遥感卫星及其运行特点上课讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 遥感卫星及其运行特点,聊城大学 环境与规划学院,Crowded Orbit,第一节 遥感卫星的轨道,第一节 遥感卫星的轨道,Crowded Orbit,本章学习指南,【,主要内容,】,本章介绍了遥感卫星的轨道类型和特点,分析了遥感成像对卫星轨道的特殊要求。在此基础上,分陆地卫星、气象卫星和海洋卫星三个系列,重点介绍了,10,多种在全球对地观测中发挥重要作用的遥感卫星。,【,学习重点,】,重点掌握,Landsat,、,SPOT,等主要陆地卫星的成像特点和图像特征。,第一节 遥感卫星的轨道,什么是卫星？,什么是卫星轨道？,卫星的轨道参数有哪些？,卫星的姿态和轨道类型有哪些？,第一节 遥感卫星的轨道,遥感平台,是搭载传感器的工具。依据运载工具的类型，可分为,航天平台,、,航空平台,和,地面平台,。,第一节 遥感卫星的轨道,遥感卫星的特征对于指导遥感应用过程中的数据处理、信息提取等工作，具有重要意义。,卫星的轨道参数,卫星在轨道上的姿态,卫星轨道的类型,第一节 遥感卫星的轨道,一、卫星的轨道参数,航天器是在大气层外宇宙空间运行的飞行器，常见的就是人造地球卫星，运行遵循,天体力学运动规律,，这是航天器区别于其他飞行器或运动装置的特有的运动方式。以,牛顿力学,为基础，航天器受力而动，我们把航天器质心运动的轨迹称为,卫星轨道,。,轨道面,行下点,星下点轨迹,第一节 遥感卫星的轨道,一、卫星的轨道参数,开普勒三大定律：,卫星运行的轨道是一椭圆,地球位于该椭圆的一个焦点上,;,卫星在椭圆轨道上运行时,卫星与地球的连线在相等的时间内扫过的面积相等,;,卫星绕地球运转周期的平方与其轨道平均半径的立方成正比。,第一节 遥感卫星的轨道,一、卫星的轨道参数,经典轨道六要素,基于行星绕太阳的椭圆运动，约翰逊,开普勒提出了一种描述轨道的方法，可以直观的想象轨道的尺寸、形状和位置，开普勒抽象出了可以完全确定卫星，在空间运动的六个轨道要素，称为经典轨道要素。,1,、轨道长半径（,a,）,又称为为半长轴,a,，是轨道长轴的一半。,a,确定了卫星距离地面的高度。,2,、卫星轨道偏心率（,e,）,偏心率,e,用于描述某一轨道与圆轨道的区别。,椭圆：,0e1,；,圆,:e=0,。,3,、轨道面倾角（,i,）,轨道面和地球赤道面的夹角。,赤道轨道,:i=0,或,i=180;,极轨,：,i=90,；,顺行轨道,:0i90;,逆行轨道,:0i180,4,、升交点赤经（,）,升交点,是指卫星由南向北穿过赤道面的交点；相应的有,降交点,，是卫星由北向南穿越赤道面的交点；,升交点赤经,是在赤道面内，度量的从春分点到升交点的夹角，春分点方向是指春天的第一天，地球与太阳之间的连线。,5,、近地点角距（,）,又称,近地点幅角,，,是在卫星运动方向，度量从升交点到近地点之间的角。,*,6,、真近点角（,）,最后是真近点角,，是从近地点到卫星位置矢量的角，真近点角在轨道平面内度量，并且总是沿卫星运动方向，在六个经典轨道要素中，只有真近点角随着时间变化。,6,、卫星近地点时刻（,t,）和运行周期（,T,）,卫星过近地点的时间称为过近地点时刻。当卫星轨道形状和空间位置确定以后,在某一时间,卫星所在位置与过近地点时刻,t,满足开普勒方程,即,E,为卫星所在位置的偏近点角,;e,为轨道偏心率,;,0,为卫星运转的平均角速度。,第一节 遥感卫星的轨道,6,个轨道参数的物理意义：,长半径,a,、偏心率,e,确定轨道的形状和大小；,倾角,i,、升交点赤经,确定轨道面的方向；,近地点角距,确定轨道面中长轴的方向；,T,确定任一时刻卫星在轨道中的位置。,第一节 遥感卫星的轨道,卫星位置的测量方法主要有两种,:,一是通过测量卫星到测站的距离和距离的变化率确定卫星的位置,;,二是利用来自,GPS,卫星的信号确定卫星的位置。,第一节 遥感卫星的轨道,二、卫星的姿态,卫星姿态即卫星星体在轨道上运行所处的空间位置状态。,遥感卫星的姿态一般可从三轴倾斜和振动两个方面来描述。,第一节 遥感卫星的轨道,二、卫星的姿态,第一节 遥感卫星的轨道,二、卫星的姿态,卫星的姿态对遥感图像的应用有较大影响,为了修正这些影响,必须在获取数据的同时测量、记录卫星的姿态参数。确定卫星姿态的方法通常有两种,:,利用姿态测量传感器进行测量（,红外姿态测量仪、星相仪、陀螺姿态仪等,）,;,利用星相机测定姿态角。