遥感卫星及其运行轨道.ppt

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1、1,遥感技术基础,遥 感 平 台,2,遥感平台,是用来搭载传感器的运载工具。,按高度分： 1、地面平台（高度在050米范围内） 2、航空平台（高度在百余米到几十公里） 3、航天平台 （高度在150公里以上）,遥感平台分类：,遥感技术基础,3,1、地面平台,主要有三脚架、遥感塔、遥感汽车等。,遥感技术基础,4,2、航空平台,主要有气球、飞机等。,遥感技术基础,5,遥感技术基础,3、航天平台,主要有航天飞机、人造卫星。,航天飞机,有人驾驶的空间飞行器，是一种可重复使用的空间运载工具。,6,遥感技术基础,二、卫星轨道,1、 Kepler三大定律 2、卫星轨道参数 3、卫星坐标确定 4、卫星姿态 5、

2、典型轨道,7,遥感技术基础,遥感卫星,一、遥感卫星的组成,二、卫星轨道,三、主要遥感卫星,8,1、Kepler三大定律,1）、行星绕太阳运动的轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。,2）、行星向径在相等的时间内扫过相等的面积。,3）、行星绕太阳公转周期的平方与轨道长半轴的立方成正比。,R地球平均半径； H卫星飞行的平均高度； CKepler常数。,应用第三定律确定卫星运行周期和卫星运行高度,遥感技术基础,9,遥感技术基础,2、卫星轨道参数,1）、长半轴 :决定卫星离地面的最大高度 2）、偏心率 :决定卫星轨道的形状 3）、轨道面倾角 4）、升交点赤经 5）、近地点角距 6）、卫星过近地点时刻,

3、近圆形，用于资源与环境遥感、地形绘制,长椭圆，用于探空,10,遥感技术基础,轨道倾角,：卫星轨道面与赤道面的夹角,卫星轨道面与地球赤道面重合，且卫星绕地球公转方向与地球自转方向一致，如地球同步卫星。,卫星南北向绕地球公转，称为极轨卫星。,注意：轨道倾角 越大，覆盖地球表面的面积越大，资源卫星多为近极轨卫星 。,11,遥感技术基础,升交点赤经,升交点向径与春分点之间的夹角。,是春分时刻（约在3月21日）地心与太阳质心的连线，春分时太阳直射地球赤道。因地球自转和绕太阳公转，地心与赤道上任意一点的连线在宇宙空间中的方向时刻在发生着变化，为了在宇宙空间中固定一个方向，特引入春分线的概念。,春分线,是春

4、分线与赤道的交点。,春分点,12,遥感技术基础,近地点角距,升交点向径与轨道近地点向径 之间的夹角。,升交点为近地点的星下点；,升交点为远地点的星下点。,13,遥感技术基础,3、卫星坐标的确定,1）GPS测定法,2）星历表解算法,（1）、卫星在地心直角坐标系中的坐标,（2）、卫星在大地地心直角坐标系中的坐标,（3）、卫星的地理坐标,（4）、卫星抖动,卫星星历表： 将卫星轨道参数代入推算卫星坐标的公式，可编制成卫星星历表。以卫星的运行时刻为参数，就可以在星历表上查取卫星的地理坐标。,14,（1）、卫星在地心直角坐标系中的坐标,地心直角坐标系OXYZ：,原点：地心 基准平面：赤道平面 OX轴：指向

5、春分点 OY轴： 在赤道面内由OX轴 东转 90度 OZ轴：垂直赤道面指向北极,O,遥感技术基础,15,原点：地心 基准平面：卫星轨道面 轴：指向近地点 轴： 在轨道面内与 成90度夹角 轴：垂直轨道面,辅助坐标系 ：,辅助坐标系 ：,原点：地心 基准平面：卫星轨道面 轴：指向升交点 轴： 在轨道面内与 轴成90度夹角 轴：垂直轨道面,遥感技术基础,16,遥感技术基础,在辅助坐标系 中,其中：,为卫星的向径,为卫星的真近点角,为偏近点角，与卫星运行时刻 的关系为：,为卫星的平均角速度,17,遥感技术基础,OXYZ、 、,之间的关系,18,遥感技术基础,（2）、卫星在大地地心直角坐标系中的坐标,

