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1、遥感作业 海洋卫星 Seasat,海洋卫星,一.海洋卫星的定义,海洋卫星是用于海洋水色，海面温度，海冰，海流， 海平面高度等的观测， 为海洋和海洋生物资源开放利用、海洋环境监测、海洋科学研究等领域服务而设计发射的一种人造地球卫星。,海洋卫星与遥感的结合,海洋卫星所拍摄的图片,二.海洋卫星的特点,利用海洋卫星可以经济、方便地对大面积海域实现实时、同步、连续的监测，它已被公认为是海洋环境监测的重要手段。 海洋卫星与陆地卫星和气象卫星相比，具有以下特点：,特点一,具备大面积、连续、同步或准同步探测的能力。,特点二,可见光传感器要求波段多而窄，灵敏度和信噪比高（高出陆地卫星一个数量级）。,特点三,为与
2、海洋环境要素变化周期相匹配，海洋卫星的地面覆盖周期要求23天，空间分辨率为2501000m。,特点四,由于水体的辐射强度微弱，而要使辐射强度均匀且具有可对比性，则要求水色卫星的降交点地方时选择在正午前后。,特点五,某些海洋要素的测量，如海面粗糙的测量、海面风场的测量，除海洋卫星探测技术外，尚无其他办法。,三.海洋卫星的类型,海洋水色卫星,海洋水色卫星是对海洋水色要素（如叶绿素、悬浮沙和可溶性的黄色物质等）和水温及其动态变化的探测，有效载荷通常选用灵敏度高、信噪比高、光谱分辨率高、波段多、带宽窄的海洋水色扫描仪。要求空间分辨率在2501000m，地面覆盖周期要求23天。 发展海洋水色系列卫星的目
3、的是：掌握我国近海海洋初级生产力分布、海洋渔业及养殖业资源状况和环境质量，了解我国重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律，监测我国近海海面溢油油漠、赤潮富营养、电场循环水排海热污染、海冰冰情、浅海地形等。,海洋动力环境卫星,海洋动力环境卫星是对海面风场、海面高度、浪场、流场以及温度场等动力环境要素探测的卫星，有效载荷通常是微波散射计、微波辐射计、雷达高度计等，并具有多种模式和多种分辨率。 发展海洋动力环境系列卫星的主要目的是：利用微波散射计监控全球海洋表面风场，得到全球海洋上的风矢量场和表面风应力数据，利用雷达高度计提供全球海洋地形数据，得到全球高分辨率的大洋环流、海洋大地水准面、重力场和极地冰盖的变
4、异。 海洋动力环境卫星所获取的海面动力和海底拓扑资料，具有明显的军事价值，美国把这类卫星资料置于五角大楼控制下，尤其是实时高精度资料控制严格，绝不向别国提供。,海洋综合探测卫星,海洋环境综合卫星是对全球与近海（包括海岸带）的海洋动 海洋一号B卫星发射成功 生态环境和水色环境各种信息的综合遥感监测，有效载荷包括可见光、红外，主动、被动遥感器，如多光谱成像仪、合成孔径雷达、微波散射计、辐射计、高度计等。 发展海洋环境综合卫星主要目标是：提供全天时、全天候海况实时资料，用于改进海况数值预报模式，提高中、长期海况预报准确率。同时提供海上目标、海岸带调查、海洋污染的实时同步海洋要素，为海洋环境监测、维护
5、海洋权益和海岸带资源调查、综合利用与管理服务。,参考网站： 国家卫星海洋应用中心,http:/,四.主要的海洋卫星,1.Radarsat系列卫星,Radarsat-1卫星是加拿大空间局研制的一个兼顾商用及科学试验用途的C波段合成孔径雷达（SAR）系统，于1995年11月4日发射升空。卫星运行在高度793km、倾角98.6、运行周期100.7min的太阳同步轨道上，重复周期为24d，其主要探测目标为海冰，同时还考虑到陆地成像，以便应用于农业、地质等领域。 Radarsat-2卫星于2007年12月14日在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射基地成功发射，为目前世界上最先进的商业卫星之一。作为Radara