,第一节 遥感卫星的轨道,三、遥感卫星的轨道类型,遥感卫星通常是指从宇宙空间观测地球的人造卫星,也称地球观测卫星。,遥感卫星的道有,地球同步轨道,(geosynchronous orbit),和,太阳同步轨道,(sun synchronous orbit),两种主要类型。,第一节 遥感卫星的轨道,地球同步轨道,(geosynchronous orbit),地球同步轨道也称,24 h,轨道,即卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期,且方向也与之一致。,按照轨道倾角的不同,地球同步轨道分为,极地轨道,倾斜轨道,静止轨道,地球同步静止卫星,第一节 遥感卫星的轨道,太阳同步轨道,(sun synchronous orbit),第一节 遥感卫星的轨道,太阳同步轨道,(sun synchronous orbit),太阳同步轨道可分为回归轨道和准回归轨道两种类型,遥感卫星通常采用太阳同步准回归轨道。,第一节 遥感卫星的轨道,四、遥感成像对卫星轨道的要求,卫星的轨道类型及其相应的轨道参数对遥感探测的范围、成像条件以及遥感图像的比例尺、分辨率等都有重要影响。为了有效地实施对地观测,获取具有全球覆盖的遥感数据,资源遥感卫星通常多采用近极地、近圆形、太阳同步准回归轨道。,第二节 气象卫星,气象卫星,(meteorological satellite),是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星,是太空中的高级自动化气象站,它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。,观测对象,特点,第二节 气象卫星,20,世纪,60,年代,第一代,美国的泰诺斯,(TIROS),、艾萨,(ESSA),、雨云,(Nimus),和艾托斯,(ATS),等,1970 1977,年,第二代,美国的,ITOS,、苏联的,Meteor-2,、日本的,GMS,和欧洲空间局的,Meteosat,等,1978,年,第三代,美国的,NOAA,系列卫星,第二节 气象卫星,气象卫星按轨道的不同分为极地轨道气象卫星（,NOAA,、,METOP,、,Meteor,、,FY-1,、,FY-3,）和静止轨道气象卫星（,SMS/GOES,、,Meteosat,、,GMS/MITSAT,、,GOMS,、,INSAT,、,FY-2,）。,第二节 气象卫星,极地轨道气象卫星可获得全球资料,提供中长期数值天气预报所需的数据资料。,缺点：,不能对同一地区实施连续观测,因此，对诸如风速和变化快而生存时间短的小尺度灾害性天气现象难以准确预测和跟踪。,第二节 气象卫星,(,一,)NOAA,系列卫星,NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration),卫星是美国第三代气象卫星。从,1970,年,1,月,23,日发射第一颗,NOAA,卫星以来,已经相继研制了,19,颗,NOAA,卫星。,NOAA,卫星共经历了五代,目前使用较多的为第五代,NOAA,卫星,包括,NOAA-15,、,16,、,17,、,18,。,第二节 气象卫星,悲情的,NOAA-19,第二节 气象卫星,NOAA,卫星的参数,轨道,:,近圆形太阳同步轨道,轨道高度,:870 km,和,833 km,轨道倾角,:98.,9,和,98.,7,周期,:,101,4 min,观测频率：单星两次,双星,4,次,第二节 气象卫星,NOAA,的探测仪器,改进型高分辨率辐射计,AVHRR/3,(advanced very high resolution radiometer,model3),高 分 辨 率 红 外 探 测 仪,HIRS/3,(high resolution infrared sounder,model3),改进型微波垂直探测仪,AMSU,(advanced microwave sounding unit),第二节 气象卫星,NOAA,的波段划分和主要应用,第二节 气象卫星,（二）,FY-1,、,FY-3,系列卫星,我国的气象卫星发展较晚。,FY-1,是我国发射的第一颗环境遥感卫星，其主要任务是获取全球的昼夜云图资料及进行空间海洋水色遥感实验。