6、大地地心直角坐标系,原点：地心 基准平面：赤道平面 轴：指向格林尼治子午线与赤道面的交点 轴： 在赤道面内由 轴东转 90度 轴：垂直赤道面指向北极,为某一瞬间时，大地地心直角坐标系 轴与地心直角坐标系X 轴之间的时角。,遥感技术基础,（3）、卫星的地理坐标,其中：,纬度,经度,卯酉圈半径,卫星大地高程,（4）卫星抖动,卫星并非沿着一理想的椭圆轨道运行，而是在这一轨道上发生抖动。这种抖动直接影响卫星坐标的解算精度。,20,遥感技术基础,4、卫星姿态,原点：卫星质心 X轴：卫星沿轨道前进方向 Y轴：垂直轨道面方向 Z轴：垂直地球方向,偏航,滚动,俯仰,卫星坐标系,姿态角可用姿态仪测定。,用于空间

7、的姿态测量仪有：红外姿态测量仪、星相机、陀螺仪等。,21,遥感技术基础,5、典型轨道,（1）、同步轨道,（4）、太阳同步轨道,（2）、静止轨道,（3）、极地轨道,卫星运行周期与地球自转周期（23小时56分4秒）相同的轨道 。,的同步轨道 。,的轨道。,指轨道面与太阳地球连线之间的夹角不随地球绕太阳的公转而改变的轨道。,修正量为,22,遥感技术基础,三、主要遥感卫星,1、气象卫星,2、陆地卫星,3、海洋卫星,以搜集气象数据为主要任务，为气象预报、台风形成和运动过程监测、冰雪覆盖监测和大气与空间物理研究等提供大量实时数据的遥感卫星。,重复观测周期短，成像面积大，资料来源连续、实时性强，成本低。,主

8、要为探测地球陆地自然资源而设计的遥感卫星。,专门探测全球海洋表面状况与监测海洋动态的卫星。,23,遥感技术基础,1. 气象卫星,近极地太阳同步轨道，高度8001600公里，南北向绕地球运行，对东西宽约2800公里的带状区域进行观测。,地球同步轨道，高度为36000公里左右，24小时绕地球运行一周。静止卫星能观测1/4的地球表面，由34颗可形成空间监测网对全球中低纬度地区进行监测。,低轨：,高轨：,低轨气象卫星 -太阳同步卫星,TIROS 卫星 NOAA 卫星 EOS 卫星 NiMBUS卫星 风云一、三号卫星 气象卫星载有先进的甚高分辨率辐射计、高分辨力红外辐射探测器、同温层探测器、微波探测器、

9、太阳环境检测器等。,风云一号气象卫星,我国的第一代低轨气象卫星，主要任务是获取国内外大气、云、陆地、海洋资料，进行有关数据收集，用于天气预报、气候预报、自然灾害和全球环境监测等。 包括四颗卫星： FY-1A 1988.9.7发射，服役39天； FY-1B 1990.9.3发射，服役165天； FY-1C 1999.5.10发射，2007.2.11退役； FY-1D 2002.5.15发射 FY-1C星在轨运行的稳定性和获取数据的准确性得到广泛认可，世界气象组织已正式将其列入世界业务极轨气象卫星的行列，为世界各国免费提供气象资料。,风云三号气象卫星,我国的第二代低轨气象卫星，是为了满足我国天气预

10、报、气候预测和环境监测等方面的迫切需求而发射的，目标是获取地球大气环境的三维、全球、全天候、定量、高精度资料。 包括两颗星， FY-3A 2008.5.27发射，是上午星 FY-3B 2010.11.5发射，是下午星 两颗星组网运行，已被纳入新一代世界极轨气象卫星网。,27,遥感技术基础,EOS监测的长江入海口泥沙照片,28,遥感技术基础,EOS监测的黄河入海口泥沙照片,29,遥感技术基础,EOS监测积雪图片,30,遥感技术基础,EOS监测水灾受淹面积图片,31,遥感技术基础,32,33,遥感技术基础,高轨气象卫星 -地球静止卫星,【美】GOES(地球静止实用环境卫星，有三颗）处于西经75、西

