任务类型 | 环氧乙烷 |
机构 | 德国航天中心 |
任务状态 | 任务完成 |
发射日期 | 2008 年 8 月 29 日 |
生命终止日期 | 2020年4月30日 |
测量范围 | 大气、土地、冰雪 |
测量类别 | 积雪、边缘和深度、植被、反照率和反射率、云类型、数量和云顶温度、多用途图像（陆地）、海冰覆盖、边缘和厚度 |
测量详细 | 冰川覆盖、地球表面反照率、植被类型、土地覆盖、陆地表面图像、海冰覆盖、云层覆盖、积雪覆盖 |
卫星任务能力
每颗 RapidEye 小型卫星都携带一个仪器 REIS（RapidEye 地球成像系统），这是一个五通道 VNIR（极近红外）辐射计。REIS 制作高分辨率多光谱图像，应用于农业、环境、林业、测绘、情报和国防。
卫星性能规格
Planet REIS 传感器参数
参数描述
类型 | 高分辨率光学成像仪 |
分辨率 (IFOV) | 6.5m GSD 在最低点，在正射校正产品上重新采样到 5 m 像素大小 |
条带宽度 (FOV） | 77 公里的条带 |
波段 | Blue--(440-510nm) Green--(520-590nm) Red--(630-685nm) Red edge--(690-730nm) NIR--(Near Infrared)--(760-850nm） |
空间和硬件组件
| 全名 | 快速眼 | 地位 | 任务完成 |
| 宣教机构 | 德国航天中心 | 发射日期 | 2008 年 8 月 29 日 |
| 任务链接 | 任务地点 | 停产日期 | 2020年4月30日 |
| NORAD 目录号 | 33312 (TLE), 33313 (TLE), 33314 (TLE), 33315 (TLE), 33316 (TLE) | ||
| 国际代号 | 2008-040A , 2008-040B , 2008-040C , 2008-040D , 2008-040E | ||
| 轨道类型 | 太阳同步 | 轨道周期 | 97分钟 |
| 轨道感应 | 降序 | 轨道倾角 | 98.7度 |
| 轨道高度 | 622 公里 | 轨道经度 | |
| 轨道地表温度 | 11:00 | 重复循环 | 1天 |
| 目标和应用 | 由 5 颗卫星组成的系统，用于制图、地表、数字地形模型、灾害管理、环境监测。 | ||
RapidEye 地球观测星座
Planet RapidEye 卫星任务
RapidEye 是由 Planet 拥有和运营的五颗相同卫星组成的星座，于 2008 年 8 月 29 日发射。该星座于 2020 年 3 月 31 日停用。RapidEye 图像的分辨率约为 5 米。
Planet RapidEye卫星任务参数
参数描述
轨道参数 | 630 公里 |
轨道类型 | 太阳同步 |
轨道倾角 | 97.9° |
轨道周期 | 96.7 分钟 |
全球重访时间 | 1天（(with body-pointing capability）；5.5 天（在中纬度地区（±84°纬度）的最低点} |
Planet RapidEye Product
产品描述
RapidEye Scene Product | 由卫星在其地球线扫描中捕获。条带内的场景是重叠的，并且不会组织成任何特定的切片网格系统。范围从75 x 50平方公里到75 x 300平方公里不等 |
RapidEye OrthoTile Product | 是一种 25 x 25 平方公里的正射校正和平铺产品，基于全球固定 UTM 网格系统，由条带内的一组连续场景（通常为 1 或 2）生成。 |
表 1：关键任务参数概述
卫星数量 | 5 |
FOR（关注领域） | 交叉轨道±20° |
光有效载荷 | 多光谱推扫式成像仪 |
图像下行 | 80 Mbit/s（X 波段） |
GSD 处于最低点 | 〜6.5 m |
幅宽 | 77 公里 |
成像仪CCD探测器 | 线性阵列，12 k 像素 |
全局重访时间 | 1天（具有身体指向能力） |
板载数据存储 | 48 Gbit，（1,200 公里的图像/轨道） |
光带， | 5、（400-850纳米） |
数据量化 | 12位 |
航天器指向能力 | 具有 3 轴控制的敏捷航天器， |
典型的跨轨道偏离指向高达 ±20°、0.2° (3σ) 指向控制精度 | |
航天器发射质量 | 〜156公斤 |
使命设计生活 | > 7 年 |
轨道 | 标称圆形 SSO，海拔 630 公里，11:00 降交点穿越赤道时间 |
卫星任务空间段
图 1：RapidEye 航天器插图（图片来源：SSTL、MDA、BlackBridge）
图 2：航天器总线和内部配置的分解图（图片来源：SSTL）
航天器架构及其各个子系统如图9所示。
图 3：RapidEye 航天器结构概览（图片来源：SSTL）
图 4：AOCS 功能概述（图片来源：SSTL、MDA）
图 5：AOCS 框图（图片来源：SSTL、MDA）
图 6：Altair HB 星跟踪器、摄像头模块和挡板（图片来源：SSTL）
图 7：带有阻力喷射推进器推进剂箱的推进模块插图（图片来源：SSTL）
图 8：resistojet 推进器插图（图片来源：SSTL）
图 9：RapidEye 和航天器架构的框图（图片来源：SSTL、MDA）
图 10：附有天线罩的小型四线螺旋天线插图（图片来源：SES）
图 11：RapidEye 航天器显示内部系统（图片来源：SSTL、MDA）
图 12：发射场装运前 SSTL 的五艘航天器的视图（图片来源：BlackBridge）
图 13：位于拜科努尔的 RapidEye Dnepr 运载火箭照片（图片来源：SSTL、MDA、BlackBridge）
轨道：太阳同步轨道（所有五颗卫星均匀分布在一个轨道平面上），高度 = 630 km，倾角 = 97.9°，当地穿越赤道时间为降交点 (LTDN) 的 11:00 时（± 1 小时） ），周期 = 96.7 分钟，转数/天 = 14.89，间距/轨道 = 24.202°。
S/C 在各自的轨道平面上以大约 19分钟的间隔相互跟随。在单个轨道平面上的星座方法允许建立累积的测绘带（航天器观察地面的相邻区域，图像捕获时间仅相隔几分钟）。通过身体指向技术，可以在世界任何地方（纬度±84°）获得一天的重访时间 。中纬度地区（例如欧洲和北美）的平均覆盖重复周期最低点为5.5 天。
RapidEye星座要求其组成的航天器处于相同高度并定相绕轨道运行，以满足成像要求。为了实现这一目标，SSTL在 DMC（灾害监测星座）之前的工作基础上实施了CMS （星座管理系统）。CMS 支持轨道数据分析和轨道修正机动规划，并具有简单而强大的用户界面。它还提供轨道数据，可用于星座状态的简单可视化（参考文献1）。
图 14：CMS 的高级系统视图（图片来源：SSTL）