,第二节 气象卫星,卫星,发射时间,工作情况,服役时间,FY-1A,1988,年,9,月,7,日,失效,39,天,FY-1B,1990,年,9,月,3,日,失效,165,天,FY-1C,1999,年,5,月,10,日,失效,7,年多,FY-1D,2002,年,5,月,15,日,失效,10,年,（二）,FY-1,、,FY-3,系列卫星,第二节 气象卫星,（二）,FY-1,、,FY-3,系列卫星,风云三号气象卫星,(FY-3),是在,FY-1,基础上发展起来的我国第二代极地轨道气象卫星。在功能和技术上发生了质的变化,大幅度提高了全球资料的获取能力,进一步提高了云区和地表特征的监测能力,从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数,。,第二节 气象卫星,静止轨道气象卫星也称高轨地球同步轨道气象卫星,定点于赤道上空约,36000 km,的高度上,可连续、重复不断地对其覆盖的地球表面进行实时观测,每隔,1 h,或,0,5 h,获得一幅各个通道的地球全景圆盘图。,第二节 气象卫星,优点：,覆盖范围大,时间分辨率高,缺点：,空间分辨率低,边缘几何畸变严重,定位与配准精度不高,对高纬度地区的观测能力较差,第二节 气象卫星,（一）,SMS/GOES,系列卫星,第一代,SMS-1,、,2/GOES-1,、,2,、,3,第二代,GOES-4,、,5,、,6,、,G,、,7,第三代,GOES-8,、,9,、,10,、,11,、,12,第四代,GOES-13,、,14,、,15,第二节 气象卫星,（二）,FY-2,系列卫星,FY-2,是我国自行研制的第一代静止业务气象卫星,与极地轨道气象卫星相辅相成,构,成了我国气象卫星应用体系。,第二节 气象卫星,FY,系列的分代及轨道类型,第二节 气象卫星,目前，我们风云气象卫星的国际影响力不断提高，已成为国际上同时拥有极轨和静止两个系列业务气象卫星的三个国家或区域组织之一，部分达到国际先进水平。,第三节 陆地卫星,冷战是最强的兴奋剂,We are neither making maximum effort nor achieving results necessary if this country is to reach a position of leadership.,“我们既没有尽最大努力，也没有达到让美国保持领先的程度。”,Johnson to Kennedy,Evaluation of Space Program,April 21,1961.,不平凡的,1966,第三节 陆地卫星,Project Apollo,第三节 陆地卫星,Project Apollo,戈达德行星登陆科学家大卫威廉姆斯（,Dave Williams,）认为,:,阿波罗计划中，要送宇航员登上月球，首先要有个理想的登陆点，这就需要我们在对月球地面以及进一步内部活动研究的基础上，拍摄高分辨率的图像信息，确定登陆位置。,首张在月球轨道拍摄的地球全景照,这种感觉就像寻找自己的家园，却是从一个荒凉的地方开始，那么熟悉也那么的陌生。,Jay Friedlander,注：弗里德兰德是美国宇航局戈达德空间飞行中心工作了,20,年的资深探测器图像工程师,“哦，我的天哪！看看那个画面。”,1968,年,12,月,24,日“阿波罗,8,号”的宇航员拍摄的,地出,照片，是有史以来从太空拍摄的第一张彩色照片，它显示的是一颗蓝色球体悬挂在灰色月表上空。,推荐阅读,改变世界的,100,张照片,出版社,:,陕西师范大学出版社,;,第,1,版,(2006,年,1,月,1,日,),精装,:,142,页,开本,:,16,开,ISBN:,7561328850,条形码,:,9787561328859,商品尺寸,:,25.8 x 20.4 x 1.8 cm,商品重量,:,798 g,一、,Landsat,系列卫星,美国,NASA,的陆地卫星（,Landsat,）计划,(,一,),卫星的轨道特征,高度范围,：,700-920 km,的中等高度；,轨道类型,：近极地、太阳 同 步 准 回 归 轨 道，除,Landsat-8,为圆形轨道外,其余均为近圆形轨道；,轨道倾角,：在,98.,3-99.,1,(,二,),卫星的传感器,Return Beam Vidicon(RBV),Multispectral Scanner(MSS),Thematic Mapper(TM),Enhanced Thematic Mapper(ETM),Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+),Operational Land Imager,(OLI),Thermal Infrared Sensor(TIRS),Multispectral Scanner(MSS),多光谱光,-,机扫描仪,Multispectral Scanner(MSS),多光谱光,-,机扫描仪,思考：,6bit,是多少灰度级？