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自从SPOT1于1986年2月22日问世以来，SPOT星族的成员已发展到了4名：SPOT1，2，3和SPOT4。尤其是SPOT新星--SPOT4和计划于2001年发射升空的SPOT5，它们的投入运行不仅保证了SPOT提供服务的连续性，而且使SPOT卫星群体的整体技术水平的提高和超前优势更加明显。
一、SPOT1，2和SPOT3简介
SPOT1于1986年2月22日发射升空，1990年12月31日被回收；紧接着SPOT2于1990年1月22日投入运行，现在它仍在运行；SPOT3于1993年9月26日入轨，1997年11月14日发生故障，运行3年后被迫退役。由这3颗卫星构成的空间观测系统到目前为止已经在太空运行了10多年，获取了地面大约600万幅的影像，几乎覆盖了地球的全部。
SPOT1，2，3的性能指标大致相同，星上都载有两部HRV（高分辩率）影像仪（SPOT3载有改进型的HRV），它们可以在P（全色）模式和M（多光谱）模式下工作。HRV的反射镜可以在地面的控制下左右倾斜最大为27度，保证了SPOT影像的立体观测能力。SPOT1，2，3及其HRV的主要指标见表1。
表1
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POT1，2，3 |
HRV |
|
总重/kg
理论轨道高度/km
理论运行周期/min
轨道倾角（。）
主要结构尺寸
数据速率/Mb/s
发射器
机载记录能力/min
设计寿命/a |
1907
822
101.4
98.72
2m×2m×4.5m
2×15
Ariane2/3
2×22
＞5 |
|
M |
P |
| 波段/μm |
0.50-0.59
0.61-0.68
0.79-0.89 |
0.51-0.73 |
| 分辩率/m |
20 |
10 |
| 像素数/线 |
3000 |
6000 |
| 像素大小/μm |
13 |
13 |
| 垂直观测带宽/km |
60 |
60 |
| 机载压缩器 |
无 |
DPCM(3/4) |
二、SPOT4投入商业运作
为保证SPOT影像数据的连续性，满足广大用户的需求，1998年3月24日，性能比SPOT1，2，3更加优越的SPOT4升空运转。SPOT4及其HRV的主要指标如表2。
表2
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SPOT4 |
HRV |
总重/km
理论轨道高度/km
理论运行周期/min
轨道倾角(.)
主要结构尺寸
数据速率/Mb/s
发射器
机载记录能力/min
设计寿命/a |
2700
822
101.4
98.72
2m×2m×5.6m
2×15
Ariane4
2×22＋3
＞5 |
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M |
P |
| 波段/μm |
0.50-0.59
0.50-0.59
0.79-0.89
1.58-1.75 |
0.51-0.73 |
| 分辩率/m |
20 |
10 |
| 像素数/线 |
3000 |
6000 |
| 像素大小/μm |
13 |
13 |
| 垂直观测带宽/km |
60 |
60 |
| 机载压缩器 |
DPCM(3/4) |
DPCM(3/4) |
与前面的3颗SPOT卫星相比,SPOT4卫星在许多方面都表现出了显著的优越性。
1、星载HRV的波段发生了重大变化。SPOT4将HRV在全色模式下的波段0.51-0.73μm改为波段B2(0.61-0.68μm),其分辩率可为10m和20m,这些可从表2的数据看出。另外，SPOT4的一个重要特点是增加了一个SWIR（Short Wave Infrared，短波红外）波段。新的SWIR波段可使地面景观特征比以往得到最大的再现。它可以"看透"大气，极大地增强了影像纹理的清晰度；水域和湖泊的影像也因SWIR波段的高对比度而清晰可见。SWIR波段还对土壤和植被的湿度非常敏感，从而可以很容易地分辨土壤的类型和植被的生长期。