图 15：一个轨道平面中的RapidEye 星座（图片来源：BlackBridge）
图 16：RapidEye 星座的艺术家视图（图片来源：BlackBridge）
任务状态
• 2020 年 1 月 24 日：运行 11 年后，超过 7 年的设计寿命，RapidEye 星座将于 2020 年3 月退役。21 )
- 卫星运营商 Planet 选择主动退役这五颗卫星，并促进从 RapidEye 图像过渡到下一代 PlanetScope 产品，该产品提供更高的空间分辨率以及红、绿、蓝、近红外和RapidEye 提供的红边波段。
- 感谢欧空局的地球网第三方任务计划, RapidEye 图像支持了欧洲和世界各地的大量研发项目。Planet 仍然是 RapidEye 庞大图像档案的管理者，该档案由超过 150 亿平方公里的图像组成，将继续向欧洲研究人员开放。
- 最近，地球网计划启动了对由 15 颗卫星 SkySat 和超过 120 颗卫星PlanetScope 星座获取的极高分辨率数据的评估。欧洲航天局将在未来几周内发布专门的机会公告，允许研究人员测试这些数据对科学和应用的适用性。
- RapidEye 数据也已用于哥白尼数据仓库的框架中自 2008 年启动以来一直作为贡献团。这些数据有助于覆盖欧洲部分地区，并且事实证明它们对哥白尼的大量活动很有帮助。RapidEye 任务将在 2 月 28日之前执行新的紧急任务（例如支持哥白尼紧急和安全服务），并在 3 月 31 日之前完成任务订单。
- 与此同时，Planet 目前正在最终确定与哥白尼数据仓库的接口，这将允许 SkySat 和 PlanetScope 星座的无缝集成。随后将专门发布有关这些任务可用性的公告。
• 2020 年 1 月 16 日：我们怀着复杂的心情宣布 Planet 的 RapidEye 星座将于 2020 年 3 月底退役。在忠实收集图像 11 年后，至少可以说，它已经优雅地老去。22）
-自 BlackBridge 收购以来，RapidEye 已经超越了我们，为我们的全球地球观测数据集做出了宝贵的贡献2015 年，该星座的运行时间比其设计寿命长了近四年，并生成了迄今为止全球最大的五米卫星图像档案。
- 超出其使命后，根据 Planet 的卫星运营许可证，我们选择主动退役卫星，继续致力于太空探索最佳实践和空间碎片法规。
- 自 2008 年利用哈萨克斯坦第聂伯火箭发射进入太阳同步轨道以来，五颗 RapidEye 卫星已：
a) 绕地球运行超过 305,000 圈
b) 行驶距离近13,422,000,000公里，超过地球与太阳之间距离的89倍
c) 拍摄了超过 660,000 张地球总面积的照片，相当于超过 150 亿平方公里的图像数据。
- RapidEye 卫星将不再收集用于商业或非商业用途的图像，但它们对地球观测的贡献将永远留在我们的数字记忆中。Planet 仍然是 RapidEye庞大的令人印象深刻的图像档案的管理者，客户将继续利用。
- 在我们团队的支持下，使用RapidEye 图像的客户将过渡到我们的下一代 PlanetScope产品，可提供更高的空间分辨率以及红、绿、蓝、近红外和红边波段的连续性。
- 虽然没有计划建造第二代RapidEye 卫星，但 Planet 预测我们的下一代PlanetScope 产品将达到或超过 RapidEye 历史上对地球陆地的覆盖范围。我们还将继续投资 Dove 卫星的未来迭代，显着增强我们的中等分辨率 PlanetScope 图像。
- RapidEye 一直是Planet 使命的重要贡献者，即让变革变得可见、可及和可操作。尽管这些卫星仅活跃了十多年，但它们对航空航天领域的影响将被许多人铭记一生。
RapidEye 贡献集
图 17：从 2011 年 6 月到 2012 年 4 月，Puyehue-Cordón Caulle 覆盖了约 30 米厚的熔岩流，覆盖了 16 平方公里的安第斯山脉。这些 RapidEye 图像显示了火山爆发前不久的区域——2011 年 3 月 24 日和八年后的 2019 年 3 月 10 日（图像来源：2011 年和 2019 年，Planet Labs Inc. 保留所有权利）
图 18：在十年的时间里，瑞士的皮佐尔冰川逐渐消失，从活跃的冰川变成了分散的雪原。该图像拍摄于 2009 年 9 月 8 日（左）和 2019 年 8 月 9 日（右），图片来源：Planet Labs Inc. 保留所有权利
图 19：位于中国珠江三角洲的深圳在RapidEye 星座的生命周期中取得了巨大的发展。这对2009年5月1日至2019年11月5日的图像显示了前海湾周边地区的转变（图片来源：Planet Labs Inc. 保留所有权利）
图 20：自 20 世纪 90 年代末蓄水以来，由于尼罗河流域降雨量的变化，埃及南部的托什卡湖出现了剧烈的波动。这些变化在干涸湖床的复杂化石海岸线中可见。这些 RapidEye 图像显示了其中一个湖泊从 2011 年 1 月 9 日到 2019 年 2 月 28 日的变化（图像来源：2011年和 2019 年，Planet Labs Inc. 保留所有权利）
RapidEye 星座在轨运行 10 年 23) 24)
• 2018 年 8 月 29 日：由 5 颗 SSTL 建造的地球观测卫星组成的 RapidEye 星座于 2008 年8 月 29 日在哈萨克斯坦拜科努尔的第聂伯运载火箭上发射到630 公里的 LEO（近地轨道）。这些卫星是为RapidEye AG 是一家德国地理空间组织，但该星座随后被出售给 BlackBridge，现在由 Planet Labs 拥有和运营。23）
- 5 颗卫星每颗的质量为 153 kg，并携带相同的传感器，成像精度为 6.5 m GSD，并且它们在相同的轨道平面上运行，相位相同。
- 经过 10 年的在轨运行，RapidEye 星座捕获了数十亿平方公里的数据，提供了世界上最大的每日重访商业卫星图像数据集之一。高质量数据用于农业、基础设施以及环境和社会研究。
- 我们将在这里用蛋糕来庆祝我们的主力小卫星所取得的成就 - 许多在 RapidEye 工作的员工仍然在 SSTL 工作，并且有一些关于这个具有挑战性但有益的项目的精彩故事！
• 2018年8月29日：2008年8月28日清晨，在哈萨克斯坦的沙漠中部，五颗RapidEye小型卫星搭乘第聂伯火箭送入轨道。今天，我们正在庆祝这一重大发射十周年——这一壮举开启了地球观测的新时代。24）
- 虽然今天人们可能知道有数百颗小卫星围绕地球运行，拍摄我们星球的照片，但令人难以置信的是，就在十年前，小卫星的概念在很大程度上还未经证实和未知。
- 传统卫星大约有一辆大卡车大小，能够以中低分辨率对地球进行成像，大约每五到十天一次。RapidEye 卫星大约有小型洗碗机大小，重量仅为 150 公斤，能够每天对地球上的各个地方进行成像。RapidEye 星座真正为 Planet 的日常监测任务开辟了道路。