,Multispectral Scanner(MSS),MSS,波段设置和波长范围,Thematic Mapper(TM),第二代多光谱光,-,机扫描仪,MSS,TM,空间分辨率,80M,30M,（热红外,120M,）,辐射分辨率,6bir,8bit,光谱范围,可见光,-,近红外,0.5-1.1,m,可见光,-,热红外,0.45-12.5,m,光谱分辨率,4,波段,7,波段,同步扫描行数,6,16,（热红,4,）,Thematic Mapper(TM),Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+),多光谱扫描辐射计，相对于,TM,的改进：,增加了分辨率为,15 m,的全色波段,(PAN);,热红外波段的探测器阵列从过去的,4,个增加到,8,个,对应地面的分辨率从,120 m,提高到,60 m;,ETM+,数据绝对辐射精度为,5%,波段间配准精度为,0,3,个像元。,Operational Land Imager,(OLI),多光谱、中等分辨率的推扫式传感器；,新一 代,Landsat,系列卫星,Landsat-8/LDCM,的核心传感器；,OLI,与,ETM+,有着相似的光谱波段,只是,OLI,对波段进行了重新调整。,Operational Land Imager,(OLI),Operational Land Imager,(OLI),Thermal Infrared Sensor(TIRS),推扫式传感器,TIRS,有,10.3 11.3 m,和,11.5-12.,5 m,两个探测波段,;,空间分辨率为,100m;,辐射分辨率,12bit,。,（三）卫星的数据参数,分段管理,/,分景管理,例如，,MSS,、,TM,数据均是以景为单元构成,的,一景约相当于地面,185 km170 km,的面积。,全球参考系,Landsat,卫星采用的全球参考系为,WRS(world wide reference system),，是国际上非常具有代表意义的全球参考系之一。,WRS,是依据卫星地面轨迹的重复特性，结合星下点成像特性而形成的固定地面参考网格。其,WRS,参考系网格与,Landsat,卫星数据的成像区域紧密的契合，,WRS,网格的二维坐标采用,PATH,和,ROW,进行标识。,全球参考系,目前，,WRS,有两个系统，分别为,WRS1,（,1983,年之前的参考系，,Landsat1-3,号卫星采用此参考系）和,WRS2,（,1983,年之后的参考系，,Landsat4,，,5,，,7,号卫星采用此参考系）。,全球参考系,中国区域范围内,Landsat WRS,参考系的条带号，行编号与行政区划，经纬度存在何种对照关系呢？,WRS-1 Path/Row,与行政区划、经纬度对照图,WRS-2 Path/Row,与行政区划、经纬度对照图,二、,SPOT,系列卫星,SPOT (Satellite Pour lObservation de la Terre,French for“Earth observation satellite”)is a,high-resolution,optical imaging,system operating from space.This programme is part of CNESs Earth observation strategy.Since 1986,the SPOT family of satellites has been viewing our planet and providing remarkably high-quality images.,-,引自,es.fr/web/CNES-en/1415-spot.php,SPOT,卫星是法国空间研究中心（,CNES,）研制的一种地球观测卫星系统。瑞典、比利时、欧盟、意大利等参与，计划发射,5,颗，实际已经发了,6,颗。