Home / 太空計畫 / 福爾摩沙五號

福爾摩沙衛星二號我國自主擁有的第一枚遙測衛星

由國家太空中心規劃之我國自主擁有的第一枚遙測衛星 「 福爾摩沙衛星二號」 於 2004年5月21日成功發射。

計畫簡介

由國家太空中心規劃之我國自主擁有的第一枚遙測衛星 「 福爾摩沙衛星二號」 於 2004年5月21日成功發射,進入距地球表面891公里的太陽同步軌道飛行,福衛二號之任務係對台灣及全球陸地及海域進行近實時之遙測作業,它在白晝地區拍攝的影像資料可應用於國土規劃、資源探勘、環境保護、防災救災 …等。當衛星運行到黑夜地區(eclipse)時,進行對高層大氣象上閃電之自然現象科學觀測,觀測結果提供做為科學實驗研究。因此,福爾摩沙二號之任務係兼具“遙測”與“科學”兩大任務。

福衛二號影像處理系統 (Image Processing System, IPS)是由國家太空中心自行發展成功,計畫性之拍照需求排定衛星取像時程,取像後之影像資料經X頻天線下傳,接著進行前處理,包括輻射及幾何系統處理後歸檔,並依客戶之訂單製作產品遞交,影像處理系統之系統架構如下圖所示。g1

衛星特性

福衛二號計畫的研發,係延續在福衛一號計畫已建立之能力與經驗,擴大國內業界與國家太空中心負責及參與的層面。在福衛二號計畫執行初期,國家太空中心將福衛二號的發展策略,公告於國際相關重要媒體,公開徵選衛 星本體的主合約商。最後選定法國 EADS Astrium公司為主合約商 ,共同設計與發展遙測人造衛星。研發過程中, 國家太空中心派遣優秀工程師前往法國吐魯斯駐廠工作,並負責系統及次系統之部份設計分析、整測工作。藉由工作參與及技術交流,不斷地吸收太空科技新知,朝向達成自我發展衛星的目標前進。


「福爾摩沙衛星二號」之基本資料

  • 為地球遙測應用衛星 。
  • 重量: 760 公斤左右(含酬載及燃料) 。
  • 形狀尺寸:六角柱形,高 2.4 米,外徑約 2.06 米 (太陽電能板未展開時) 。
  • 軌道:高度 891 公里,太陽同步軌道,每日通過台灣上空二次 。
  • 繞行地球一週時間:約 103 分鐘 。
  • 遙測對地解析度:黑白影像 2 公尺,彩色影像 8 公尺 。
  • 影像拍攝刈幅 ≧24km ;側視角範圍 ±45° ,可進行立體攝影。
  • 任務壽命: 5 年。
  • 發射日期: 2004 年 5 月 21 日 ( 台灣時間 ) 。

酬載儀器

福爾摩沙衛星二號兼具遙測與科學任務,其酬載儀器為遙測照相儀( Remote Sensing Instrument,簡稱 RSI )和高空大氣閃電影像儀( Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightning ,簡稱 ISUAL )

外型 立方體,單側裝載太陽能板
尺寸 100 x 120 x 125立方公分
總重量 280公斤
通訊能力 S頻段,上傳速率32kbps,下載速率2Mbps
酬載支援 資料容量≧2Gbits,載重≦8公斤,電力需求≦10W
軌道 500~600km,傾角≧24°

國產元件


GNSS-R

全球衛星導航衛星系統反射訊號接收機(GNSS-R)的核心技術,源自太空中心自主研發的太空級GPS接收機,在系統架構上可同時接收一組GNSS直射訊號、四組GNSS反射訊號。

GNSS-R的發展是系統性的,除反射接收機之外,亦針對微弱的反射訊號同步進行高增益左旋天線、低雜訊放大器、多通道射頻前級等元件的開發;目前所有元件均已完成飛行體的製造驗證。

GNSS-R的應用是一個新的領域,尚處於萌芽階段,未來獵風者衛星搭載GNSS-R執行氣象科學任務,除可提升我國衛星自主研製能量之外,也將使我國在GNSS-R科學領域居於領先地位;另外太空中心目前亦積極與國內學研界合作,推動國內關於GNSS-R技術與應用的研究,希望對我國未來氣象預報與防災的能力有所助益。

發射系統

除GNSS-R酬載之外,獵風者衛星衛星內部採用太空中心自行研製的關鍵元件,包括有衛星電腦(Onboard Computer,OBC)、電力控制單元(Power Control Unit,PCU)、GPS接收機(GPS Receiver,GPSR)、光纖陀螺儀(Fiber Optic Gyro,FOG)等。

地面系統

福爾摩沙衛星二號的地面系統主要負責執行福爾摩沙衛星二號之整體操作任務,包括:發射支援、衛星本體操控、酬載操控、遙測與科學資料之接收、處理與分送等。

地面系統之功能包括指令上鏈、資料擷取、衛星追蹤、軌道及姿態控制等之全程任務操作。其主要設施有:任務操作中心( Mission Operation Center, MOC)、任務控制中心(Mission Control Center, MCC)、飛行動態設施(Flight Dynamic Facility, FDF)、地面通訊網路(Ground Communication Network, GCN)、科學控制中心(Science Control Center, SCC)及兩座S頻段遙傳追蹤與指令地面站(Telemetry, Tracking and Command Stations, TT&C)景象處理中心等。

任務操作中心是整個福爾摩沙二號每天運作的指揮中心,其運作功能係透過南北兩座 S頻段遙傳追蹤與指令地面站,進行衛星全天候監控及任務操作。藉由衛星遙傳所得資料可分析衛星的健康狀態,並下達指令控制衛星運作,同時進行初步的科學資料處理。

任務成果

福衛二號發射至今,持續執行既定的遙測與科學任務。衛星本體與酬載正常運作,尤其遙測與科學酬載狀況一直運作良好,衛星姿態由反應輪及磁鉅棒控制,不須燃燒燃料,太陽能電力供應也足夠衛星的正常運作。

福衛二號從2004年6月4日開始密集照相任務,已攝得許多國內外有價值的遙測圖片,同年7月4日開始進行科學觀測,也攝取許多紅色精靈與大氣輝光等科學影像。在國際營運展開後,順利打入國際遙測市場,更充分發揮其功能。該年夏天國內發生多次水災,12月26日南亞更發生強烈地震與巨大海嘯,造成嚴重災害,福衛二號及時對災區進行照相,這些相片對於救災與重建工作有相當大的幫助,成功發揮福衛二號的功能。

以下為數張福衛二號遙測酬載觀測的影像:圖1為敏督莉颱風過後,水災影響的彩色影像,解析度8米 ;圖2為中正紀念堂,解析度2米;圖3為新竹科學園區,解析度2米。(解析度指影像內每一個pixel點代表的長度)