- 当 Planet 于 2015 年收购 RapidEye 星座时，我们获得了六年全球图像的丰富档案（分辨率为 5 米的 60 亿平方公里），使我们能够将最大的商业卫星图像数据集之一带到网络上。
- 尽管最初设计的使用寿命为 7 年，但 RapidEye 星座在过去 10 年中一直不间断地运行。以下是该星座一生中的一些有趣事实：
a) RapidEye 卫星已绕地球运行超过 270,000 圈
b) RapidEye 卫星的飞行距离近 12,490,000,000 公里——超过地球与太阳之间距离的 85 倍。
c) RapidEye星座已拍摄了超过66万张地球总陆地面积的照片，相当于超过150亿平方公里的图像数据。
10岁生日快乐，并为我们的RapidEye 星座干杯，他们为我们的使命提供了忠实的服务，让全球变革变得可见、可及和可操作！
• 2017 年 4 月：Planet 运营 PlanetScope (PS) 和RapidEye (RE)地球成像星座。图像以各种格式收集和处理，以服务于不同的用例，无论是地图绘制、深度学习、灾难响应、精准农业，还是简单的时态图像分析，以创建丰富的信息产品。25）
- RapidEye 卫星星座已投入运行（在轨运行第 9 年） - 由五颗卫星组成，每天能够在 6.5 m GSD（天底）处收集超过 600 万公里2的数据。每颗卫星的尺寸小于一立方米，质量为 150 公斤（总线+有效载荷）。所有五颗卫星都配备了相同的传感器，并且位于同一轨道平面上。
- RapidEye 图像产品提供两种不同的处理级别，可直接满足客户需求。
产品名称 | 描述 | 产品级别 |
RapidEye基础场景产品 | 对数据应用辐射测量和传感器校正。 | 1B级 |
机载航天器姿态和星历表应用于数据。 | ||
RapidEye Ortho Tile 产品 | 对数据应用辐射测量和传感器校正。 | 3A级 |
使用 RPC 和高程模型对影像进行正射校正。 |
表2：RapidEye卫星图像产品处理水平
- RapidEye Basic 产品是可用 RapidEye 图像产品中处理最少的。该产品专为具有先进图像处理能力并希望自行对产品进行几何校正的客户而设计。该产品系列将提供 GeoTIFF 和 NITF 格式。
- RapidEye 基本场景产品经过辐射和传感器校正，提供从航天器看到的图像，无需校正成像过程中固有的任何几何失真，并且不会映射到地图投影。图像数据伴随着将数据处理成地理校正形式所需的所有航天器遥测数据，或者当与立体对匹配时，用于生成数字高程数据。图像最低点分辨率为 6.5 m GSD。图像被重新采样到由理想化基本相机模型定义的坐标系，以进行波段对齐。
• 2016 年 1 月：同时，Planet Labs 更名为 Planet。提供了 RapidEye 产品规格目录。26）
• 2015 年10 月29 日：Planet Labs 旗下公司BlackBridge 是ForMoSa（卫星数据森林退化监测）项目的主要合作伙伴，该项目是由ESA（欧洲航天局）通过Data User Element 资助的Innovator III 项目。该项目旨在在 REDD+ MRV（减少毁林和森林退化+测量、报告和验证）框架内开发森林退化监测方法和传感器互操作性算法。这些被 GFOI（全球森林观测倡议）视为高度优先的研究课题。27）
- 对于这个项目，BlackBridge与瓦赫宁根大学和粮农组织（联合国粮食及农业组织）合作，这两个世界级组织积极参与 REDD+。瓦赫宁根大学为开发森林砍伐和森林退化监测新方法提供科学支持，而粮农组织在该项目中的作用是验证秘鲁、越南和埃塞俄比亚试验场的成果方法和结果。
• 2015 年10 月15 日：Planet Labs 对BlackBridge的收购现已完成。我们现在的精力集中在作为一个团队、在一个共同的品牌下进入市场并执行单一的全球战略。在接下来的几个月里，我们将实施渐进式变革，这将改善我们的产品供应、服务水平，并使我们的合作伙伴和客户能够做得更多。28）
• 2015 年7 月15 日： BlackBridge 今天宣布已与Planet Labs 达成最终协议，收购RapidEye 核心产品套件。Planet Labs 是位于加利福尼亚州旧金山的卫星图像数据集提供商，该公司设计、建造和运营一组地球成像卫星。 29）
- 这是实现 BlackBridge 探索地球以增强决策能力的使命的下一步，这与 Planet Labs 的使命完美契合。多年来，BlackBridge 为广泛领域的客户提供服务，但主要关注农业、能源和基础设施、消费者绘图、政府、商业智能、环境和社会影响。与 Planet Labs 的合作预计将增加 BlackBridge 为现有客户提供的价值，并提供扩展到新领域的方法。
- 该公司预计将基本按照目前的方式运营。预计客户将继续体验他们所期望的 BlackBridge 卓越服务，并将很快看到这一新联盟的好处。
- 该交易须满足惯例成交条件，预计将于2015 年第三季度完成。
• 2015 年6 月2 日：BlackBridge 今天宣布已与EarthSTAR Inc. 签订独家经销协议，在中华人民共和国（包括香港和澳门）提供RapidEye图像和解决方案。EarthSTAR Inc.是EarthView Image Inc.总部位于北京的子公司，正在扩大中国的地球观测卫星技术市场。EarthSTAR致力于先进技术的研究和开发，为用户特别是政府机构和组织提供高端专业信息产品和应用服务。30）
• RapidEye 预期寿命，2015年 5 月：运行 6 年之后，该星座已完全发挥作用，并将在另外 5 年或更长的运行时间内提供完整的图像性能。根据 BlackBridge 评估，RapidEye 星座将满足其任务性能要求，并通过以下方式继续运行： 2020年的可能性很大。31）
• 2015 年5 月6 日：BlackBridge 宣布已与The Climate Corporation 达成协议，提供美国主要农业区的RapidEye 图像，以用于The Climate Corporation 为农民提供的产品和服务。32）
- 该图像是 BlackBridge 农业监测计划的一部分，该计划自 2013 年以来一直在北美运行。BlackBridge 使用由五颗相同卫星组成的 RapidEye 星座在整个生长季节定期收集北美主要农业区的高分辨率图像。气候公司使用这些图像以及前几个季节的图像来提取当季和历史田间信息，以便农民评估作物健康状况并在问题影响产量之前识别问题。
• 2015 年4 月14 日：BlackBridge 刚刚完成了市场上最新且一致的全球控制点数据库Global Reference 2.0 的制作和实施。这将显着提高 RapidEye 图像的定位精度。33）