,SPOT,系列卫星简况,Spot-7 2014-6-30,发射成功,SPOT(Satellite Pour lObservation de la Terre Earth Observation Satellite),Initiator,CNES,Origin,Studies for an Earth observation system carried out by CNES in the 1970s,Status,SPOT 4 and SPOT 5 currently operationals,Participants,CNES,SSTC(Belgian scientific,technical and cultural services),Swedish Space Corporation(Swedish space agency),Goals,Help to improve knowledge and management of our planet,Objectives,Explore Earths resources;detect and forecast phenomena involving climatology and oceanography;monitor human activities and natural phenomena,Principal missions,SPOT 1 1986/2003SPOT 2 1990/2009SPOT 3 1993/1996SPOT 4 1998SPOT 5 2002SPOT 6 September 2012SPOT 7 June 2014,Launchers,Ariane 2,3 and 4,巴库,阿塞拜疆首都也是最大的城市,Bakou-Capital and largest city of Azerbaijan as seen in the SPOT 7 Image,斐济群岛,Fiji Islands as seen from SPOT 7,圣地麦加,The Holy Mecca captured by SPOT 7,留尼汪岛,位于印度洋中的法属岛屿,Runion-a French Island in Indian Ocean captured by SPOT 7,美丽的悉尼城,Sydney the beautiful city as seen from the SPOT 7 image,（一）卫星轨道特征,轨道类型：准圆形、近极地、太阳同步准回归轨道；,轨道高度：,832KM,的中等高度（,SPOT-6,的高度为,695 km,）；,轨道倾角：,98.,2 -98.,8,；,回归周期：垂直观测时,26,天，倾斜观测时,4-5,天。,(,二,),卫星的传感器,HRV(high-resolution visible and middle infrared high resolution)(spot123),DORIS(spot2),POAM-II(spot3),HRVIR(visible and infrared high resolution)(spot45),HRG(highresolution geometric)(spot5),HRS(high resolution stereoscopic)(spot5),(,二,),卫星的传感器,卫星名称,SPOT-123,SPOT-4,SPOT-5,SPOT-6,传感器,2 x HRV,1 x DORIS(SPOT1,除外,),2 x HRVIR,1 x VGT,1 x DORIS,2 x HRG,1 x HRS,1 x VGT,1 x DORIS,2 x NAOMI,卫星,发射数据,传感器,状态,SPOT-1,1986,年,2,月,22,日,2HRV,录音机失败,1986,年,9,月。业务活动停止了在,1990,年底，,SPOT-1,恢复了,1992,年,3,月,20,日）。停止跟踪,1993,年,8,月,2,日。,SPOT-1,恢复了,1994,年,3,月。,SPOT-2,1990,年,1,月,22,日,2HRV，DORIS,收录机失败在,1991,年和,1993,年初，分别。在,S/C,是自,2007,年运营,SPOT-3,1993,年,9,月,26,日,2HRV，POAM-II，DORIS,发生故障的,ACS,（亏损地球锁）于,1996,年,11,月,14,日终止,SPOT-3,的运行寿命。,SPOT-4,1998,年,3,月,24,日,2HRVIR，,VGT,，,SILEX，PASTEC，POAM-3，DORIS,第二代,S/C,具有一个额外的服务模块用于客运的有效载荷（,5,年的设计寿命，而不是,3,）。操作自,2007,年。