11、经135、东经75的赤道上空。 【欧航】METEOSAT，位于0精度的赤道上空。 【日】GMS，位于东经140的赤道上空。 【中】风云二、四号卫星。 ,风云二号气象卫星,是我国第一代静止气象卫星，目前共发射5颗： 两颗试验星： FY-2A 1997.6.10 FY-2B 2000.6.25 三颗业务星: FY-2C 2004.10.19 实现了静止卫星由应用试验型向业务服务型的转变 FY-2D 2006.12.8 与C星实现双星观测，互为备份 FY-2E 2008.12.23 是CD星的在轨备份和接替星， 定位于东经123.5的赤道上空。,风云四号气象卫星,是我国第二代静止气象卫星，研制中，计

12、划于2013年发射，可最快每15分钟成像一次。,37,遥感技术基础,38,遥感技术基础,第一张红外图片,39,第一张水汽图片,遥感技术基础,40,遥感技术基础,2、陆地卫星,（1）Landsat系列卫星 （2）SPOT系列卫星 （3）高分辨率卫星 （4）中国资源1号卫星CBERS,41,遥感技术基础,LandSat系列卫星：,LandSat-1：ERTS-1 ，1972年发射 LandSat-2：ERTS-2， 1975年发射 LandSat-3：1978年发射 LandSat-4：1982年发射 LandSat-5：1984年发射 LandSat-7：1999年发射,轨道：太阳同步、近极地、

13、圆形 高度：大于915公里 重访周期：1618天 传感器：MSS、TM、ETM 传感器空间分辨率：80米、30米、15米,主要性能指标和参数：,42,遥感技术基础,43,遥感技术基础,SPOT系列卫星,SPOT1：1986年2月22日发射,SPOT2：1990年1月22日发射,SPOT3：1993年9月26日发射,SPOT4：1998年3月24日发射,SPOT5：2002年5月4日发射,轨道：太阳同步、圆形、近极地 高度：830公里左右 重访周期：26天 传感器：HRV（可倾斜观测） 传感器最大空间分辨率：10米,主要性能指标和参数：,44,遥感技术基础,那不勒斯10米分辨率影像,45,遥感技

14、术基础,高分辨率卫星：,IKONOS-2 （SpaceImage),QuickBird OrbView-3 SPIN-2, 等。,46,遥感技术基础,47,遥感技术基础,48,遥感技术基础,49,遥感技术基础,50,遥感技术基础,中国第一颗地球资源卫星。 1999年10月14日在太原卫星发射中心发射成功。,轨道：太阳同步近极地； 高度：778公里； 重访周期：26天； 传感器空间分辨率：19.5米,主要性能指标：,（4）资源1号卫星CBERS,51,遥感技术基础,探测全球海洋表面状况与监测海洋动态的卫星。 海洋卫星的主要用途： 为海洋专属经济区综合管理和维护国家海洋权益服务； 提高海洋环境监测

15、预报能力； 为海洋资源调查与开发服务； 加强海洋军事活动保障； 有利于实施海洋污染监测、监护，保护海洋自然环境资源； 有利于加强全球气候演变研究，提高对灾害性气候的预测能力。,3、海洋卫星,53,遥感技术基础,主要的海洋卫星： SeaSat1 “雨云”7号卫星 日本海洋观测卫星MOS1 欧空局ERS 加拿大雷达卫星 海洋1号,美国的海洋卫星 欧空局的海洋卫星ERS,海洋一号是 中国 的第一颗海洋卫星（2002年5月1日），专门用于海洋探测的。主要用于探测海洋水色、水温环境要素等。对我国海洋生物资源开发利用、河口港湾的建设和治理、海洋污染监测和防治、海岸带资源调查以及全球环境变化等领域有着重要的意义。,54,遥感技术基础,作业题,2、请列举你最熟悉的一种航天遥感平台的主要性能参数，如轨道、所装载传感器、分辨率等内容。,1、请列举你所知道的遥感平台。,55,遥感技术基础,THANK YOU,