- BlackBridge 每天处理数千幅正射影像的广泛测试和经验证实，全球参考 2.0 在全球范围内将正射影像的位置精度提高到 10 m RMSE（均方根误差）以下，其中 80% 的精度低于 7 m RMSE 。这种位置精度水平适用于世界每个地区的正交产品。全球 RapidEye 产品的用户已经注意到其数据集准确性的差异以及工作流程的改进。
- 2015 年 3 月，BlackBridge 推出了 FarmLogs Advantage，这是 FarmLogs 的新版本，利用卫星图像数据帮助用户更好地了解作物健康状况和表现。通过此次合作，FarmLogs 将利用 BlackBridge 的美国农业监测计划，获取在整个生长季节频繁收集的 5 m 多光谱 RapidEye 卫星图像，以及超过六年的历史图像。然后，FarmLogs 将提取并分析与作物相关的信息，以帮助农民最大限度地提高生产力和田间盈利能力。
• 2015 年3 月1 日：BlackBridge Geomatics 现已分发来自DigitalGlobe 的新WorldView-3 卫星的30 厘米彩色图像。这是商业卫星平台迄今为止可获得的最高分辨率，并为基于卫星的测绘、规划和分析开辟了许多新的可能性。在 DigitalGlobe 的帮助下，BlackBridge 现在可以随时随地向所有客户提供精确的 30 厘米彩色图像。34）
• 2014 年10 月：RapidEye 星座中每颗卫星的设计寿命为发射后7.25 年。它是在启动前根据相关消耗品的消耗率以及不同子系统内的时间相关功能确定的。在运行的五年内，所有子系统都受到密切监控，以预测卫星的实际运行寿命。35）
- 推进剂的消耗率始终远低于设计阶段的假设。目前的燃料水平以及基于当前轨道机动策略的预测燃料使用表明，推进剂在未来 30 年内不会成为该星座的限制因素。
- 评估过去五年的遥测数据可以改进电池衰减模型，以更好地预测衰减行为。它表明电池在 2020 年之后仍将支持标称运行。目前，太阳能电池产生的电力足以用于成像操作和为电池充电至满容量。此外，在充电能力的当前需求之上还有额外的余量。
- 到目前为止，任何 RapidEye有效载荷中都没有“卡住”或“死”像素，并且基于地面的算法方法可用于减轻此类情况发生的风险。此外，所有卫星都可以执行全滚动机动（±20°），以维持星座每日重访要求。
- 根据用户请求，RapidEye 扩展了其系统接收能力，允许直接接收图像数据。RapidEye Direct Access 服务使用户能够直接从卫星星座接收图像数据到自己的系统。
- 建立了防撞功能，可以对RapidEye轨道上的物体（例如空间碎片或其他卫星）进行持续监控并做出即时反应，从而增加了碰撞概率。36）
• 2014 年5 月15 日：继承诺为现有RapidEye 星座提供连续性之后，今天BlackBridge在其ENABLE 2014 合作伙伴大会上发布了RapidEye+ 星座概念的详细信息。RapidEye+将是一个由五颗卫星组成的星座，其成像能力将远远超过目前RapidEye星座每天500万公里2的能力。37）
- RapidEye+ 超光谱系统将包括 14 个频段，战略性地用于农业、植被监测、土地覆盖识别、水质等领域的应用。该波段组还包括分辨率优于 1 米的全色通道。RapidEye+ 预计将于 2019 年推出，与当前 RapidEye 星座的运行有很大重叠。38）
• 2014 年3 月：根据与DLR（德国航空航天中心）达成的协议，BlackBridge 接管了RESA（RapidEye 科学档案馆）的运营。39)该项目由德国经济事务和能源部 (BMWi) 资助。RESA 最初由 DLR/DFD（遥感数据中心）运营，旨在通过免费提供 RapidEye 图像来支持德国境内的科学研究项目。自 2009 年以来，RESA 计划使德国科学家能够从 BlackBridge 的 RapidEye 档案中受益，该档案目前拥有超过 50 亿 km 2的 5 m 图像。40）
• RapidEye 星座航天器及其有效载荷于2014 年名义上运行。2013 年8 月，该星座在轨运行了5 年。41）
图 21：2009 年 2 月开始运营至 2014 年 6 月 30 日期间 RapidEye 存档数据的成像频率（图片来源：BlackBridge）42)
• 该星座每年向其档案中添加约 10 亿公里2的图像。这大约相当于每年地球陆地面积的七倍。随后，潜在的 AOI（感兴趣区域）不仅被覆盖一次，而且具有高时间分辨率。图21总结了存档数据的成像频率。地球上人口稠密的陆地被多次覆盖。43）
• BlackBridge 做出了认真的努力来适应不断变化的市场和边界条件。星座的能力已经发展并继续发展。为了满足不断变化的市场需求，BlackBridge 不断致力于增强任务概念，超越其最初的愿景和能力，将任务概念扩展到包括数据销售和应急响应。
• 2013/2014 年，BlackBridge正在研究和评估数据连续性的要求，以便在当前卫星系统的使用寿命之外向社区无缝提供RapidEye 数据。
• 2013 年11 月20 日：作为长期合作关系的一部分，BlackBridge AG 向ESA（欧洲航天局）提供了大量RapidEye 图像时间序列，以支持Sentinel-2 筹备项目。目的是以与 Sentinel-2 相同的频率收集图像，并支持与 Sentinel-2 任务相关的研发活动（例如农业、湿地、沿海、粮食安全和森林监测）。ESA选择 RapidEye 图像是因为其空间分辨率和重访能力。44）
• 2013 年9 月30 日：RapidEye 今天宣布其北美农业成像活动已成功完成。该活动从 2013 年 5 月 15 日到 2013 年 9 月 14 日每月运行一次，生成了超过 1,600 万平方公里的无云图像，覆盖美国 28 个州和加拿大 3 个省，面积超过300 万平方公里。45）
• 2013 年5 月：RapidEye 启动2013 年北美农业成像活动，将在四个月内拍摄四次图像。今年是该活动的第二年，其任务将覆盖 290 万平方公里的土地，覆盖美国大部分主要农业地区，包括“玉米带”和加拿大。整个活动将持续到 9 月15 日，每月一次覆盖这些地区，产生超过 1,150 万平方公里的农业监测图像。46）
该活动的客户群基本上是为其客户（主要是农民）提供增值产品的农艺/农业公司。47）
• 2013 年4 月：所有5 颗卫星均全面投入运行。工程师和操作员定期监控系统趋势和性能。改进的校准技术旨在确保图像质量的均匀性和稳定性。空间部分的利用超出了最初的设计能力。48) 49)
- RapidEye 系统的最初设计目标是收集能力为 400 万公里2 / 天，处理能力为约210 万公里2 / 天。2009年开始运营时，初始容量约为每天300万公里2 。稳步改进增强了星座的收集能力，现在（2013 年）能够收集高达 500 万公里2 /天的数据。除其他措施外，RapidEye 采用季节性数据压缩设置来优化机载数据存储容量的使用，使图像质量保持在最高标准。
