法研究環(huán)境影響因素的評價方法研究波形數(shù)據(jù)質(zhì)量評價方法研究足印影像和光斑質(zhì)量評價方法研究地形和大氣因子評價方法研究激光測高數(shù)據(jù)高程精度評價方法研究激光測高數(shù)據(jù)平面精度評價方法研究激光測高數(shù)據(jù)有效性評價方法研究對地觀測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)質(zhì)量評價方法體系基于儀器因子：溫度、振動、能量飽和、指向偏差(激光指向精度)基于足印影像因子：灰度級分布、清晰度、噪聲、云量、無效像元比值、質(zhì)心位置變化、扁率、方位角、面積、最大灰度值等；基于大氣因子：AOD值、大氣散射增益等高分七號衛(wèi)星激光測高激光測高數(shù)據(jù)質(zhì)量控制長時間序列激光質(zhì)心坐標的位置變化監(jiān)測與質(zhì)量控制高分七號衛(wèi)星激光測高激光測高數(shù)據(jù)質(zhì)量控制對飽和改正結(jié)果分析，本文算法飽和改正最大值為0.136m，飽和改正最小值為-0.008m，改正后的誤差的絕對值均值為0.045m，相較于GLAS改正量的誤差均值0.119m有了很大提高，改正后數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定且趨于近似真值，且未發(fā)生改正量過大的情況，改正后整體精度可達0.05m。四組數(shù)據(jù)改正前后高程對比本文飽和改正算法能有效識別飽和點并進行改正，初步驗證誤差優(yōu)于0.05m。點號GLAS改正量/m本文改正量/mGLAS改正后高程與真值差值/m本文改正后高程與真值差值/mA10.4160.1320.219-0.065A20.2750.1260.025-0.083A50.2220.0380.1880.004B70.3010.1230.1810.002B80.3850.1360.2790.03B90.1670.0270.1320.052C40.0270.032-0.07-0.065C50.0930.117-0.072-0.048C60.0130.021-0.023-0.015D90-0.0080.0260.018D100.0120.041-0.153-0.124D110.0070.02-0.056-0.043高分七號衛(wèi)星激光測高nu

nu－－a國產(chǎn)高分七號衛(wèi)星南極地區(qū)第一軌激光測高數(shù)據(jù)·喃0 100200

300

400

500600if\軌fuJ激光點

（）點問限：2

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?，i曠東拍攝時間：2019年11月21I

I自然資源部國土衛(wèi)皇遙感岡州巾心

拍攝U－］問：2019年11月21Fl向然資源部國上衛(wèi)星

在感內(nèi)用中心／

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商銀內(nèi)陸腹地〈E運等2500〉1革己主：

羽∞二n,怒斗S:

..帽新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)指標設計值陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星

于2017年1月正式立項，

計劃2020年發(fā)射，主要用

于陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯估算、碳匯激

全球高程控制點獲環(huán)保等其他有關(guān)行業(yè)的應用等。取、大

氣氣溶膠監(jiān)測以及

光農(nóng)業(yè)測、量系統(tǒng)波長

波束數(shù)

脈沖寬寬

發(fā)射能量

重頻率測距精度激光發(fā)散角1064nm58ns75mJ35Hz0.3m60urad氣溶膠激光測量系統(tǒng)波長

波束數(shù)

脈沖寬度發(fā)射能量重頻率大氣垂直分辨率激光發(fā)散角532nm120ns110mJ20Hz30m110urad新型激光測高衛(wèi)星產(chǎn)品體系國產(chǎn)激光測高衛(wèi)星產(chǎn)品體系構(gòu)建高

分

七號衛(wèi)星

資

源

三號

03

星產(chǎn)品分級體系

質(zhì)量控制體系

標

準

測高產(chǎn)品

激

光

測高

載

荷應

用

系統(tǒng)

處

理軟件

衛(wèi)

星

姿

軌

、

全

波

形

、

足

印影像

、

潮

汐

、

大氣相

關(guān)

處理

廣

義

高程控制

點湖

泊

水位高程

測

量產(chǎn)品

植被

高度 測

量產(chǎn)品

海

冰

厚度測

量

產(chǎn)品

冰

蓋

高程測

量

產(chǎn)品

云高測量

產(chǎn)品海浪

高測

量

產(chǎn)品

格

網(wǎng)

級陸地地

形

產(chǎn)品

格

網(wǎng)

級植被高產(chǎn)

品格

網(wǎng)

級海冰厚

度

產(chǎn)品

格

網(wǎng)

級冰蓋高產(chǎn)

品海

風

風速反

演

產(chǎn)品

原

始

數(shù)據(jù)

波

形

能量

校

正產(chǎn)品

傳

感

器

校

正

產(chǎn)品

（

基

礎

測

高

)格

網(wǎng)

級專

題

要素高

程

測量

產(chǎn)

品標

準

測高

產(chǎn)品足

印

級專

題

要素高

程

測量

產(chǎn)

品高

程

變化

監(jiān)

測產(chǎn)品足

印

影像質(zhì)

量

控制

光

斑

質(zhì)量控制

大

氣

質(zhì)量

控制

波

形

質(zhì)量

控制

陸

地

生

態(tài)

系

統(tǒng)碳

監(jiān)

測衛(wèi)星

新型激光測高衛(wèi)星產(chǎn)品體系無國產(chǎn)激光測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品體系構(gòu)建標準測高產(chǎn)品云霧量云高測量產(chǎn)品

