Tác giả: Tô Nguyễn Nhật Khôi –
John D. Nguyễn
Sứ mệnh của Sentinel-3
Sentinel-3 là một sứ mệnh vệ tinh do ESA và Mạng lưới Khí tượng Châu Âu (The European Meteorological Network – EUMETNET) phối hợp với nhiệm vụ đo địa hình mặt biển, nhiệt độ bề mặt biển và mặt đất, màu sắc đại dương và đất liền với độ chính xác và độ tin cậy cao nhằm hỗ trợ các hệ thống dự báo đại dương cũng như giám sát môi trường và khí hậu, đồng thời, hỗ trợ các ứng dụng dựa trên thảm thực vật cũng như lửa, vùng nước nội địa (độ cao mặt nước sông và hồ), tầng lạnh (tức là độ dày băng trên đất liền và băng biển) và khí quyển.
Việc xác định sứ mệnh được thúc đẩy bởi nhu cầu cung cấp liên tục dữ liệu thực vật ERS, ENVISAT và SPOT, cùng với những cải tiến về hiệu suất và phạm vi phủ sóng của thiết bị.
Sứ mệnh Sentinel 3 gồm có 2 vệ tinh là Sentinel-3A và Sentinel-3B được đưa vào quỹ đạo trên bệ phóng Rockot từ Sân bay vũ trụ Plesetsk ở miền bắc nước Nga lần lượt vào ngày 16/2/2016 và ngày 25/4/2018.
Các mục tiêu chính của sứ mệnh:
- Cung cấp tính liên tục của khả năng đo đại dương kiểu ENVISAT với chất lượng ổn định và hoạt động ổn định, mức độ sẵn sàng rất cao (hơn 95%), độ chính xác và độ tin cậy tốt.
- Cung cấp khả năng đo đất kiểu ENVISAT có độ phân giải trung bình ở Châu Âu để xác định nhiệt độ bề mặt đất và màu sắc bề mặt đất.
- Cung cấp một cách kịp thời và hoạt động gần như theo thời gian thực các bức xạ hồng ngoại nhiệt, sóng ngắn và nhìn thấy và một bộ các sản phẩm địa vật lý cấp cao.
(Nguồn: ESA)
(Nguồn: ESA)
Thông tin cơ bản của Sentinel-3
| TT | Thông tin nhanh | Ghi chú |
| 1 | Ngày ra mắt Sentinel-3 (Lunch date) | Sentinel-3A: 16/2/2016 Sentinel-3B: 25/4/2018 |
| 2 | Quỹ đạo (Orbit) | |
| 3 | Độ cao quỹ đạo (Altitude) | 814 km |
| 4 | Góc nghiêng Inclination) | 98.6° |
| 5 | Chu kỳ lặp Cycle/Revisit) | 4 ngày – 27 ngày |
| 6 | Giờ địa phương (Local time) | 10:00 AM |
| 7 | Sứ mệnh (Mission) | Giám sát hình ảnh đại dương. Xác định nhiệt độ bề mặt đất và màu sắc bề mặt đất. |
| 8 | Thiết bị đi kèm (Payload instruments) | OLCI: Ocean and Land Colour Instrument SRAL: SAR Radar ALtimeter SLSTR: Sea and Land Surface Temperature Radiometer MWR: Microwave Radiometer |
| 9 | Tuổi thọ thiết kế (Design lifetime) | 7.5 năm |
| 10 | Khối lượng (Mass) | ~1150 kg |
| 11 | Kích thước (Dimensions) | 3.710 x 2.202 x 2.207m |
| 12 | Cơ quan không gian (Space agency) | EUMETSAT , ESA, COM |
Thiết bị cảm biến
Các vệ tinh Sentinel-3 được trang bị các thiết bị sau:
- Ocean and Land Colour Instrument (OLCI): thiết bị quang phổ dùng để đo màu đất và đại dương.
- Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR): thiết bị đo bức xạ nhiệt độ bề mặt biển và đất liền.
- SAR Radar ALtimeter (SRAL): thiết bị đo độ cao radar SAR
- Microwave Radiometer (MWR): thiết bị đo bức xạ vi sóng.
- Các thiết bị xác định quỹ đạo chính xác bao gồm Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS), thiết bị xác định quỹ đạo Doppler và thiết bị định vị vô tuyến tích hợp trên vệ tinh (DORIS) và thiết bị phản xạ tia laser (LRR).
