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1.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2.可应用的遥感平台遥感平台高度目的与用途其他静止卫星36,000km定点地球观测气象卫星(GMS等)圆轨道卫星(对地观测卫星)500km~1,000km定期地球观测Landsat、SPOT、MOS等小卫星400km左右各种调查

航天飞机240km~350km不定期地球观测、空间实验

无线探空仪100m~100km各种调查(气象等)

高高度喷气机10,000~12,000m侦察、大范围调查

中低高度喷气机500~8,000m各种调查航空摄影测量

飞艇500~3,000m空中侦察、各种调查

直升机100~2,000m各种调查、摄影测量

系留气球800m以下各种调查

无线遥控飞机500m以下各种调查、摄影测量飞机、直升机牵引飞机50~500m各种调查、摄影测量牵引滑翔机索道10~40m遗址调查

吊车5~50m近距离摄影测量

地面测量车0~30m地面实况调查车载升降台3.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36000km4.遥感卫星系列气象卫星系列陆地卫星系列海洋卫星系列5.

一、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6.〔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。7.〔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/〔R+a〕3=CT：运行周期，R：地球半径；a：轨道长半径；C：开普勒常数8.二、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。〔决定对地观测范围〕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。〔决定星下点成像时的太阳高度角〕9.3、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。6、卫星过近地点时刻10.一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〕11.卫星高度：卫星在太空绕地球运行的轨道距地球外表的高度。重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过假设干时间的运行后，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外表的交点。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：

12.三、卫星姿态角滚动俯仰航偏13.四、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〕轨道平面绕地轴旋转的方向与地球公转的方向相同,旋转的角速度等于地球公转的平均角速度。14.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。15.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。卫星轨道倾角很大，绕过极地地区，也称极轨卫星在太阳同步轨道上，卫星于同一纬度的地点，每天在同一地方时同一方向通过16.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)☆JERS卫星☆高分辨率陆地卫星系列☆SAR类卫星17.陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，随后陆续发射了7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，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18.

卫星系列

Landsat1

Landsat2

Landsat3

Landsat4

Landsat5

Landsat6

Landsat7

发射时间

1972.7.23

1975.1.22

1978.3.5

1982.7.16

1984.3.1

1993.10.5

1999.4.15

结束运行时间

1978.1.6

1982.2.5

1983.3.31

1987.7

运行失败运行轨道高度915km705km运行周期10399轨道特征与倾角近极地太阳同步轨道；99.1º近极地太阳同步轨道；98.2º

回归周期

18天

16天

扫描宽度

185公里

搭载的传感器反束光导管摄象机RBV;多光谱扫描仪MSS

多光谱扫描仪MSS；专题制图仪TM增强型专题制图仪ETM再增强型专题制图仪ETM+美国陆地卫星系列的根本特征19.Landsat4、5卫星20.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〕21.波段号波段频谱范围μ分辨率mB1Blue-Green0.45–0.5230B2Green0.52-0.6030B3Red0.63-0.6930B4NearIR0.76-0.9030B5SWIR1.55–1.7530B6LWIR10.40–12.5120B7SWIR2.08-2.353022.波段号类型波谱范围地面分辨率1Blue-Green0.450-0.51530m2Green0.525-0.60530m3Red0.630-0.6930m4NearIR0.775-0.9030m5SWIR1.550-1.7530m6LWIR10.40-12.560m7SWIR2.090-2.3530m8Pan0.520-0.9015m23.LandSat30米TM多光谱卫星影像24.LandSat15米ETM全色卫星影像25.二、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。26.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。

27.轨道高度：832公里

轨道倾角：98.721o

轨道周期：101.469分/圈

重复周期：26天/369圈

降交点时间：上午10：30分

扫描带宽度：60公里

两侧侧视：+/-27o

扫描带宽：950公里28.SPOT传感器29.卫星的运行SPOT30.SPOT卫星群的组合31.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10m32.10全色33.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534.三、IRS系列卫星卫星运行特点：与太阳同步、近极地、近圆形轨道。该卫星载有三种传感器：全色像机〔PAN〕；线性成像自扫描仪〔LISS〕；广域传感器〔WiFS〕。PAN数据运用CCD推扫描方式成像，地面分辨率高达5.8m，带宽70km，光谱范围0.5～0.75μm，具有立体成像能力和可在5天内重复拍摄同一地区。运用其资料可以建立详细的数字化制图数据和数字高程模型〔DEM〕。LISS数据在可见光和近红外谱段的地面分辨率为23.5m，在短波红外谱段的分辨率为70m，带宽141km，有利于研究农作物含水成分和估算叶冠指数，并能在更小的面积上更精确地区分植被，也能提高专题数据的测绘精度。WiFS数据是双谱段像机，用于动态监测与自然资源管理。两个波谱段是可见光与近红外，地面分辨率为188.3m，带宽810km。它特别有利于自然资源监测和动态现象〔洪水、干旱、森林火灾等〕监测，也可用于农作物长势、种植分类、轮种、收割等方面的观察。35.1988年3月，发射IRS-1A