- 该星座的功耗低于卫星设计阶段的最初估计。较低的功耗率允许在更多轨道上获取数据，而无需休息轨道。最初每天10个成像轨道的限制现已扩展到每天12-13个成像轨道，而不会影响电池充放电寿命性能。这扩展了每颗卫星的能力，并导致获取的数据的累积量更大（参考文献49）。
- 截至 2013 年 4 月初，RapidEye 通过更好地访问 KSAT 位于挪威斯瓦尔巴群岛的较大天线网络，增加了数据下行链路容量。这些较大的战略性部署的北方天线使 RapidEye 能够在全球范围内提供更可靠的连续数据收集，特别是在澳大利亚和远东地区。 - 此外，RapidEye 最近还升级了其现有的专用 KSAT 天线，具有 S 波段功能，以支持 TT&C与星座的接触。改进的通信服务使RapidEye能够与每个轨道上的航天器联系，从而实现更敏捷的响应并更好地维护卫星的健康和寿命。50）
• 2013 年 1 月，RapidEye 星座在轨运行已超过 4 年，并继续有效运行，所有五颗卫星均全面运行。根据卫星当前的性能以及推进剂和电力等消耗品的丰富性，RapidEye 现在预计该星座将在 2019 年或更晚的时间内发挥作用。51）
- 自 2012 年 12 月中旬起，RapidEye AG 将其总部从哈弗尔河畔勃兰登堡（柏林西南约 80 度）迁至柏林市。航天器控制中心位于柏林，S波段和X波段下行站位于挪威斯瓦尔巴群岛。
• 2012 年11 月，BlackBridge 加入ESA TPM（第三方任务）计划。通过该计划，欧空局向欧洲和国际科学用户社区提供数据，并补充其内部应用开发和研究项目。现在，来自 ESA 成员国（包括加拿大）、欧盟委员会成员国以及非洲和中国（作为龙计划的一部分）的科学用户社区可以通过 RapidEye 信息区提交项目提案来获取 RapidEye 的档案数据。欧空局的地球网在线门户。52）
图 22：2012 年 9 月 11 日收集的美国阿拉斯加的RapidEye 图像（图片来源：BlackBridge）
• 2012 年8 月29 日，该星座在轨道上运行四年。
• 2012 年夏季：该星座的所有 5艘航天器均正常运行。53）
- 健康的功率裕度可以驱动星座几乎达到其成像能力
- 相机经过良好校准：相对校准显示所有5 个相机彼此之间的误差均在 ± 1% 之内
- 绝对校准指示精度在 6% 以内
- 根据耗材的当前状况，使用寿命可延长至 2020 年。
• RapidEye 星座将于2012 年名义运行。
图 23：2012 年 8 月获取的莫斯科图像（图片来源：BlackBridge）
• 2011 年 12 月，RapidEye 获得了中国国土资源部 (MLR) 的一份合同，将在未来几个月内覆盖中国近 500 万平方公里的地区。这是RapidEye连续第三年成功竞标国土资源部的中国业务。54）
• 2011 年 9 月，RapidEye 获得了华盛顿特区 NGA（国家地理空间情报局）的不定交付不定数量 (IDIQ) 合同55)
• RapidEye 星座将于2011 年名义运行。两年的运行服务证明了 RapidEye 能够快速、高效地响应不同的客户需求。56）
- BlackBridge 做出了认真的努力来适应不断变化的市场和边界条件。星座的能力已经发展并继续发展。为了满足不断变化的市场需求，RapidEye 不断致力于增强任务概念，超越其最初的愿景和能力，将任务概念扩展到包括数据销售和应急响应。2011 年将增加到客户站的直接下行链路能力服务 - 2010 年进行了相应的研究（参考文献56）。
- 自 2009 年 2 月投入运行以来，RapidEye 采集并存档了超过 17 亿平方公里的地球表面图像，其中 13 亿平方公里的面积云层覆盖率低于 20%（约是地球面积的 10 倍）。57）
- 为了提供尽可能最高质量的数据产品，空间和地面部分不断受到监控和微调，包括广泛的校准和验证活动。58) 59) 60)
• RapidEye 星座将于2010 年名义运行。2010 年 8 月，该星座在轨道上运行了两年。61）
图 24：2010 年 1 月 1 日至 8 月 31 日的 RapidEye 全球覆盖范围，云层覆盖率低于 10%（图片来源：BlackBridge）
• 2010 年2 月27 日，智利康塞普西翁附近发生8.8 级强烈地震。康塞普西翁地区受灾最严重，是此次地震中受灾最严重的地区。消息传到欧洲后，RapidEye（现为 BlackBridge）立即对震中附近的地区进行了成像，覆盖总面积 13,125 km 2。RapidEye 使用自己的城市前后图像来记录地震造成的变化。RapidEye 将这些图像提供给救援组织，这些组织在尝试评估应将最大努力集中在哪里或评估灾难的全面范围时，需要最新、最可靠的地球观测信息。- 快速数据采集和分析地震影响是绘制自然灾害地图时的重要问题。62）
- 中国影像：2010年3月，RapidEye提前完成了对中国780万公里2范围进行成像的合同。RapidEye 与中华人民共和国国土资源部 (MLR) 之间的合同是通过中国经销商北京对地观测 (BEO) 进行协调的。63）
• 2009 年8 月28 日，RapidEye 团队庆祝了该星座进入太空的第一年。64）
图 25：迪拜朱美拉棕榈岛于 2009年 8 月 9 日被 CHOMA (RapidEye 5) 收购（图片来源：BlackBridge）
• RapidEye星座 于2009 年2 月4 日开始正常运行，当时所有测试和系统校准均已成功完成。这开启了向全球 EO 社区提供商业图像的时代。65) 66)
• 2009 年 1 月，MDA 将系统移交给 RapidEye（现为 BlackBridge）。
• 截至2008 年秋末，该星座已进入调试阶段，所有航天器均按预期运行。调试阶段大约需要 3 个月时间，预计系统将准备好全面运行（参考文献2）。
• SSTL 在为期两周的 LEOP（发射和早期运行阶段）中控制星座，其英国的任务控制设施和为 RapidEye（现为德国勃兰登堡的 BlackBridge）提供的地面站之间进行协调。调试将在勃兰登堡的 RapidEye 地面站和吉尔福德的 SSTL 任务控制中心进行。与运载火箭分离后，这 5 颗卫星将逐渐分散，从而允许从勃兰登堡跟踪和操作其中 3 颗卫星，其余卫星由吉尔福德运营商控制。这种操作方法提供了在发射后调试初期实现每颗卫星最大接触时间的最有效途径。67）
• 2008 年 10 月的 RapidEye 时事通讯刊登了该星座的首张公开图像（图26）。68）
图 26：阿根廷 El Bolsón 的第一张 RapidEye 公共图像（2008 年 10 月 22 日发布），图像来源：BlackBridge
传感器补充 (REIS)