(Nguồn: ESA)
Sản phẩm dữ liệu (Data products)
Thiết bị vật mang dữ liệu phân đoạn mặt đất (PDGS – Payload Data Ground Segment) được vận hành từ Trung tâm Quan sát Trái đất của ESA còn được gọi là Viện Nghiên cứu Vũ trụ Châu Âu (ESRIN) ở Frascati, Ý tạo ra các sản phẩm dành cho người dùng và phân phối các sản phẩm Cấp 1 đã qua xử lý và các sản phẩm Cấp 2 phát sinh.
Sentinel-3 PDGS triển khai các chuỗi xử lý hoàn chỉnh để tạo ra màu sắc đại dương và phản xạ đất liền, nhiệt độ đất và nước biển cũng như các sản phẩm địa hình đất liền và đại dương như minh họa trong hình 4.
Quá trình xử lý Sentinel-3 tạo ra các sản phẩm dữ liệu giống SPOT Vegetation bằng cách sử dụng dữ liệu công cụ OLCI và SLSTR kết hợp.
Các sản phẩm tổng hợp Sentinel-3 tái tạo các thuộc tính và chất lượng của các sản phẩm SPOT Vegeta tiêu chuẩn 1 km thông qua các kỹ thuật tái ánh xạ quang phổ cải tiến và đồng vị trí.
Bắt đầu từ tháng 1 năm 2020, các sản phẩm Sentinel 3 bổ sung hiện đã được xuất xưởng và cung cấp cho người dùng. Những sản phẩm mới này cung cấp thông tin về các vụ cháy và bùng phát khí gas được phát hiện trên cả đất liền và đại dương cũng như thông tin về đặc điểm của khí dung trên cả đất liền và đại dương.
(Nguồn: ESA)
Các sản phẩm dữ liệu OLCI:
Có các sản phẩm dữ liệu khác nhau liên quan đến ba cấp độ xử lý của OLCI:
- Level-0 là Gói nguồn công cụ (ISP) được xây dựng lại và sắp xếp theo thời gian ở độ phân giải không gian-thời gian đầy đủ. Dữ liệu OLCI luôn được cảm nhận ở chế độ phân giải đầy đủ (độ phân giải 300 m).
- Level-1 bao gồm các phép đo phóng xạ Top-Of-Atmosphere (TOA), được hiệu chỉnh bằng phép đo phóng xạ, hiệu chuẩn và mô tả đặc tính quang phổ. Nó được kiểm soát chất lượng, định vị địa lý trực giao (tọa độ kinh độ và vĩ độ, độ cao) và được chú thích bằng vị trí và con trỏ vệ tinh, các điểm mốc và phân loại pixel sơ bộ (ví dụ: mặt nạ đất/nước/mây). Các sản phẩm được tạo ra ở FR – Full Resolution (300 m) và RR – Reduced Resolution (1,2 km) trên toàn cầu với cùng phạm vi phủ sóng.
- Level-2 bao gồm các đại lượng địa vật lý thu được từ quá trình xử lý dữ liệu đo lường được cung cấp trong sản phẩm Level-1. Các sản phẩm Level-2 dành riêng cho các lĩnh vực ứng dụng trên biển và trên đất liền được SENTINEL-3 PDGS tạo ra riêng biệt, mỗi sản phẩm chứa tham số liên quan đến lĩnh vực ứng dụng cụ thể. Thông tin khí quyển cấp 2 liên quan đến cả hai lĩnh vực ứng dụng, chẳng hạn như hơi nước, được báo cáo trong cả hai luồng dữ liệu.
- Các sản phẩm dữ liệu OLCI Level-1 và Level-2 được cung cấp cho công chúng.
Các sản phẩm dữ liệu SLSTR:
Có các sản phẩm dữ liệu khác nhau được liên kết với ba cấp độ xử lý SLSTR:
- Level-0 là Gói nguồn công cụ (ISP) được xây dựng lại và sắp xếp theo thời gian, ở độ phân giải không gian-thời gian đầy đủ.
- Level-1 bao gồm các phép đo phóng xạ Top-Of-Atmosphere (TOA), được hiệu chỉnh bằng phép đo phóng xạ, hiệu chuẩn và mô tả đặc tính quang phổ. Nó được kiểm soát chất lượng, định vị địa lý trực giao (tọa độ kinh độ và vĩ độ, độ cao) và được chú thích bằng vị trí và con trỏ vệ tinh, các điểm mốc và phân loại pixel sơ bộ (ví dụ: mặt nạ đất/nước/mây).