,SPOT-5,1998,年,3,月,24,日,2HRG,HRS，,VGT,，,DORIS,提供,5-2.5,米的图像。,5,年设计寿命。在,S/C,是名义上经营为,2007,年。,SPOT-6,2 x NAOMI,SPOT-7,注：,VGT-,宽视域植被探测仪,Vegetation,；,HRS-,高分辨率立体 成像装置。,(,二,),卫星的传感器,（三）卫星的观测模式,SPOT,卫星的观测模式示意图,（三）卫星的观测模式,SPOT,卫星的垂直观测示意图,（三）卫星的观测模式,SPOT,卫星的重复观测过程,（三）卫星的观测模式,SPOT,卫星多种观测模式综合示意图,（四）数据应用,空间分辨率,-,地图制图,；,立体观测和高程测量,-,1:5,万的地形图和土地利用图等,；,多波段融合,制作高分辨率卫星像片,-,代替航空像片,。,三、,CBERS,系列卫星,CBERS(China-Brazil earth resources satellite,CBERS),系列卫星,是由中国和巴西两国共同投资和联合研制的我国第一代传输型地球资源卫星。,三、,CBERS,系列卫星,主要参数：,轨道高度：,778 km,；,轨道倾角：,98.,5,；,轨道类型：太阳同步轨道；,回归周期：,26,天。,三、,CBERS,系列卫星,主要传感器：,高 分 辨 率,CCD,相 机,(high resolution CCD camera,HRCC),红外多光谱扫描仪,(infrared multispectral scanner,IRMSS),宽视成像仪,(wide-field imager,WFI),高分辨率全色相机,(high resolution panchromatic camera,HRC),高分一号,资源三号,资源一号,02C,HJ-1A,1B,CBERS-02B,CBERS-01,02,CBERS-01,、,02,传感器名称,CCD,相机,宽视场成像仪,(WFI),红外多光谱扫描仪,(IRMSS),传感器类型,推扫式,推扫式（分立相机）,振荡扫描式（前向和反向）,可见,/,近红外波段,1,：,0.45,0.52,微米,2,：,0.52,0.59,微米,3,：,0.63,0.69,微米,4,：,0.77,0.89,微米,5,：,0.51,0.73,微米,10,：,0.63,0.69,微米,11,：,0.77,0.89,微米,6,：,0.50,0.90,微米,短波红外波段,无,无,7,：,1.55,1.75,微米,8,：,2.08,2.35,微米,热红外波段,无,无,9,：,10.4,12.5,微米,辐射量化,8bit,8bit,8bit,扫描带宽,113,公里,890,公里,119.5,公里,每波段象元数,5812,象元,3456,象元,波段,6,、,7,、,8,：,1536,象元波段,9,：,768,象元,空间分辨率（星下点）,19.5,米,258,米,波段,6,、,7,、,8,：,78,米波段,9,：,156,米,具有侧视功能,?,有（,-32,+32,）,无,无,视场角,8.32,59.6,8.80,CBERS-02B,有效载荷,波段号,光谱范围,(,m),空间分辨率,(,m),幅宽,(,km),侧摆能力,重访时间,(,天,),数传数据率,(,Mbps),CCD,相机,B01,0.45,0.52,20,113,32,26,106,B02,0.52,0.59,20,B03,0.63,0.69,20,B04,0.77,0.89,20,B05,0.51,0.73,20,高分辨率相机,(,HR),B06,0.5,0.8,2.36,27,无,104,60,宽视场成像仪,(WFI),B07,0.63,0.69,258,890,无,5,1.1,B08,0.77,0.89,258,02B,星有效载荷及性能指标,资源一号,02C,卫星,ZY-1 02C,资源三号卫星,高分一号,参数,指标,轨道类型,太阳同步回归轨道,轨道高度,645km（,标称值）,倾角,98.0506,降交点地方时,10:30 