第三章 遥感平台及与运行特点

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遥感平台的种类遥感平台航天平台航空平台地面平台高度>150km高度30km以内高度<100米卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部等各类飞机、飞艇、气球等人造地球卫星——目前运用最广的遥感平台（1）低高度、短寿命卫星：150~350km，不到一年（2）中高度、长寿命卫星：350~1800km，3~5年（3）高高度、长寿命卫星：约为36000km

遥感卫星系列气象卫星系列陆地卫星系列海洋卫星系列一、卫星运行规律—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。（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，地球（太阳）位于椭圆的一个焦点上。

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。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。（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正比。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。T2/a3=CT：运行周期；a：长半径；C：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。一些常用参数卫星速度：

其中：M—地球质量

G—万有引力常数

r—卫星距地心高度（R+h）卫星高度：卫星在太空绕地球运行的轨道距地球表面的高度。

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。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：卫星在轨道上绕地球运行一周所需要的时间，公式为：

三、卫星姿态角滚动俯仰航偏四、遥感卫星的轨道类型地球同步轨道（Geosynchronoussatelliteorbit）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。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35800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时收入视野，应用于气象和通讯领域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

(sunsynchronousorbit)卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的,但会绕地球自转轴旋转。卫星轨道倾角接近90°，绕过极地地区，也称极轨卫星。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SPOT☆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Landsat，1972年发射第一颗，随后陆续发射了8颗，已连续三十多年为人类提供陆地卫星图像，产品主要有MSS,TM,ETM，OLI,属于中高度、长寿命的卫星。陆地卫星的运行特点：（1）近极地、近圆形的轨道；（2）轨道高度为700～900km；（3）运行周期为99～103min/圈；（4）轨道与太阳同步。一、Landsat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-Green0.450-0.51530m2Green0.525-0.60530m3Red0.630-0.6930m4NearIR0.775-0.9030m5SWIR1.550-1.7530m6LWIR10.40-12.560m7SWIR2.090-2.3530m8Pan0.520-0.9015mLandSat30米TM多光谱卫星影像LandSat15米ETM全色卫星影像Landsat8

LandSat-8上携带有两个主要传感器：OLI和TIRS。其中OLI（Operational

Land

Imager

）由卡罗拉多州的鲍尔航天技术公司研制；TIRS（Thermal

Infrared

Sensor），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(μm)空间分辨率(m)波段名称波段(μm)空间分辨率(m)Band1Coastal0.433–0.45330

Band2Blue0.450–0.51530Band1Blue0.450–0.51530Band3Green0.525–0.60030Band2Green0.525–0.60530Band4Red0.630–0.68030Band3Red0.630–0.69030Band5NIR0.845–0.88530Band4NIR0.775–0.90030Band6SWIR11.560–1.66030Band5SWIR11.550–1.75030Band7SWIR22.100–2.30030Band7SWIR22.090–2.35030Band8Pan0.500–0.68015Band8Pan0.520–0.90015Band9Cirrus1.360–1.39030

波段名称波段(μm)空间分辨率(m)Band10TIRS110.3—11.3100Band11TIRS211.5—12.5100TIRS传感器参数二、SPOT系列卫星1978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“地球观测实验系统”(SPOT)的卫星，也叫做“地球观测实验卫星”。

SPOT1，1986年2月发射，至今还在运行。

SPOT2，1990年1月发射，至今还在运行。

SPOT3，1993年9月发射，1997年11月14日停止运行。

SPOT4，1998年3月发射，至今还在运行。

SPOT5,2002年5月4日发射。中等高度（832km)圆形近极地太阳同步轨道。主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪（HRV，HRG），VEGETATION，HRS。

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

光谱特性

分辨率0.50~0.59μm

绿20m0.61~0.68μm

红20m0.79~0.89μm

近红外20m0.51~0.73μm

绿—红全波段10m10全色SPOT5的HRG、HRS波谱段

光谱段/μm

光谱特性

分辨率/m0.50~0.58

绿100.61~0.67

红100.78~0.89

近红外100.49~0.715绿~红全波段5印度的第一代运行性遥感卫星

(1)1995年12月，发射IRS-1C

(2)1997年9月，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4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、IRS系列卫星印度的第二代运行性遥感卫星

（1）1999年5月，发射IRS-P4(OCEANSAT-1)

携带两个传感器，即OCM(OceanColorMonitor)和MSMR(Multi-frequencyScanningMicrowaveRadiometer)

（2）2003年10月17日，发射RESOURCESAT-1(IRS-P6)（3）2005年5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、CBERS-1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：与太阳同步近极地近圆形轨道红外多光谱扫描仪：

波段数：

4

波谱范围：

B6：0.50–1.10(um)

B7：1.55–1.75(um)

B8：2.08–2.35(um)

B9：10.4–12.5(um)

覆盖宽度：119.50公里

空间分辨率：B6–B8：77.8米

B9：156米

CCD相机：

波段数：

5

波谱范围：B1：0.45–0.52(um)

B2：0.52–0.59(um)

B3：0.63–0.69(um)

B4：0.77–0.89(um)

B5：0.51–0.73(um)

覆盖宽度：113公里

空间分辨率：19.5米(天底点)

侧视能力：-32士32广角成像仪：

波段数：

2

波谱范围：

B10：0.63–0.69(um)

B11：0.77–0.89(um)

覆盖宽度：890公里

空间分辨率：256米

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（一）IKONOS卫星由美国空间成像公司(Space-Imaging)研制于1999年9月24日发射

分辨率：全色1m，多光谱4mIKONOS光谱段全色光谱响应范围：

0.15～0.90μm而多光谱则相应于Landsat-TM的波段：

MSI-10.45～0.52μm蓝绿波段

MSI-20.52～0.60μm绿红波段

MSI-30.63～0.69μm红波段

MSI-40.76～0.90μm近红外波段IKONOS图像地区：上海浦东分辨率：

1m采集时间：

2000年

3月26日（二）QuickBird卫星美国DigitalGlobe公司研制于2001年10月18日发射。卫星轨道参数：轨道高度：450km

倾角：98°重访周期：1～6d。QuickBird数据的光谱段数据类型

波段范围/μm分辨率/m多波段蓝：0.45~0.522.44绿：0.52~0.602.44红：0.63~0.692.44近红外：0.76~0.902.44全波段0.45~0.900.61Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪（三）GeoEye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：450–800nm(pan)450–510nm(blue)510–580nm(green)655–690nm(red)780–920nm(nearIR)重访周期：<3天定位精度：3米迪拜国际机场0.5米分辨率卫星地图七、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36—256个，光谱分辨率为5—10nm，地面分辨率为30—1000m。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(MODerateresolutionImagingSpectroradiometer）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。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0.4—14.5μm；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。通道光谱范畴1～19nm通道

20～36μm通道信噪比

NE

ΔT主要用途分辨率（m）1620～670128陆地、

云边界2502841～8762012503459～479243陆地、

云特征5004545～56422850051230～12507450061638～165227550072105～21351105008405～420880海洋水色

浮游植物

生物地理

化学10009438～4488380100010483～493802100011526～536754100012545～556750100013662～672910100014673～6831087100015743～753586100016862～877576100017890～920167大气、水汽1000通道光谱范畴1～19nm通道

20～36μm通道信噪比

NE

ΔT主要用途分辨率（m）17890～920167大气、水汽100018931～94157100019915～9652501000203.660～3.840(μm)