气象卫星的结构与原理PPT课件

1、contents：初步认识初步认识专用系统专用系统分类分类气象卫星网络气象卫星网络结束结束第1页/共28页气象卫星属于应用卫星应用卫星初步认识：初步认识：第2页/共28页专用系统：专用系统：与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及数据传输设备。应用卫星一般由专用系统专用系统和保障系统保障系统组成。第3页/共28页保障系统：保障系统：保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控

2、系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统第4页/共28页电视摄像机电视摄像机 接收天线接收天线传送带机构传送带机构 太阳能电池太阳能电池电视摄像机电视摄像机 红外探测仪红外探测仪发射天线发射天线 定向点磁圈定向点磁圈下面以1961年的TIROS卫星为例，讲解大致结构组成 ： 这颗卫星的结构组成有：第5页/共28页这是日本的一个静止气象卫星，我们可以看到，气象卫星虽然构造各有不同，但它们多是用太阳能电池供能的。第6页/共28页刚才提到专用系统和保障系统刚才提到专用系统和保障系统专用系统对于气象卫星来讲主要由专用系统对于气象卫星来讲主要由哪些呢？哪些呢？第7页/共28页contents：初步认识初

3、步认识专用系统专用系统分类分类气象卫星网络气象卫星网络结束结束第8页/共28页专用系统： 气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及数据传输设备。 第9页/共28页遥感器遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外可见光、红外与微波辐射微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、云层、地表地表和洋面图片洋面图片，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。气象卫星所提供的气象资料已被广泛用于日常气象业务、气象科学、海洋学和水文学的研究。气象卫星气象卫星的本领主要来自于它携带的气

4、象遥感器。第10页/共28页 卫星遥感卫星遥感是指以人造卫星为传感器平台的观测活动，包括对地观测对地观测和面向太空环境的观测面向太空环境的观测卫星遥感技术 气象卫星利用上述仪器设备对卫里云图的拍摄采取两种方式：一种是借助于地球上物体对太阳光的反射程度而拍摄见光云图见光云图，只限于白天白天工作工作；另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度，形成红外云图红外云图，可全天候全天候工作工作。1 1、气象遥感仪器：、气象遥感仪器：第11页/共28页详细来分常用的气象遥感仪器有三种： 高分高分辨率红外辨率红外分光计：分光计：它可以获得大气垂直温大气垂直温度分布度分布和水水汽分布汽分布。 多通道高

5、分辨率扫描辐射多通道高分辨率扫描辐射计：计：当对云层和大气扫描时，就能记下云层和大气在各个波段可见光、红外、可见光、红外、微波微波的辐射强度，通过转变处理后，就可以得到有用的大气参数。得到可见光可见光与红外的云图红外的云图。 微波辐射计微波辐射计：卫星仪器接收来自地球大气系统自身发射或反射太阳的辐射，包括光学系统、光学系统、探测器、信号处理系统、输出装置探测器、信号处理系统、输出装置第12页/共28页太阳或地球-大气的辐射在大气中传输时被大气中的某种气体所吸收。吸收随波长变化很大，在一些波段吸收很强，在另一些波段吸收很弱或没有吸收。（如图一）对辐射吸收很强的波段就称为该气体的吸收带；吸收很弱或

6、没有吸收的波段称为大气窗。补充知识：气窗气窗和大气吸收带大气吸收带图一第13页/共28页 辐射与大气和地表之间的相互作用表现为辐射的发射、吸收和反射，这为卫星遥感地表和大气提供了大量的信息。例：卫星在大气窗区波段可以测量地面、云层反射或发射的辐射，从而可以得到地表、云面的反射特性或温度分布；卫星在吸收带测量，可以得到大气温度和成分。 根据测量的目的，卫星选择不同的波长间隔进行测量，这种波长间隔称做通道。为更多地获取地面、云层和大气信息，目前卫星测量使用的通道很多。 大气窗大气窗和大气吸收带大气吸收带在遥感中的应用：第14页/共28页1、气象遥感仪器获得的原始数据向地面数据处理中心站传输，常用频

7、段为1700兆赫，数据传输速率较高，最高可达28兆比特/秒；2 2、数据传输：数据传输：气象卫星的数据传输有4种：2、气象遥感仪器获得的数据经卫星上初步处理后，实时向地面发送云图等气象资料，常用频段为137兆赫和1700兆赫，数据传输速率较低；第15页/共28页4、收集地面气象站、海洋自动浮标和设置在无人值守地区的自动气象站所获得的温度、压力、湿度等环境资料，常用频段为401和468兆赫。3、气象遥感仪器获得的数据经传到地面作各种数据处理后，再通过气象卫星向各地广播云图等气象资料，常用频段为1700兆赫；第16页/共28页contents：初步认识初步认识专用系统专用系统分类分类气象卫星网络气

8、象卫星网络结束结束第17页/共28页分类：分类：气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。就其运行轨道的不同，分为两大类即：“太阳太阳同步极地轨道气象卫星同步极地轨道气象卫星”和“地球同步气地球同步气象卫星象卫星”。风云一号风云一号第18页/共28页第二类即“地球同步气象卫星地球同步气象卫星”， 地球静止气象卫星在赤道上35,880公里高处环绕地球。它的轨道可以使它环绕地球的公转周期与地球的自转周期相等公转周期与地球的自转周期相等，若在地面看，这 种轨道上的卫星好像静止在天空某一地方不动，故又称它为地球静止气象卫星。地球静止气象卫星

9、。1、简介：第一类是绕地球极地轨道运绕地球极地轨道运转，运行高度一般在1000公里左右，运行周期约115分钟，由于它是逆地球自转方向逆地球自转方向而与太阳同步与太阳同步，沿着太阳早升晚落的方向运行，故称其为“太阳同步轨太阳同步轨道气象卫星道气象卫星”。第19页/共28页极轨气象卫星极轨气象卫星（覆盖全球）：也叫太阳同步轨道气象卫星，轨道平面与赤道平面垂直，倾角接近90，围绕地球南北两极运行。利用这种卫星可以进行全球观测，每天定时飞经同一地区上空两次。极轨气象卫星可以为天气预报提供全球的温、湿、云、辐射等气象参数，监测大范围的自然灾害，研究全球生态与环境变化。2、分别进一步认识：第20页/共28

10、页地球静止气象卫星地球静止气象卫星（覆盖地球三分之一）：它在赤道上空静止轨道上，不断地向地面输送地球表面一个地区的可见光和红外线图片。在赤道上空均匀分布5个地球同步气象卫星，就可对全球进行24小时全面观测，昼夜不停地提供全球云图资料。可直观、及时、准确地测到天气系统的全貌。第21页/共28页contents：初步认识初步认识专用系统专用系统分类分类气象卫星网络气象卫星网络结束结束第22页/共28页气象卫星网络：气象卫星网络：世界天气监视网第23页/共28页 全球资料加工系统(GDPS)。主要任务是通过世界气象中心、区域气象中心和国家气象中心等机构，为各成员提供加工的基本气象资料。世界天气监视网在业务体系上由下列三个系统组成： 全球观测系统(GOS)。 全球电信系统（GTS）。其任务是收集和分发来自全球观测系统的基本气