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1、第三章 遥感平台及与运行特点第一节 遥感平台的种类第二节 卫星轨道及运行特点第三节 陆地卫星及运行特点第四节 其他卫星及运行特点第一节第一节 遥感平台的种类遥感平台的种类遥感平台遥感平台航天平台航天平台航空平台航空平台地面平台地面平台高度高度 150km 150km高度高度30km30km以内以内高度高度 100 100米米卫星卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。、火箭、航天飞机、宇宙飞船。三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部等三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部等各类飞机、飞艇、气球等各类飞机、飞艇、气球等人造地球卫星人造地球卫星目前运用最广的遥感平台目前运用最广的遥感平台（1）低高
2、度、短寿命卫星：）低高度、短寿命卫星：150350km，不到一年，不到一年（2）中高度、长寿命卫星：）中高度、长寿命卫星：3501800km，35年年（3）高高度、长寿命卫星：约为）高高度、长寿命卫星：约为36000km遥感卫星系列遥感卫星系列气象卫星系列气象卫星系列陆地卫星系列陆地卫星系列海洋卫星系列海洋卫星系列一、卫星运行规律一、卫星运行规律开普勒定律（天体运行的规律）开普勒定律（天体运行的规律）卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。（一）开普勒第一定律（一）开普勒第一定律星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，地星体绕地球（或者太阳）
3、运动的轨道是一个椭圆，地球（太阳）位于椭圆的一个焦点上。球（太阳）位于椭圆的一个焦点上。近地点近地点近地点近地点第二节 卫星轨道及运行特点（二）开普勒第二定律（二）开普勒第二定律从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在单从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在单位时间扫过的面积相等。位时间扫过的面积相等。卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离地远的地卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离地远的地方运行的速度要慢些。方运行的速度要慢些。（三）开普勒第三定律（三）开普勒第三定律 行星的公转周期的平方与它的轨道长半径的立方成行星的公转周期的平方与它的轨道长半径的立方成正比。正比。
4、卫星绕地球的运行周期的平方与它的轨道长半径的卫星绕地球的运行周期的平方与它的轨道长半径的立方成正比。立方成正比。T T2 2/a/a3 3=C=CT T：运行周期；：运行周期；a a：长半径；：长半径；C C：开普勒常数：开普勒常数二、轨道参数1、倾角地球赤道平面与卫星轨道平面间的夹角，具体计算是在卫星轨道升段时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。2、升交点赤经卫星轨道的升交点与春分点之间的角距。升交点为卫星由南往北飞行在赤道上的交点。3、近地点角距在轨道平面内升交点和近地点之间的夹角。4、卫星轨道长半轴卫星远地点到轨道椭圆中心的距离。5、偏心率焦距与轨道半长轴之比。一些常用参数一些常用参数
5、卫星速度：卫星速度：其中：其中：M地球质量地球质量G万有引力常数万有引力常数r卫星距地心高度（卫星距地心高度（R+h）卫星高度：卫星卫星高度：卫星在太空绕地球运行的轨道距地球表面在太空绕地球运行的轨道距地球表面的高度。的高度。重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过若干时间重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地上空所需要的天数。的运行后，回到该地上空所需要的天数。星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点。星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点。卫星运行周期：卫星运行周期：卫星在轨道上绕地球运行一周所需要卫星在轨道上绕地球运行一周所需要的时间，公式为：的时间，公式为
6、：三、卫星姿态角滚动俯仰航偏四、遥感卫星的轨道类型四、遥感卫星的轨道类型地球同步轨道（地球同步轨道（Geosynchronoussatelliteorbit）卫星运行周期与地球自转周期卫星运行周期与地球自转周期相同的轨道称为地球同步卫星轨道相同的轨道称为地球同步卫星轨道太阳同步轨道（太阳同步轨道（sun-synchronoussatelliteorbit）卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向。卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向。地球静止卫星轨道地球静止卫星轨道(geostationarysatelliteorbit)在无数条同步轨道中，有一条圆形轨道，它的轨道平面与地球在无数条同
