最后更新：2025年10月7日

地球被监视：观测卫星

科学摘要

本文概述了地球观测卫星，将其分为三大类（光学、雷达、测高）。这些仪器为气候、灾害管理、农业和城市规划提供了关键数据。文章详细介绍了哥白尼哨兵、陆地卫星和泰拉等标志性任务。2025年，在轨活跃卫星总数估计约为11,700颗，其中约1,000颗专门用于地球观测，得益于商业星座以及民用和军事太空计划，这一数字正在不断增长。

卫星如何监测我们的星球，又有多少颗在轨运行？

观测卫星利用三种技术从各个角度审视地球：光学（可见光图像）、雷达（穿透云层观测）和测高（高度测量）。它们的数据对于追踪气候、灾害或森林砍伐至关重要。2025年，约有11,700颗活跃卫星在轨运行，其中1,000颗专门用于观测我们的星球。得益于Pléiades Neo等商业星座以及国际计划（哥白尼、NASA、CNSA），这一数字持续增长。

太空监视时代

自太空时代到来以来，地球观测卫星使我们能够以前所未有的精度监测地球。这些仪器提供关于气候、海洋、森林以及城市和农业区域的数据。它们的观测对于灾害管理、森林砍伐监测以及气候变化研究至关重要。

观测卫星的主要类型

观测卫星主要分为三类：

光学卫星：捕捉可见光和近红外光谱范围内的图像。
雷达卫星：利用微波信号，即使在多云或夜间也能获取图像。
测高卫星：使用合成孔径雷达（SAR）等仪器测量海洋和陆地表面地形。

科学与环境应用

这些卫星为以下方面提供关键数据：

监测洪水、火灾或地震等自然灾害。
研究冰川和极地冰盖的演变。
监测城市化和土地利用变化。
气候建模与天气预报。
监测空气质量和温室气体排放。
观测海洋、洋流及海面温度。
追踪森林砍伐与森林再生。
管理水资源，包括地下水。
监测作物与粮食安全。
评估采矿和工业活动对环境的影响。
绘制沿海地区地图并预防海岸侵蚀。
探测和监测火山及地质现象。
城市规划和人口增长分析。
通过监测自然栖息地来保护生物多样性。
验证和改进全球气候模型。

标志性卫星示例

一些卫星已成为地球观测的基准：

哥白尼哨兵2号：用于植被和土壤监测。
Terra与Aqua：NASA用于研究大气和海洋的任务。
Envisat：欧空局全球环境观测任务。

卫星对比表

选定观测卫星的特性
卫星	任务	主要乐器	代理机构
哨兵-2	土壤与植被监测	多光谱	ESA
大地	气候与大气研究	MODIS、ASTER	美国国家航空航天局
环境卫星	全球环境观测	MERIS, ASAR	ESA
水	海洋与大气观测	MODIS，AMSR-E	美国国家航空航天局
哨兵-1号	陆地和海上监视雷达	SAR	ESA
GOES-16	实时气象观测	ABI，GLM	美国国家海洋和大气管理局
Landsat 9	土壤与环境监测	OLI-2、TIRS-2	NASA / 美国地质调查局
ICESat-2	冰川冰与陆地地形测量	ATLAS	美国国家航空航天局
SMAP	土壤水分监测	雷达与辐射计	美国国家航空航天局
哥白尼哨兵-5P	空气质量与污染物监测	TROPOMI	ESA
Jason-3	海洋测高观测	雷达高度计	美国国家航空航天局 / 法国国家空间研究中心
Suomi NPP	全球气候监测	VIIRS，CERES	美国国家航空航天局 / 美国国家海洋和大气管理局
GRACE-FO	地球重力变化的测量	重力仪	美国国家航空航天局 / 德国地学研究中心
ADEOS-II	大气与海洋观测	多光谱与雷达	JAXA（日本宇宙航空研究开发机构）
TerraSAR-X	用于测绘与监视的雷达成像	SAR	DLR
高分一号	多光谱土壤与农业观测	多光谱相机	中国国家航天局 / 中国航天科技集团公司
高分二号	高分辨率光学成像	高分辨率光学相机	中国国家航天局 / 中国航天科技集团公司
高分三号	用于海洋和陆地监视的合成孔径雷达（SAR）	SAR	中国国家航天局 / 中国航天科技集团公司
高分六号	用于土壤监测与测绘的光学成像技术	多光谱光学相机	中国国家航天局 / 中国航天科技集团公司
高分七号	用于地形和制图的立体观测	立体摄像机	中国国家航天局 / 中国航天科技集团公司