有 大氣光學厚度反演產(chǎn)品陸地冰蓋海洋植被海冰湖泊廣義高程控制點產(chǎn)品地物類型判別足印級陸地地形測繪產(chǎn)品足印級極地冰蓋高程測量產(chǎn)品足印級海冰厚度測量產(chǎn)品足印級湖泊水位測量產(chǎn)品足印級植被高度測量產(chǎn)品足印級海面高度測量產(chǎn)品格網(wǎng)級陸地地形測繪產(chǎn)品格網(wǎng)級極地冰蓋高程測量產(chǎn)品格網(wǎng)級海冰厚度測量產(chǎn)品格網(wǎng)級湖泊水位測量產(chǎn)品格網(wǎng)級植被高度測量產(chǎn)品陸地高程變化監(jiān)測產(chǎn)品極地冰蓋高程變化監(jiān)測產(chǎn)品海冰厚度變化監(jiān)測產(chǎn)品湖泊水位變化監(jiān)測產(chǎn)品植被高度變化監(jiān)測產(chǎn)品海洋風速反演產(chǎn)品植被生物量反演產(chǎn)品建筑物高度產(chǎn)品新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)多波束全波形激光測高項目 參數(shù)項目參數(shù)高重頻、短脈寬、微脈沖、多波束、小足印多波束單光子激光測高衛(wèi)星新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)發(fā)射時間2018年9月激光重頻10kHz周期91天脈沖能量250-900mJ可調(diào)預計壽命5年脈沖寬度1ns軌道類型近極地重復軌道軌道高度600km激光波長532nm軌道傾角940光斑直徑光斑間隔13.5m0.7m高程精度設計質(zhì)量10cm<10kg新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)5000520054005600沿軌距離(m)580060006200100012001400160018002000220024002600高程(m)噪聲點

潛在信號點5000520054005800600062005600沿軌距離(m)1400145015001550160016501700高程(m)數(shù)據(jù)點5200540056005800600012001900elevation(m)noisesecond

f

ine

denoising

signal12001900elevation(m)second

f

ine

denoising

signal500052005400 5600580060006200148014901500elevation(m)152015201510153015401550along-track

distance(m)noisesecondfinedenoising

signal500052005400 5600580060006200149015001510153015401550along-track

distance(m)elevation(m)secondfinedenoising

signal180018001700170016001600150015001400140013001300新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)強波束信號占比是弱波束3倍左右；

設定500m距離門，ATL03的信號占比約為20%；1m誤差范圍的點，優(yōu)于0.3m的點占比約為35%；優(yōu)于0.2m的點占比約為20%；高程誤差（m）強波束點數(shù)弱波束點數(shù)強波束占比弱波束占比dh<1698611739015.646%5.245%1<dh<534212124157.662%3.744%5<

dh<101638889253.67%2.692%10<dh<2020230150534.531%4.54%20<dh<50454083922410.169%11.829%50<dh<100668155977214.964%18.026%100<dh<200743926914116.660%20.852%200<dh<50011921210965926.698%33.072%參數(shù)

工作模式工作波長軌道與工作環(huán)境點像元數(shù)量

測繪帶寬

系統(tǒng)口徑0總體方案指標

基于載荷平臺運動的多元并行推掃模式；

532nm與1064nm雙波長500km軌道，全天時工作

陸地：>21@1064nm、海洋1~3元雙波長（1064nm+532nm）

不低于10km，具備垂軌方向1.5度側(cè)擺能力和全球覆蓋能力

1m陸地：2.5m@500km,1波束，20Hz,1:2000/1:5000高精度控制25m@500km,>20波束，70Hz,林業(yè)樹高和生物量；海洋：50m@500km,50Hz,海洋剖面高程測量、淺海地形測量優(yōu)于2m

陸地：2.5m光斑優(yōu)于.2m，25m光斑優(yōu)于1.0m；海洋：優(yōu)于0.優(yōu)于0.15m優(yōu)于10m姿態(tài)優(yōu)于0.5”,定軌優(yōu)于3cm

具備分辯率不低于0.5m的2.5m激光光斑內(nèi)地物成像能力足印尺寸及重頻率；；平面定位精度高程測量精度測距精度

海洋探測深度測姿定軌精度足印影像5m新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)陸海激光測高衛(wèi)星陸海激光測高衛(wèi)星滿足國家“一帶一路”建設及全球地理信息資源開發(fā)對1:5000甚至1:2000測圖的高精度控制點應用需求；滿足應對全球氣候變化對林業(yè)樹高以及三極冰蓋高程變化監(jiān)測的數(shù)據(jù)需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自主化，掌握國際話語權(quán)；滿足“海洋強國建設”對淺海地形及海洋剖面測量的海洋科學研究應用需求。最終實現(xiàn)我國自然資源衛(wèi)星高程精度的整體提升，為建立高精度統(tǒng)一的陸海高程基準提供重要支撐。新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)分步走戰(zhàn)略一、少波束的線性體制高程測量衛(wèi)星高分七號、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星二、多波束的線性或單光子體制高程測量衛(wèi)星；類似GEDI或ICESat-2；–

陸海激光測高衛(wèi)星

（>3+20+1模式，5-10年左右）三、幾百波束的激光三維地形測量衛(wèi)星至少500波束的陣列狀三維地形測量衛(wèi)星（15-30年）新型激光測高衛(wèi)星技術(shù)存在的問題及解決途徑距離門寬度動態(tài)適應調(diào)整技術(shù)距離門寬度與探測概率、探測精度、數(shù)據(jù)量大小密切相關(guān)，合理有效地控制距離門寬度，特別是實現(xiàn)根據(jù)地形起伏、地物類別等自適應動態(tài)調(diào)整距離門寬度