7、步轨道中，有一条圆形轨道，它的轨道平面与地球赤道平面重合，在这个轨道上的所有卫星，从地面上看都像是悬赤道平面重合，在这个轨道上的所有卫星，从地面上看都像是悬在赤道上空静止不动，这样的卫星称为地球静止轨道卫星，简称在赤道上空静止不动，这样的卫星称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这条轨道就称为地球静止卫星轨道，简称静止卫星轨静止卫星，这条轨道就称为地球静止卫星轨道，简称静止卫星轨道，高度大约是道，高度大约是35800公里。公里。能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的区域同能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的区域同时收入视野，应用于气象和通讯领域时收入视野，应用于气象和通讯领
8、域人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。太阳同步轨道太阳同步轨道(sunsynchronousorbit)l卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的,但会绕但会绕地球自转轴旋转。地球自转轴旋转。l卫星轨道倾角接近卫星轨道倾角接近90，绕过极地地区，也称极轨卫星。，绕过极地地区，也称极轨卫星。l在太阳同步轨道上，卫星每次在同一地方时通过某地。在太阳同步轨道上，卫星每次在同一地方时通过某地。第三节第三节陆地卫星及轨道特征陆地卫星及轨道特征 美国陆地卫星系列 Landsat 法国资源卫星系列 SPO
9、T 印度资源卫星系列 IRS等 中国资源一号卫星中巴地球资源卫星（CBERS)高分辨率陆地卫星系列 SAR类卫星陆地卫星陆地卫星LandsatLandsat，19721972年发射第一颗，随后陆年发射第一颗，随后陆续发射了续发射了8 8颗，已连续三十多年为人类提供陆地颗，已连续三十多年为人类提供陆地卫星图像，产品主要有卫星图像，产品主要有MSS,TM,ETMMSS,TM,ETM，OLI,属于中属于中高度、长寿命的卫星。高度、长寿命的卫星。陆地卫星的运行特点：陆地卫星的运行特点：（1 1）近极地、近圆形的轨道；）近极地、近圆形的轨道；（2 2）轨道高度为）轨道高度为700700900 km900
10、 km；（3 3）运行周期为）运行周期为9999103 min/103 min/圈；圈；（4 4）轨道与太阳同步。）轨道与太阳同步。一、一、Landsat系列卫星系列卫星Landsat系列卫星最高空间分辨率：全色15米（传感器ETM+）多光谱30米（传感器TM）波段号类型波谱范围地面分辨率1Blue-Green0.450-0.51530m2Green0.525-0.60530m3Red0.630-0.6930m4NearIR0.775-0.9030m5SWIR1.550-1.7530m6LWIR10.40-12.560m7SWIR2.090-2.3530m8Pan0.520-0.9015mLa
11、ndSat30LandSat30米米TMTM多光谱卫星影像多光谱卫星影像LandSat15LandSat15米米ETMETM全色卫星影像全色卫星影像Landsat8LandSat-8上携带有两个主要传感器：OLI和TIRS。其中OLI（OperationalLandImager）由卡罗拉多州的鲍尔航天技术公司研制；TIRS（ThermalInfraredSensor），由NASA的戈达德太空飞行中心研制。发射者：NASA类型：卫星发射时间：2013年2月11号OLI陆地成像仪ETM+波段名称波段名称波段波段(m)空间分空间分辨率辨率(m)波段名称波段名称波段波段(m)空间空间分分辨辨率率(m)
12、Band1Coastal0.4330.45330Band2Blue0.4500.51530Band1Blue0.4500.51530Band3Green0.5250.60030Band2Green0.5250.60530Band4Red0.6300.68030Band3Red0.6300.69030Band5NIR0.8450.88530Band4NIR0.7750.90030Band6SWIR11.5601.66030Band5SWIR1 1.5501.75030Band7SWIR22.1002.30030Band7SWIR2 2.0902.35030Band8Pan0.5000.68015
13、Band8Pan0.5200.90015Band9Cirrus1.3601.39030波段名称波段名称波段波段(m)空间分辨率空间分辨率(m)Band10TIRS110.311.3100Band11TIRS211.512.5100TIRS传感器参数二、二、SPOT系列卫星系列卫星19781978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国家，设计、研制了一颗名为国家，设计、研制了一颗名为“地球观测实验系统地球观测实验系统”(SPOT)(SPOT)的卫星，也叫做的卫星，也叫做“地球观测实验卫星地球观测实验卫星”。SPOT1SPOT1，198619