AM,侧摆能力（滚动）,25,，机动,25,的时间,200s,，具有应急侧摆（滚动）,35,的能力,GF-1卫星轨道和姿态控制参数,参数,2m,分辨率全色,/8m,分辨率多光谱相机,16m,分辨率多光谱相机,光谱范围,全色,0.450.90,m,多光谱,0.450.52,m,0.450.52,m,0.520.59,m,0.520.59,m,0.630.69,m,0.630.69,m,0.770.89,m,0.770.89,m,空间分辨率,全色,2m,16m,多光谱,8m,幅宽,60km,（,2,台相机组合）,800km,（,4,台相机组合）,重访周期（侧摆时）,4,天,覆盖周期（不侧摆）,41,天,4,天,GF-1,卫星有效载荷技术指标,HJ-1-A,、,B,卫星,平台,有效,载荷,波段,光谱范围,(,m),空间分辨率,(,m),幅宽,(,km),侧摆,能力,重访时间,(,天,),数传数据率,（,Mbps,）,HJ-1A,星,CCD,相机,1,0.43-0.52,30,360(,单台,),，,700,（二台）,4,120,2,0.52-0.60,30,3,0.63-0.69,30,4,0.76-0.90,30,高光谱成像仪,0.45-0.95,（,110-128,个谱段）,100,50,30,4,HJ-1B,星,CCD,相机,1,0.43-0.52,30,360(,单台,),，,700,（二台）,4,60,2,0.52-0.60,30,3,0.63-0.69,30,4,0.76-0.90,30,红外多光谱相机,5,0.75-1.10,150,（近红外）,720,4,6,1.55-1.75,7,3.50-3.90,8,10.5-12.5,300（10.5-12.5,m）,HJ-1-A,、,B,卫星主要载荷参数,HJ-1-A,、,B,卫星,HJ-1-A,、,B,卫星轨道参数,项目,参数,轨道类型,准太阳同步圆轨道,轨道高度（,km,）,649.093,半长轴（,km,）,7020.097,轨道倾角（,）,97.9486,轨道周期（,min,）,97.5605,每天运行圈数,14+23/31,重访周期（天）,CCD,相机：,2,天,超光谱成像仪或红外相机：,4,天,回归（重复）周期（天）,31,回归（重复）总圈数,457,降交点地方时,10,：,30AM,30min,轨道速度（,km/s,）,7.535,星下点速度（,km/s,）,6.838,CBERS-02B,的应用,卫星辐亮度产品,植被指数产品,去相关拉伸产品,地表反射率产品,海洋油污染监测产品,地表温度产品,土地覆盖与土地变化产品,冰雪覆盖监测产品,四、高分辨率陆地卫星,IKONOS,QuickBird/,WorldView,OrbView/,GeoEye,等,几种高分辨率卫星的技术参数,第四节 海洋卫星,2014-10-13,卫星海洋探测的发展阶段,卫星海洋探测的发展大致可分为三个阶段：,第一阶段探索试验（,1970,1978,年），这一阶段主要利用气象卫星、陆地卫星探测海洋；,第二阶段试验研究阶段（,1978,1985,年）,该阶段美国发射,1,颗海洋卫星（,SeaSat-A,）和,1,颗雨云卫星（,NUMBUS-7,）,该星上载海岸带水色扫描仪（,CZCS,）。这两颗皆属于实验研究性质；,第三阶段应用研究阶段（,1985,），在这一阶段世界上发射了多颗海洋卫星。如海洋地形卫星,Geosat,、,Geo-1,、,Topex/Poseidon,海洋动力环境卫星,ERS-1&ERS-2,、,Radarsat,海洋水色卫星（,SeaStar ROCSAT,、,KOMPSAT,）。除此以外、还在别的卫星上搭载海洋探测器。,卫星海洋探测的历史早于海洋卫星的历史！,一、海洋卫星的特点,海洋卫星是海洋环境监测的重要手段,和陆地卫星、气象卫星相比,具有以下特点。,(1),具备大面积、连续、同步或准同步探测的能力。,(2),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,),。,(3),为与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,2 3,天,空间分辨率为,250 1000 m,。,(4),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。,(5),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。,思考：什么是信噪比？什么是数量级？,补充,1,：,数量级：,是指数量的尺度或大小的级别，每个级别之间保持固定的比例。通常采用的比例有,10,，,2,，,1000,，,1024,，,e,。,信噪比：,是有效信号（,S,）和噪声信号（,N,）的比值,S/N,。,二、海洋卫星的类型,海洋卫星按用途可分为,海洋水色卫星、海洋动力环境卫星,和,海洋综合探测卫星,。