6、t-1的后续星，Radarsat-2除延续了Radarsat-1的拍摄能力和成像模式外，还增加了3m分辨率超精细模式和8m全极化模式，并且可以根据指令在左视和右视之间切换，不仅缩短了重访周期，还增加了立体,成像的能力。此外，Radarsat-2可以提供11种波束模式及大容量的固态记录仪等，并将用户提交编程的时限缩短到412小时，这些都使Radarsat-2的运行更加灵活和便捷。 另外，Radarsat-1和Radarsat-2双星互补，加上雷达全天候全天时的主动成像特点，可以在一定程度上缓解卫星数据源不足的问题，并推动雷达数据在国内各个领域的广泛应用和发展。,工作模式和波束特征图例,2.ERS
7、系列卫星,ERS系列卫星包括ERS-1、ERS-2，是欧洲空间局分别于1991年和1995年发射的。该卫星采用先进的微波遥感技术获取全球全天候与全天时的图像，主要用于海洋学、冰川学、海冰制图、海洋污染监测、船舶定位、导航、水准面测量、海洋岩石圈的地球物理及地理固体潮和土地利用制图等领域。 ENVISAT卫星是欧洲空间局ERS卫星的后继星。 ENVISAT于2002年3月1日发射升空。作为ERS-1/2合成孔径雷达卫星的延续，Envisat-1数据主要用于监视环境，即对地球表面和大气层进行连续的观测，供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。,椭圆形太阳同步轨道 轨道高度：780公里 半长轴：715
8、3.135公里 轨道倾角：98.52 飞行周期：100.465分钟 每天运行轨道数：14 -1/3 降交点的当地太阳时：10：30 空间分辨率：方位方向30米 距离方向26.3米 幅宽：100公里,ERS系列卫星参数：,3.中国海洋系列卫星,简介：,海洋水色环境（海洋一号，HY-1）卫星系列用于获取我国近海和全球海洋水色水温及海岸带动态变化信息，遥感载荷为海洋水色扫描仪和海岸带成像仪。 海洋动力环境（海洋二号，HY-2）卫星系列用于全天时、全天候获取我国近海和全球范围的海面风场、海面高度、有效波高与海面温度等海洋动力环境信息，遥感载荷包括微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等。 海洋雷达（海洋三
9、号，HY-3）卫星系列用于全天时、全天候监视海岛、海岸带、海上目标，并获取海洋浪场、风暴潮漫滩、内波、海冰和溢油等信息，遥感载荷为多极化多模式合成孔径雷达。,（1）海洋水色环境卫星 （ HY-1A卫星介绍）,海洋一号（HY-1A）卫星是中国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装载两台遥感器，一台是十波段的海洋水色扫描仪，另一台是四波段的CCD成像仪。 HY-1A卫星于北京时间2002年5月15日9时50分在太原卫星发射中心与FY-1D卫星由长征四号乙火箭一箭双星发射升空，在完成了7次变轨后，于2002年5月27日到达798公里的预定轨道，并于2002年5月29日按预定时间有效载荷开始进
10、行对地观测。,HY-1A卫星总体技术特征,HY-1A卫星观测要素和区域,观测要素： 主要观测要素：海水光学特性，叶绿素浓度、海表温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物、污染物等。 兼顾观测要素 ：海冰冰情、浅海地形、海流特征、海面上大气汽溶胶 。 观测区域： 实时观测区：中国沿海区域（渤海、黄海、东海、南海及海岸带区域等）。 延时观测区：全球（仅限于COCTS）。,HY-1A卫星有效载荷,a) 十波段海洋水色扫描仪(COCTS) 功能 用于探测海洋水色要素（叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度和可溶有机物）及温度场等。 技术指标 星下点地面分辨率：1100米 每行象元数： 1024 量化级数： 10比特 辐射精度
11、 ：可见光： 10%,b) 四波段CCD成像仪 功能 CCD成像仪主要用于海岸带动态监测，以获得海陆交互作用区域的较高分辨率图像。 技术指标 星下点地面分辨率：250米 每行象元数： 2048 偏振度： 5,海洋水色环境卫星 （ HY-1卫星介绍）,海洋一号（HY-1B）卫星是中国第一颗海洋卫星（HY-1A）的后续星，星上载有一台10波段的海洋水色扫描仪和一台4波段的海岸带成像仪。 该卫星在HY-1A卫星基础上研制，其观测能力和探测精度进一步增强和提高。主要用于探测叶绿素、悬浮泥沙、可溶有机物及海洋表面温度等要素和进行海岸带动态变化监测，为海洋经济发展和国防建设服务。,HY-1卫星和轨道参数,