- Level-2 bao gồm các đại lượng địa vật lý thu được từ quá trình xử lý dữ liệu đo lường được cung cấp trong sản phẩm Level-1. Các sản phẩm Level-2 dành riêng cho các lĩnh vực ứng dụng trên biển và trên đất liền được SENTINEL-3 PDGS tạo ra riêng biệt, mỗi sản phẩm chứa tham số liên quan đến lĩnh vực ứng dụng cụ thể.
- Các sản phẩm dữ liệu SLSTR Level-1 và Level-2 được cung cấp cho công chúng.
Các sản phẩm dữ liệu SYN – Synergy:
Có bốn sản phẩm dữ liệu chính và hai sản phẩm nội bộ được liên kết với hai cấp độ xử lý Synergy:
- SYN Level-1 nhằm mục đích lấy lại bức xạ OLCI và SLSTR cũng như nhiệt độ độ sáng trong hình dạng thu nhận của chúng. Tính toán tương tự được thực hiện cho các chú thích liên quan của chúng. Ngoài ra, quá trình xử lý này nhằm mục đích tính toán các lưới tương ứng giữa kênh tham chiếu OLCI và tất cả các kênh OLCI và SLSTR khác.
- SYN Level-2 nhằm mục đích kết hợp thông tin từ các công cụ OLCI và SLSTR để cung cấp dữ liệu cải tiến cho phân tích bề mặt đất.
(Nguồn: Sentwiki)
Các sản phẩm dữ liệu Altimetry (SRAL/MWR):
Có các sản phẩm dữ liệu khác nhau liên quan đến ba cấp độ xử lý dữ liệu Altimetry:
- Level-0 là dữ liệu thô được đo từ xa, được định vị địa lý và ghi ngày tháng.
- Level-1 là dữ liệu Level-0 được hiệu chỉnh cho các hiệu ứng công cụ.
- Level-2 là dữ liệu Level-1 đã được hiệu chỉnh theo các hiệu ứng địa vật lý.
Các sản phẩm SRAL/MWR Level-1 và Level-2 được cung cấp cho công chúng.
Có nhiều loại sản phẩm dữ liệu khác nhau tùy thuộc vào thời gian cung cấp cho người dùng và dữ liệu phụ trợ hoặc bổ sung hợp nhất có sẵn:
- Gần thời gian thực (NRT): được phân phối chưa đầy 3 giờ sau khi thu thập dữ liệu và chủ yếu được sử dụng cho nghiên cứu khí tượng biển và chuyển giao khí quyển-khí quyển (và có thể cho hải dương học hoạt động tùy thuộc vào độ chính xác của quỹ đạo)
- Thời gian quan trọng chậm (STC): được phân phối trong vòng 48 giờ sau khi thu thập dữ liệu, chủ yếu do sự hợp nhất của một số dữ liệu phụ hoặc phụ trợ (ví dụ: dữ liệu quỹ đạo được khôi phục sơ bộ) và dữ liệu chủ yếu được sử dụng cho nghiên cứu địa vật lý và hải dương học hoạt động.
- Không quan trọng theo thời gian (NTC): thường được phân phối trong vòng 1 tháng sau khi thu thập dữ liệu. Độ trễ bổ sung này cho phép hợp nhất một số dữ liệu phụ trợ (ví dụ: dữ liệu quỹ đạo chính xác) và dữ liệu chủ yếu được sử dụng cho nghiên cứu địa vật lý và hải dương học hoạt động.
Ứng dụng của Sentinel-3
- Lập bản đồ và giám sát đất đai (Land mapping and monitoring).
- Giám sát hàng hải (Maritime Monitoring).
- Giám sát khí quyển (Atmospheric Monitoring).
- Giám sát biến đổi khí hậu (Climate Change Monitoring).
- Hải dương học (Oceanographic).
- Giám sát vùng ven biển (Costal zone monitoring).
- Giám sát băng và bang biển (Ice and sea ice monitoring).
- Giám sát vùng nước nội địa (Inland waters monitoring).
- Xác định mô hình số địa hình (Digital terrain models determination).
- An ninh (Security).
Nguồn tham khảo:
- Sentinel-3, ESA, URL: https://sentinel.esa.int/web/sentinel.
- Sentinel-3, Sentiwiki, URL: https://sentiwiki.copernicus.eu/web/sentinel-3.
- Sentinel-3, eoPortal, URL: https://www.eoportal.org/satellite-missions/copernicus-sentinel-3