2、对HRV的控制更加灵活。SPOT4的HRV不仅保持了向轨道两侧倾斜的能力，而且可以根据要获取哪一区域的影像对HRV进行编程控制，进一步提高了获取影像的效率。尤其是可以改变一台HRV的视角而不会影响到由另一台HRV在同一时刻获取的影像质量。
3．SPOT4载有新的植物探测器，这是一个广角的地面观测仪（带宽200km），提供大约1km的空间分辩率和高辐射率。它采用与HRVIR摄像仪相同的波段（B1，B3和中IR），再加上一个B0（0.43-0.47μm）波段以适应海洋区域影像的应用要求和大气改正要求。利用植物观测器获得的数据可以研究覆盖全球的植物进化情况，预测农业产量，研究森林退化和沙漠化进程以及气候变化带来的影响，进行全球生态和全世界农作物的全局观测等等。
4．提高了数据存储能力和数据可靠性。两部星载记录器的记录能力从22min提高到了40min，另外还增加了一个10Gbit的固体存储器，并且延长了设计寿命，增强了星载数据记录的整体可靠性。再加上卫星可以直接将数据传到地面接收站，这样便保证了数据的高存储能力和传输数据的可靠性。
5．实现卫星精确定位。SPOT4使用与SPOT2和3上相同的精确卫星轨道定位和广播星历软件包，这一系统经过在SPOT2上的运行证明是成功的，它可以使卫星在空间的位置计算经过地面数据处理后，精确到10cm。它还可以以同样的精度定位地面标志。对SPLT4还将实验采用另一种软件来确定卫星的实时位置，使其精确到几十米。这些位置数据将包含在辅助数据库中同影像数据一同传输到地面。
6．SPOT4上的POAM3（Polan Ozone and Aerosol Measurement，极地臭氧和烟雾测量仪）将保证SPOT3上的POAM2使命的延续，它用来测量极地区域上空的臭氧和烟雾水平。
7．增加了搭载设备。
SPOT4上搭载了Pastel或SPOT激光通讯仪，它是欧洲空间局的半导体卫星连接实验（Silex）的一部分。Silex是一种卫星到卫星的激光通讯系统，它使用固体激光传输器和接收器。Pastel将借助计划于2000年发射的Artemis卫星以高比特率通过激光连接的方式传输电信号。此外，SPOT4上还搭载了一台研究轨道环境的观测仪以监测卫星轨道环境。
目前，对SPLT4已经完成了在轨测试，卫星、测控系统和星载设备均正常工作，影像的几何质量和辐射质量都大大提高，它获取的影像数据已经投入商业运作。
三、SPOT5的设计特点
面对SPOT4的如此优越的性能，广大终端用户不禁欣喜不已。不过，更加先进的SPOT5的设计工作现在又已经在紧锣密鼓的进行之中了这颗将于2001年发射的新星，比SPOT4更胜一筹。
1．星载HRG（高几何分辩率）影像仪和12000点的线阵列传感器。与SPOT4相比，HRG的地面分辩率在P模式下将从10m提高到5m和2.5m，在M模式下所有3个可见光波段（B1，B2，B3）的分辩率从20m提高到10m。SWIR波段保持20m的分辩率，这对于植被信息已足够了。
2、SPOT5的M波段与SPOT4相同：B1（-0.50--0.59μm）,B2(0.61-0.68μm),B3(0.79-0.89μm)和SWIR(1.58-1.75μm).不过其全色波段重用SPOT1和SPOT3的波段(0.51-0.73μm),这是适应许多用户的要求,以保证SPOT1数据的连续性。
3．保持HRG的侧视能力，以迅速获取地面影像。
4．观测地面带宽保持60km，与SPOT1，2，3相同。
5．SPOT5决定搭载可获取同轨立体影像的影像仪，这一方面已有了突破性进
展。
6．用SPOT数据测图的用户最关心的是影像的几何特性，SPOT5的平面精度指标为10m（rms），高程为5m（rms），这些指标可以满足1：5万地形图的要求。
7．SPOT5影像的辐射指标，不管是否考虑噪音，都将相当于或超过SPOT4。
四．小结
从SPOT星群所有成员的情况中，可以发现，SPOT卫星的总体技术水平在持续不断地提高，并且越来越贴近于广大用户的应用需求。它们的应用潜力已经在诸如城市规划、国防、地图修测、商业房地产及选址、农业、保险业、环境监测、通讯、GIS等许多领域充分表现了出来。
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