14、86年年2 2月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。SPOT2SPOT2，19901990年年1 1月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。SPOT3SPOT3，19931993年年9 9月发射，月发射，19971997年年1111月月1414日停止运行。日停止运行。SPOT4SPOT4，19981998年年3 3月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。SPOT5,2002SPOT5,2002年年5 5月月4 4日发射。日发射。中等高度（中等高度（832 km)832 km)圆形近极地太阳同步圆形近极地太阳同步轨道。轨道。主要成像系统主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪高分辨率可见
15、光扫描仪（HRVHRV，HRGHRG），），VEGETATIONVEGETATION，HRSHRS。SPOT传感器卫星的运行SPOTSPOT卫星群的组合SPOT的HRV波谱段光谱段光谱段光谱特性光谱特性分辨率分辨率0.500.59m绿绿20m0.610.68m红红20m0.790.89m近红外近红外20m0.510.73m绿绿红全波段红全波段10m10全色SPOT5的HRG、HRS波谱段光谱段光谱段/m光谱特性光谱特性分辨率分辨率/m0.500.58绿绿100.610.67红红100.780.89近红外近红外100.490.715绿绿红全波段红全波段5印度的第一代运行性遥感卫星卫星(1)199
16、5年年12月，发射月，发射IRS-1C(2)1997年年9月，月，发射发射IRS-1D全色传感器：分辨率为5.8米可见光波段，幅宽为70公里，26度左右可调侧视。LISS-III多光谱传感器：分辨率为23.5米的可见光和近红外波段，70米的短波红外波段，幅宽为141公里。WiFS广角传感器：分辨率为188米的可见光和近红外两个波段，幅宽810公里。(3)1996年年4月，发射月，发射IRS-P3携带3个传感器，其中AWiFS传感器增加一个波段。三、三、IRS系列卫星系列卫星印度的第二代运行性遥感卫星（1）1999年年5月，发射月，发射IRS-P4(OCEANSAT-1)携带两个传感器，即OCM
17、(OceanColorMonitor)和MSMR(Multi-frequencyScanningMicrowaveRadiometer)（2）2003年年10月月17日，发射日，发射RESOURCESAT-1(IRS-P6)（3）2005年年5月发射月发射CARTOSAT-1(IRS-P5)携带两个分辨率为2.5米的全色传感器数据主要用于高程建模，地形图制图和地籍制图。四、四、CBERS-1中巴资源卫星中巴资源卫星CBERS-1 中巴资源卫星由中国与巴西于1999年10月14日合作发射，是我国的第一颗数字传输型资源卫星。卫星运行特点：卫星运行特点：与太阳同步与太阳同步 近极地近极地 近圆形轨道
18、近圆形轨道 红外多光谱扫描仪：红外多光谱扫描仪：波段数：波段数：4 4波谱范围：波谱范围：B6B6：0.50 0.50 1.10(um)1.10(um)B7B7：1.55 1.55 1.75(um)1.75(um)B8B8：2.08 2.08 2.35(um)2.35(um)B9B9：10.4 10.4 12.5(um)12.5(um)覆盖宽度：覆盖宽度：119.50119.50公里公里空间分辨率：空间分辨率：B6 B6 B8 B8：77.877.8米米B9B9：156156米米 CCDCCD相机：相机：波段数：波段数：5 5波谱范围：波谱范围：B1B1：0.45 0.45 0.52(um)0
19、.52(um)B2B2：0.52 0.52 0.59(um)0.59(um)B3B3：0.63 0.63 0.69(um)0.69(um)B4B4：0.77 0.77 0.89(um)0.89(um)B5B5：0.51 0.51 0.73(um)0.73(um)覆盖宽度：覆盖宽度：113113公里公里空间分辨率：空间分辨率：19.519.5米米(天底点天底点)侧视能力：侧视能力：-32-32 士士3232广角成像仪：广角成像仪：波段数：波段数：2 2波谱范围：波谱范围：B10B10：0.63 0.63 0.69(um)0.69(um)B11B11：0.77 0.77 0.89(um)0.89(
20、um)覆盖宽度：覆盖宽度：890890公里公里空间分辨率：空间分辨率：256256米米主要技术指标主要技术指标资源三号（ZY-3）卫星2012年1月9日发射传感器类型：（1）1台地面分辨率优于2.1米的正视全色TDICCD相机；（2）2台地面分辨率优于3.5米的前视、后视全色TDICCD相机；（3）1台地面分辨率优于5.8米的正视多光谱相机。卫星参数：轨道形式：太阳同步圆轨道高度：505.984公里倾角：97.421重访周期：5天降交点地方时：10:30AM六、高分辨率陆地卫星六、高分辨率陆地卫星（一）（一）IKONOS卫星卫星由美国空间成像公司由美国空间成像公司(Space-Imaging)
21、(Space-Imaging)研制研制于于19991999年年9 9月月2424日发射日发射 分辨率：全色分辨率：全色1 m1 m，多光谱，多光谱4 m4 mIKONOS光谱段全色光谱响应范围：全色光谱响应范围：0.150.150.90m0.90mv而多光谱则相应于而多光谱则相应于Landsat-TMLandsat-TM的波段：的波段：MSI-1 0.45MSI-1 0.450.52m 0.52m 蓝绿波段蓝绿波段 MSI-2 0.52MSI-2 0.520.60m 0.60m 绿红波段绿红波段 MSI-3 0.63MSI-3 0.630.69m 0.69m 红波段红波段 MSI-4 0.76