REIS（RapidEye 地球成像系统）
REIS 是由德国耶拿Jenoptik 光子学部门子公司 JOP (Jena-Optronik GmbH) 设计和开发的多光谱成像系统。该仪器在文献中也称为JSS-56（Jena-Optronik Spaceborne Scanner-56）以及MSI （多光谱成像仪）。
收集器光学器件采用 TMA（三镜消像散）设计，与卡塞格伦或 Ritchey-Chrétien 系统（最大约 2° 的 FOV）相比，通常允许更大的 FOV（约 2-12° 范围内）。TMA望远镜孔径直径为145毫米。TMA 设计基于全铝望远镜。可见光范围内应用所需的光学表面质量是通过超精密铣削和抛光技术实现的。铝镜经过镍涂层处理，以达到合适的表面抛光质量。REIS 是一款推扫式仪器它以 78 km 宽的条带（对应于天底 ± 6.75° 的 FOV）以 5 个光谱带对地球表面进行成像，天底的空间分辨率为 6.5 m。收集器光学图像投射到五个平行线性 12 k 像素 CCD 探测器上。靠近每个 CCD 线阵列放置的滤光片可分离光谱成像波段。69) 70) 71) 72)
表3：REIS的光谱参数
带号 | 乐队名称 | 光谱覆盖范围（纳米） | 中心波长（微米） |
1 | 蓝色的 | 440-510 | 475 |
2 | 绿色的 | 520-590 | 555 |
3 | 红色的 | 630-685 | 657.5 |
4 | 红边 | 690-730 | 710 |
5 | NIR（近红外） | 760-850 | 805 |
表 4：REIS 仪器参数概述
REIS 仪器质量 | 43公斤（成像仪+电子盒） |
峰值功耗 | 93 W（同时图像拍摄和下行） |
仪器尺寸 | 成像仪：656 mm x 361 mm x 824 mm |
有效负载电子单元 (PEU)：280 mm x 242 mm x 260 mm | |
光学、光圈、f/No、焦距 | TMA（三镜消散）设计，直径 145 毫米，f/4.3，有效焦距 = 633 毫米 |
视场角 | 关于最低点 ± 6.75°，对应于轨道高度 620 km 处 > 70 km 的带状区域 |
视场 | 6.5 m（空间分辨率），正射像素大小 = 5 m |
MTF（调制传递函数） | 沿轨 ≥ 0.25 英寸，跨轨 ≥ 0.11 英寸 |
探测器（推扫式） | 具有 12 k 像素的 CCD 线性阵列（5 个并行阵列，每个光谱带 1 个），在陶瓷基板中使用具有 3 x 12 k 像素的三线 CCD，像素尺寸 = 6.5 µm |
数据量化 | 12位 |
图 27：REIS 有效负载配置的元素（图片来源：MDA、SSTL、JOP）
图27显示了主要有效负载子系统（参考文献2）：
• PEU（有效负载电子单元）：专用PEU靠近焦平面组件(FPA)，为所有REIS 数据处理功能提供支持。对于每个光谱通道，专用信号链模块发送所需的 CCD 时钟和电压，并读出 CCD 数据。它包括两个用于奇数和偶数 CCD 视频输出的模数转换器（ADC 数字化）、一个 FPGA 以及数据和命令接口。信号链还包括增益放大和 CDS（相关双采样）。可选的像素合并在数据处理和控制电子设备中执行。JSS-56 PEU 设计基于柏林 DLR 开发的技术。
数字化后的图像数据经过典型的处理流程，包括COU（压缩单元）中的数据压缩、MMU（大容量存储单元）中的数据存储、DFU（数据格式化单元）中的数据格式化以及下行链路（图32 ）。
• 望远镜和镜子。这种望远镜的结构非常紧凑，因为它使用没有光学障碍的折叠光路，因此孔径可以保持很小。该望远镜采用全铝设计，具有远心功能，可最大程度地减少由于残余热效应而导致的板尺度变化。
图 28：望远镜的布局（图片来源：JOP）
• 挡板
• FPM（焦平面模块）：焦平面使用来自e2v（法国）的2 个CCD 封装，每个封装有3 条线性CCD 线。这些 CCD 与 Spot-5 计划中使用的 CCD 类似。由于有效负载只有 5 个波段，因此其中一个包仅使用 2 条 CCD 线。每条 CCD 线有12,000 个像素，像素间距为 6.5 µm 方形。每行有4 个 CCD 输出，每行读出率为 6.5 MHz。CCD 芯片直接安装到 FPM 中的陶瓷基板上。带通滤波器直接安装在 CCD 线的前面。
图 29：FPM 插图（图片来源：JOP）
图29图注：左图显示陶瓷板中具有 3 x 12 k 像素的两个三线 CCD，右图显示集成在滤光板中的五个金属氧化物干涉滤光片条纹直接安装在 FPA 上。
• FEE（前端电子设备）：FEE 读出每条CCD 线并将模拟信号转换为12 位数字并将其发送到PEU。FEE 有 5 个数据输入对应每个频段。该数据直接进入每个通道专用的实时压缩单元 (COU)（图32）。数据从压缩单元移至 3 个 MMU（大容量存储单元）板之一。
对于下行链路操作，来自大容量存储器的数据被发送到DFU（数据格式化单元），DFU执行CCSDS格式化、Reed-Solomon编码，并将数据直接发送到X波段下行链路发射机。有效负载操作由 CIU（控制和接口单元）控制，该单元具有连接总线的 CAN 接口以及连接 GPS 的PPS 接口，以实现时间同步。
• FEE 电源转换器
• 有效负载支持
图 30：REIS (JSS-56) 仪器插图（图片来源：JOP）
图 31：RapidEye 上安装的 TMA 望远镜设计示意图（图片来源：JOP）
图 32：REIS 仪器的数据处理电子器件（图片来源：MDA、SSTL）
校正后的图像数据可以通过多种方式进行处理，以减少传输之前的数据量。2 x 2 或 3 x 3 尺寸的像素合并提供了最基本的数据压缩方法（一个轴直接合并在 CCD 上以减少读出噪声）。PEU 还支持基于 DCT（直接余弦变换）或小波算法的可选无损 2:1 压缩和有损（高达 10:1）压缩比。压缩数据与航天器 GPS 和姿态信息一起存储在大容量存储器中，为长达 1200 公里的 5 波段成像场景提供足够的存储空间。
仪器校准
REIS（或 MSI）仪器不包含板载校准子系统。发射后进行了初步在轨替代校准活动，通过评估每个传感器的空间响应不均匀性来确认发射前校准结果。随着时间的推移，探测器灵敏度发生变化，需要新的增益和偏移值来校正图像数据中的条带和条纹伪影。73）
为了改进推扫式 MSI 的相对空间校准并证明独立空间校准方法的可行性，SSM（侧滑机动）是使用 RapidEye 星座进行的。在 SSM 期间，航天器以 90° 偏航配置定向，同时将横滚角和俯仰角限制为 0°。探测器阵列与运动方向平行。因此，探测器上的每个像素将被相同的辐射输入水平激发，因为它们各自覆盖相同的严格限制的目标区域。沙漠上空的特定目标区域和均匀的积雪覆盖区域可以在不同的辐射水平下进行有效校准。虽然沿轨道方向的滚转操纵是日常成像活动的一部分，但制造商从未预见到非零偏航配置中的成像活动。