,（一）海洋水色卫星,水色卫星是专门为了进行海洋遥感观测而发射的卫星，是水色遥感器的搭载平台。根据水色遥感器的区别具有不同的辐射接受波段，但是总是集中在,可见光到近红外波段,注,。,美国，,1997,，,SeaStar,，载有,SeaWiFS,即“宽视场水色扫描仪,中国，,2002,，海洋一号,A,中国，,2007,，海洋一号,B,，载有,COCTS,即海洋水色扫描仪,注：程声通,水色遥感理论模型探讨,：,清华大学学报,，,2002,年,A false color SeaWiFS image shows a high concentration of phytoplankton chlorophyll in the Brazil Current Confluence region east of Argentina.Warm colors indicate high chlorophyll levels,and cooler colors indicate lower chlorophyll.,（一）海洋水色卫星,水色遥感技术,是利用传感器接受到水面发射的辐射光谱，并且进行相关的数据处理，从而获得水体的一些基本信息的技术。,水色遥感器接收到的光谱信号主要来自于,大气散射,、,海面漫反射,和,海面的水体辐射,。,思考：哪些是干扰因素？,（二）海洋动力环境卫星,海洋动力环境卫星是一种以获取海洋基本动力要素,(,包括,海面风场、大地水准面、海洋重力场、极地海冰的面积、边界线、海况、风速、海面温度和水汽,等,),为主要目的的海洋卫星。,美国，,1985,，,GEOSAT,系列卫星,欧洲空间局，,1991,，,ERS-1,卫星,中国，,2011,，海洋二号,（三）海洋综合探测卫星方面,美国,&,法国，,1992,，,TOPEX/Poseidon,卫星,美国,&,法国，,2001,，,Jason-1,卫星,美国,&,法国，,2008,，,Jason-2,卫星,TOPEX/Poseidon made precise measurements of the ocean surface from 1992 to 2006.,（三）海洋综合探测卫星方面,三、主要的海洋卫星,(,一,)Radarsat,系列卫星,(,二,)ERS,系列卫星,(,三,),中国海洋系列卫星,(,一,)Radarsat,系列卫星,The,RADARSAT,constellation is a pair of Canadian Remote Sensing satellites.The constellation consists of:,RADARSAT-1,launched 1995,RADARSAT-2,launched 2007,RADARSAT Constellation Mission,(RCM),，,a 2018 space launch mission,补充,2,：,SAR,，,Synthetic Aperture Radar,，合成孔径雷达。是一种先进的主动式微波对地观测设备,具有全天候、全天时工作的特点,对地面植被有一定穿透能力，能获得类似光学照片的目标图像,RADARSAT 1000m resolution map of Canada,2007,年,12,月,19,日绵竹城区震前,RADARSAT-1,图,2008,年,5,月,14,日绵竹城区震后,RADARSAT-1,图,2007,年,12,月,19,日城邡城区震前,RADARSAT-1,图,2008,年,5,月,14,日城邡城區震后,RADARSAT-1,图,河南郑州环境一号,C,星,SAR,遥感影像图,河南舞阳环境一号,C,星,SAR,遥感影像图,山西原平环境一号,C,星,SAR,遥感影像图,武汉梁子湖环境一号,C,星,SAR,遥感影像图,山西晋中环境一号,C,星,SAR,遥感影像图,武汉地区环境一号,C,星,SAR,遥感影像图,(,二,)ERS,系列卫星,ESAs two European Remote Sensing(ERS)satellites,ERS-1 and-2,were launched into the same orbit in 1991 and 1995 respectively.Their payloads included,a synthetic aperture imaging radar,radar altimeter,and,instruments to measure ocean s