22、MSI-4 0.760.90m 0.90m 近红外近红外波段波段IKONOS图像地区：地区：地区：地区：上海浦东上海浦东上海浦东上海浦东分辨率：分辨率：分辨率：分辨率：1m1m采集时间：采集时间：采集时间：采集时间：20002000年年年年 3 3月月月月2626日日日日（二）（二）QuickBird卫星卫星美国美国DigitalGlobeDigitalGlobe公司研制公司研制于于20012001年年1010月月1818日发射。日发射。卫星轨道参数：卫星轨道参数：轨道高度：轨道高度：450 km450 km 倾角：倾角：9898 重访周期：重访周期：1 16 d 6 d。QuickBird数
23、据的光谱段数据类型波段范围/m分辨率/m多 波 段蓝：0.450.522.44绿：0.520.602.44红：0.630.692.44近红外：0.760.902.44全波段0.450.900.61Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪传感器为推扫式成像扫描仪（三）（三）GeoEye卫星卫星于2008年9月6日发射传感器参数：全色传感器：0.41metersx0.41meters多普段传感器：1.65metersx1.65meters光谱范围：450800nm(pan)450510nm(blue)510580nm(green)655690nm(red)780920nm(nearIR)重访周期
24、：3天定位精度：3米迪迪拜拜国国际际机机场场0.5米米分分辨辨率率卫卫星星地地图图七、高光谱类卫星七、高光谱类卫星背景多光谱的波段有限，难以真实反映地物表面物质的光谱反射辐射特性的细微差异，无法用光谱的信息来直接识别地物的类别。主要特点：采用高分辨率成像光谱仪，波段数为36256个，光谱分辨率为510nm，地面分辨率为301000m。目前这类卫星大多是军方发射的，民用高光谱类卫星较少。应用：主要用于大气、海洋和陆地探测。MODIS卫星(MODerateresolution Imaging Spectroradiometer）中等分辨力成像光谱仪，MODIS是EOS-AM1系列卫星的主要探测仪器
25、。美国于2000年初发射成功的，每一个MODIS仪器使用寿命为5年，将计划发射四颗卫星。特点：波段36个；光谱范围0.414.5m；地面分辨率：250m，500m，1000m；宽视域：扫描角55，宽2330公里；快速：1-2天获全球数据；高辐射分辨力:12bit。通通道道光谱范畴光谱范畴119nm通道通道2036m通道通道信噪比信噪比NET主要用途主要用途分辨率（分辨率（m）1620670128陆地、云边界25028418762012503459479243陆地、云特征500454556422850051230125074500616381652275500721052135110500840
26、5420880海洋水色浮游植物生物地理化学1000943844883801000104834938021000115265367541000125455567501000136626729101000146736831087100015743753586100016862877576100017890920167大气、水汽1000通通道道光谱范畴光谱范畴119nm通道通道2036m通道通道信噪比信噪比NET主要用途主要用途分辨率（分辨率（m）17890920167大气、水汽100018931941571000199159652501000203.6603.840(m)0.05地球表面和云顶温度
27、1000213.9293.989(m)2.001000223.9293.989(m)0.071000234.0204.080(m)0.071000244.4334.498(m)0.25大气温度1000254.4824.948(m)0.251000261.3601.390(m)1504卷云、水汽1000276.5356.895(m)0.251000287.1757.475(m)0.251000298.4008.700(m)0.051000309.5899.880(m)0.25臭氧10003110.78011.280(m)0.05地球表面和云顶温度10003211.77012.270(m)0.05
28、10003313.18513.485(m)0.25云顶高度10003413.48513.785(m)0.2510003513.78514.085(m)0.2510003614.08514.385(m)0.351000八、八、SAR（合成孔径雷达）类卫星微波成像的特点：能穿透云雾、雨雪、具有全天候工作能力；对地物有一定的穿透能力；能弥补可见光和红外遥感的不足；可以记录电磁波振幅信号和相位信号。第四节 其他卫星及运行特点气象卫星系列气象卫星系列海洋卫星系列海洋卫星系列气象卫星系列海洋卫星系列海洋卫星主要用于海洋温度场，洋流的位置、界海洋卫星主要用于海洋温度场，洋流的位置、界线、流向、流速，海浪的周期、速度、波高，水团的线、流向、流速，海浪的周期、速度、波高，水团的温度、盐度、颜色、叶绿素含量，海冰的类型、密集温度、盐度、颜色、叶绿素含量，海冰的类型、密集度、数量、范围以及水下信息、海洋环境、海洋净化度、数量、范围以及水下信息、海洋环境、海洋净化等方面的动态监测。等方面的动态监测。