使用 RapidEye 星座中的所有卫星进行了几次侧滑活动。使用处于 90° 偏航轨道配置的传感器对包括沙漠和雪/冰场在内的伪不变且空间均匀的陆地场景进行成像。在这种配置中，焦平面上的每个探测器都平行于地面轨迹方向定位，从而对地面的同一部分进行成像并将每个探测器暴露于相同的目标辐射亮度。这种操作产生了传感器的辐射平场输入，以便在相同的暴露水平下确定每个探测器的相对响应，并与阵列平均值进行比较。
理想情况下，当处理侧滑图像时，地面上的给定点在结果图像中被视为 45° 线。这是因为，地面上的给定点由探测器进行采样，然后在阵列沿目标移动时在每个连续的积分周期内平移一列并向下平移一行（在处理后的图像中）。侧滑扫描和由此产生的图像形成概念如图33所示。
图 33：地面目标的侧面滑行采样和生成的图像（图片来源：BlackBridge）
最初考虑从北非的许多地球场景站点获取侧滑数据，包括利比亚、阿尔及利亚和埃及的 CEOS辐射校准站点以及利比亚和地中海之间的陆海过渡点。RE5 获取的第一组侧滑数据位于穿过利比亚的南北线上。由于场景内容变化和航天器指向不稳定问题（后来得到纠正），这些结果并不乐观。除了这些地点之外，还对阿拉伯半岛的几个地区进行了调查。这些区域总体上是均匀的，方向变化最小，并且被认为适合侧滑成像。
在检查了这些地区的所有图像后，沙特阿拉伯上空的地点显示出最有希望的地点，并选择了沙特阿拉伯境内的三个目标区域。最后，还选择了格陵兰岛和南极洲的高反射率雪/冰区域。这些站点产生的辐射值跨越了 MSI 动态范围的中高辐射部分。格陵兰岛和南极洲地点比沙特阿拉伯地点更均匀，并且以更高的辐射水平激发传感器，因此是更理想的目标。通过选择格陵兰岛和南极洲的地点，一年中的大部分时间都可以进入这些优选地点，但在一年中的几个月里，两个目标都没有得到充分照明，沙特阿拉伯很好地填补了这一空缺。当它们可用时，格陵兰岛和南极洲场地的大面积和高/低纬度也比沙特阿拉伯提供了更多的成像机会。数字图 34使用 GoogleEarth TM地图服务的覆盖图显示了三个沙特阿拉伯站点、三个格陵兰岛站点和 Dome C 目标（南极洲）的位置。
图 34：阿拉伯半岛的沙漠遗址、格陵兰岛的雪原遗址和南极洲的 Dome C 地区（图片来源：BlackBridge）
图像质量的提高表明，将侧面滑行器校准技术应用于日常操作是值得的。RapidEye 舰队中的所有航天器每三个月对一个目标进行一次侧滑机动。该方法已成功用于改进遥感有效载荷的相对空间校准，并被认为是 RapidEye 任务的可行辅助方法（参考文献 73 ）。
地面部分
RapidEye 地面部分提供以下功能范围：
• 客户订单接口功能
• 卫星数据采集规划功能，考虑卫星约束、天气和云预测、底层数据采集计划以及立体数据采集和特定目标采集的特殊图像任务请求
• 卫星监测和控制，为星座分配任务并维护其健康和安全
• 将原始图像转换为正交产品的图像处理能力
• 确保传感器性能和处理系统的能力
• 与增值信息产品处理设施的接口
• 1B 级数据和3A 级数据（正交产品）的数据存档
• 支持其他数据提供商获取天气预报、云量预测、DEM 和其他信息。
图 35：RapidEye 系统的地面部分架构（图片来源：MDA、BlackBridge）
地面部分采用商用现成硬件和 MDA 专有软件，这些软件因其性能、可维护性和可扩展性而被选中。地面设备和设施包括：
• 专门的航天器控制中心来控制航天器星座
• 提供数据处理、归档设施和客户界面的地面部分
• 使用商业数据下行站点
• RapidEye 产品处理设施的接口，使用地面部分的图像数据生成客户所需的信息产品。
图 36：BlackBridge 系统概述（图片来源：BlackBridge）
RapidEye 系统架构：RapidEye 采用专用的 SCC（航天器控制中心）、用于上行链路和下行链路服务的接收设施以及专为规划、获取和处理图像而设计的地面部分，如图 37所示。上行链路和下行链路能力由位于斯瓦尔巴群岛（挪威）的接收站提供，并由康斯伯格卫星服务公司（KSAT）运营。大多数 X 波段通行都使用专用的 9 米天线，而在一天中 RapidEye 低海拔通行斯瓦尔巴群岛时，会使用一组较大的共享天线。专用通信链路连接斯瓦尔巴群岛的接收设施和柏林的 RapidEye 地面部分。每颗卫星经过斯瓦尔巴群岛后，数据都会直接发送到柏林的地面部分进行处理和存档。74）
图 37：RapidEye 系统结构（图片来源：Planet Labs）
RapidEye 图像产品
RapidEye 图像产品提供不同的处理级别，可直接满足客户需求。下表总结了图像产品的各种处理级别。75）
等级 | 描述 |
1B | RapidEye 基本产品 - 对数据应用辐射测量和传感器校正。机载航天器姿态和星历表应用于数据。 |
3A | RapidEye Ortho 产品 - 对数据应用辐射测量、传感器和几何校正。产品精度取决于地面控制和所使用的 DEM 的质量。 |
3B | RapidEye Ortho Take 产品 – 通过利用完整图像拍摄并同时调整多个图像，以使用更少的文件更准确地覆盖大面积，扩展了正射校正 RapidEye 产品的可用性。 |
3M | 马赛克产品。由正射校正和捆绑调整的 1B 产品组成的无缝、色彩平衡的马赛克。 |
表 5：RapidEye 产品的图像处理级别
RapidEye 数据的下行链路分析
BlackBridge 提供跨地理空间价值链的端到端解决方案。地理空间信息服务利用由 BlackBridge 拥有和运营的五颗卫星组成的 RapidEye 卫星星座。该星座的轨道分布允许每天重访并采集超过 500 万公里2的多光谱图像。76）
BlackBridge 使用专用的SCC（航天器控制中心）、用于上行链路/下行链路服务的接收设施以及旨在规划、获取和处理图像的地面部分来运营此端到端商业地球观测系统。图38显示了 RapidEye 系统在全球范围内的成像时间概览。
该星座由五颗卫星组成，它们分布在高度约 630 公里的单一太阳同步轨道平面上。卫星的相分离是由两颗连续卫星之间等距的地面轨道驱动的。最大成像长度约为1200公里。
图 38：RapidEye 星座的成像时间窗口（图片来源：BlackBridge）
斯瓦尔巴群岛 X 波段数据接收站：RapidEye 图像数据通过 X 波段接收站进行下行传输，该接收站由位于挪威斯瓦尔巴群岛的 KSAT（康斯伯格卫星服务公司）拥有和运营。该接收设施的地理位置位于纬度 78°，可以在每个轨道上下行传输图像数据。图39显示了一天中地面站天线的接收锥体和 RapidEye 卫星星座的通过情况。
图 39：斯瓦尔巴群岛RapidEye 星座的接收锥（图片来源：BlackBridge）