12、HY-1卫星观测要素和区域,实时观测区：渤海、黄海、东海、南海及海岸带区域等。 其它观测区：采用星上记录，过我国境内回放接收。 主要探测要素：叶绿素、悬浮泥沙、可溶有机物及海洋表面温度等。,HY-1卫星海洋水色扫描仪主要参数,HY-1卫星海岸带成像仪主要参数,（2）海洋动力环境卫星 (HY-2卫星介绍),海洋二号卫星（HY-2）是我国第一颗海洋动力环境卫星，该卫星集主、被动微波遥感器于一体，具有高精度测轨、定轨能力与全天候、全天时、全球探测能力。其 主要使命是监测和调查海洋环境，获得包括海面风场、浪高、海流、海面温度等多种海洋动力环境参数，直接为灾害性海况预警预报提供实测数据，为海洋防灾减 灾
13、、海洋权益维护、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究以及国防建设等提供支撑服务。 海洋二号卫星工程研制于2007年1月获得了国防科工委、财政部的联合批复。该卫星由航天科技集团公司中国空间技术研究院研制，于2011年8月16日6时57分在太原卫星发射中心采用CZ-4B运载火箭发射成功。,HY-2卫星的任务目标,监测海洋动力环境，获得包括海面风场、海面高度场、有效波高、海洋重力场、大洋环流和海表温度场等重要海况参数；实现国产行波管放大器在轨寿命飞行验证；完成星地激光通信链路新技术试验验证。,HY-2卫星的技术指标,HY-2卫星装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计以及DOR
14、IS、双频GPS和激光测距仪。 卫星轨道为太阳同步轨道，倾角99.34度，降交点地方时为 6:00 am，卫星在寿命前期采用重复周期为14天的回归冻结轨道，高度971km，周期104.46分钟，每天运行13+11/14圈；在寿命后期采用重复周期 为168天的回归轨道，卫星高度973km，周期104.50分钟，每天运行13+131/168圈。,卫星设计寿命为3年。 卫星尺寸8.56m4.55m3.185m，质量1575kg。 三轴指向精度小于0.1度，姿态稳定度每秒小于0.003度，测量精度小 于0.03度。 卫星输出功率：1550W。 数传系统下行为X频段，下行码速率20Mbps，星上存储记录
15、器容量120Gbits。 雷达高度计（上表）用于测量海面高度、有效波高及风速等海洋基本要素。,微波散射计主要用于全球海面风场观测,扫描微波辐射计主要用于获取全球海面温度、海面风场、大气水蒸气含量、云中水含量、海冰和降雨量等。,校正微波辐射计主要用于为高度计提供大气水汽校正服务。,海洋二号卫星转场,海洋二号卫星噪声试验,（3）海洋雷达卫星 （HY-3卫星介绍）,中国将发射海洋 三号卫星，可全时段监视舰船。 根据陆海观测卫星业务发展规划（20112020年），“海洋三号”卫星星座规划为：继承高分三号卫星技术基础，1米CSAR卫星、干涉SAR卫星（2颗编队干涉小卫星或1颗）同轨分布运行，构成海陆雷达
16、卫星星座。 据透露，“海洋三号”卫星将具备海陆观测快速重访、干涉重访能力，能够进行1：5万1：1万全球DEM数据获取、毫米级陆表形变监测，结合“海洋二号”动力环境卫星可实现厘米级海面高度测量，实现对海上目标、重要海洋灾害、地面沉降、全球变化信息的全天候全天时观测，满足海洋目标监测、陆地资源监测等多种需求。,“海洋三号”卫星上搭载的主要遥感载荷是合成孔径雷达（SAR），一种主动式微波遥感仪器，通过先发射微波波束再接收来自海面的后向散射回波获取海面信息。 “它将通过合成孔径技术与脉冲压缩技术，实现对海洋和陆地表面高分辨率（1m）二维图像的获取。”国家卫星海洋应用中心副主任林明森说。 搭载SAR的海洋监视监测卫星可穿透海上云雾，在白天和黑夜均可对海洋进行观测，其全天时全天候的观测能力要明显优于仅能在白天天气晴朗时才能观测的光学海