可以看出，一定数量的通道正好位于高度很低的接收锥体边缘。这些低海拔通道具有较短的接触持续时间，如图40所示。该图显示了斯瓦尔巴群岛接收设施一天中的可用下行链路时间。在 0:00 至 9:00 UTC 时间段内，联系持续时间明显下降。
图像数据在采集后大约一小时在斯瓦尔巴群岛的 X 波段接收站进行下行传输。因此，可以将区域的成像时间窗口与下行链路时间连接起来，并识别哪些位置受到下行链路容量减少的影响（图40）。这些地区主要是西澳大利亚、东亚和中亚。
图 40：斯瓦尔巴群岛上RapidEye 星座的下行链路持续时间和成像区域的下行链路窗口（图片来源：BlackBridge）
地面站基础设施分析
下行链路持续时间由两个主要因素驱动：
1）地面站相对于地理位置的高程剖面
2) 通道起点和终点的仰角，也称为AOS（信号获取）和 LOS（信号丢失）。
斯瓦尔巴群岛 RapidEye 卫星星座的仰角剖面图如图41所示。此处，绘制了卫星通过的最大高度与接触时间的关系。平均最大海拔取决于接收设施的地理纬度，并表示一天内可用联系时间的总和。该曲线的最小值（4:00 和 16:00 UTC）与地面站地理位置的经度有关。这种效应通过位于不同经度（绿色虚线）和不同纬度（蓝色虚线）的两个理论地面站来说明。
图 41：RapidEye 星座的斯瓦尔巴群岛仰角剖面（图片来源：BlackBridge）
增加受影响地区（亚洲和西澳大利亚）的成像和下行链路容量的一个可能的解决方案是在经度发生显着变化且纬度相当高的位置引入数据接收站。对于北纬 65° 的情况，该感兴趣区域的两个理论理想经度将为西经 116.5° 或东经 143°（图 42 ），它描述了加拿大北部或俄罗斯东北部的位置。
图 42：具有理想经度的理论地面站的通过高度（图片来源：BlackBridge）
图43显示了对澳大利亚和东亚至中亚轨道下行链路持续时间的影响。它表明经度影响最大可用下行链路容量的联系开始时间。
图 43：AOS 仰角为 5° 时理论地面站的可用下行链路时间（图片来源：BlackBridge）
AOS 和 LOS 处的通道仰角：通道的 AOS 和 LOS 由地面站接收天线和卫星发射天线之间的链路特性决定。通过在较低高度开始和结束传输可以实现更长的接触持续时间。然而，为了满足较低海拔处必要的链路裕度，需要具有更高增益的天线。因此，可以通过提高地面站天线的增益来提高下行容量。图44显示了下行链路容量的增加，可以通过降低 AOS 仰角以及更高的地面天线增益来实现。
图 44：RapidEye 星座 AOS 仰角 2° 和 5° 时的可用下行链路容量（图片来源：BlackBridge）
表 6 显示了通过将 AOS 仰角从 5° 降低到 2° 可能实现的改进。
范围 | 斯瓦尔巴特群岛（北纬 78°，东经 15°） | 极地站西（北纬 65°，西经 116.5°） | 极地站东（65°N，143°E） |
平均的 | 53.80% | 23.00% | 22.40% |
最低限度 | 242.80% | 58.70% | 44.40% |
最大限度 | 21.20% | 13.20% | 13.10% |
表 6：RapidEye 系统升级集成
RapidEye系统升级集成：通过增强和升级地面站基础设施，提高RapidEye星座对受影响地区的成像和下行能力。在 0:00 UTC 到 9:00 UTC 之间的时间段内，RapidEye 星座被授予使用多个具有较大碟形天线的天线池的权限。天线越大，增益值越高，可以在 2 度仰角开始传输。
图45显示了 KSAT 改进配置后 RapidEye 星座的下行链路时间曲线。UTC 0:00 至 9:00 之间感兴趣区域增加的可用下行链路时间为：
• 平均下行时间：+18.7 %
• 最短下行时间：+38.1 %
• 最大下行时间：+9.9 %
图 45：斯瓦尔巴群岛采用改进的KSAT 天线配置的 RapidEye 星座的下行链路时间曲线（图片来源：BlackBridge）
澳大利亚和亚洲数据接收站的最佳地理位置：进行分析以确定数据接收站的地理位置与成像区域之间的关系。图46显示了一系列极地和非极地站点，这些站点可以增加在澳大利亚以及东亚和中亚拍摄的图像的下行链路容量。下行链路将发生在以下非极地站的下降通道上：阿德莱德（澳大利亚 - 34.9°S，138.6°E）、曼谷（泰国 - 13.72°N，100.54°E）和毛里求斯（20.17°S，57.5°E） ），都位于东半球。
图 46：选择用于澳大利亚和亚洲图像数据下行链路的极地和非极地地面站（图片来源：BlackBridge）
北美和南美的非极地站蓬塔阿雷纳斯（智利 – 南纬 52.9°，西经 70.9°）和莱斯布里奇（加拿大 – 北纬 49.7°，西经112.9°）正在上升，用于从澳大利亚和澳大利亚下载图像。亚洲。极地站的下行链路将从北部（伊努维克 – 68.3°N，133.54°W）的上升通道开始，并在下降通道结束；对于南部站（巨魔/南极洲 - 72.0°S，2.5°E），下行链路将从下降通道开始，在上升通道结束。
图47显示了 0:00 至 9:00 UTC 之间非极站的可用下行链路时间。可以看出，没有一个站点覆盖整个时间段。这意味着为了获得最佳下行链路窗口，需要选择多个非极性站。对于澳大利亚来说，阿德莱德站是最佳选择，而对于亚洲来说，蓬塔阿雷纳斯和毛里求斯或曼谷和莱斯布里奇的组合可能是一个解决方案。蓬塔阿雷纳斯和莱斯布里奇的基站有一个缺点，即它们位于上升通道，下行链路所需的电力只能由卫星电池中存储的能量提供。
图 47：UTC 0:00 至 9:00 之间非极站的可用下行时间（图片来源：BlackBridge）
图48显示了 0:00 至 9:00 UTC 之间极地站的可用下行链路时间。Inuvik 和 Troll 似乎是太阳同步轨道上的地球观测卫星星座的理想选择，用于下行传输在澳大利亚和亚洲获取的数据。两个地面站都将提供该时间段的最佳下行链路窗口。
图 48：UTC 0:00 至 9:00 之间极地站的可用下行链路时间（图片来源：BlackBridge）
RapidEye 最初的设计和运营概念侧重于向欧洲以及北美和南美拥有重要农业产业的大国市场提供数据。东亚和中亚等市场不断增长的业务要求在链路裕度和可用下行链路容量最低的情况下增加成像容量。对不同地理位置的分析，以及对斯瓦尔巴群岛现有地面站基础设施的升级，以增加链路裕量。第二个解决方案是升级现有的地面站基础设施，提供了一种提高受影响市场的成像能力并快速可靠地提高客户满意度的方法。
在斯瓦尔巴群岛站为 RapidEye 下行链路采用更大的天线可以更好地利用现有基础设施。在接触持续时间最短的传递过程中，允许传输以 2°（而不是 5°）开始/结束，可将接触持续时间从 2 分钟增加到 6 分钟。这提供了足够的成像时间来满足重要市场领域的客户需求。这也是比建造额外地面站更具成本效益的解决方案。
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