1991年8月，发射IRS-1B

两颗卫星完全相同

携带LISS-1和LISS-2传感器，分辨率分别为72.5米和36.25米，4波段。

数据重访周期为22天

1994年10月，发射IRS-P2

携带改进型LISS传感器

IRS系列卫星运行情况36.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。37.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。38.长半轴7195.12公里

高度817公里

倾角98.731度

偏心率0.001

每天飞行的轨道数14

轨道周期101.35分钟

重复周期(LISS-3)24天

重访周期(LISS-4)5天

重复周期(AWIFS)5天

经过赤道时间10:30±5分钟(降轨)

IRS-P6卫星参数39.四、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40.轨道高度：778公里；倾角:98.5o

；运行周期：100.26min；重复周期：26天；平均降交点地方时为上午10：30；扫描带宽度:185公里；星上搭载了CCD传感器、IRMSS红外扫描仪、广角成像仪，由于提供了从20米—256米分辨率的11个波段不同幅宽的遥感数据，成为资源卫星系列中有特色的一员。卫星参数41.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42.43.五、JERS卫星卫星运行特点：近圆形、近极地、太阳同步、中等高度轨道。该卫星是一颗将光学传感器和合成孔径雷达系统置于同一平台上的卫星，主要用途是观测地球陆域，进行地学研究等。共有3台遥感器：可见光近红外辐射计〔VNR〕、短波红外辐射〔SWIR〕、合成孔径雷达〔SAR〕。44.JERSImage

地点：美国内华达州JERS图像45.六、高分辨率陆地卫星〔一〕IKONOS卫星自从l994年3月lO日美国克林顿政府公布关于商业遥感数据销售新政策以来，解禁了过去不准10~1m级分辨率图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速开展起来。美国空间成像公司(Space-Imaging)的IKONOS卫星是最早获得许可之一。经过5年的努力，于1999年9月24日空间成像公司率先将IKONOS-2高分辨率(全色1m，多光谱4m)卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。46.卫星参数：携带一个全色1m分辨率传感器和一个四波段4m分辨率的多光谱传感器。传感器由三个CCD阵列构成三线阵推扫成像系统。

IKONOS技术指标具有太阳同步轨道倾角为98.1°设计高度681km(赤道上)轨道周期为98.3min降交角在上午10:30重复周期l～3d。47.IKONOS光谱段全色光谱响应范围：0.15～0.90μm而多光谱那么相应于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48.IKONOS图像地区：上海浦东分辨率：

1m采集时间：

2000年

3月26日49.〔二〕QuickBird卫星美国DigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星，于2001年10月18日在美国发射成功。卫星轨道参数：轨道高度：450km倾角：98°重复周期：1～6d。QuickBird图像，目前是世界上商业卫星分辨率最高的遥感数据，为0.61m，幅宽16.5km。可用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。50.QuickBird传感器结构图51.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52.QuickBird影像图53.QuickBird影像图华盛顿纪念碑54.55.56.七、高光谱类卫星背景多光谱的波段有限，难以真实反映地物外表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。57.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，将方案发射四颗卫星。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。58.Terra–Launched18Dec1999:///EOS–TerraEOS-TerraSatellitefullydeployed59.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100060.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)0.05地球表面和云顶温度1000213.929～3.989(μm)2.001000223.929～3.989(μm)0.071000234.020～4.080(μm)0.071000244.433～4.498(μm)0.25大气温度1000254.482～4.948(μm)0.251000261.360～1.390(μm)1504卷云、水汽1000276.535～6.895(μm)0.251000287.175～7.475(μm)0.251000298.400～8.700(μm)0.051000309.589～9.880(μm)0.25臭氧10003110.780～11.280(μm)0.05地球表面和云顶温度10003211.770～12.270(μm)0.0510003313.185～13.485(μm)0.25云顶高度10003413.485～13.785(μm)0.2510003513.785～14.085(μm)0.2510003614.085～14.385(μm)0.35100061.62.63.八、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缺乏；可以记录电磁波振幅信号和相位信号。64.RADARSAT系列卫星RADARSAT-1卫星是加拿大于1995年11月4日发射的，它具有7种模式、25种波束，不同入射角，因而具有多种分辨率、不同幅宽和多种信息特征。适用于全球环境和土地利用、自然资源监测等。

太阳同步轨道轨道高度：796公里

倾角：98.6o

运行周期：100.7分钟

重复周期：24天

每天轨道数：14

卫星过境的当地时间约为早6点晚6点。

重量：2750kg

65.66.ERS系列卫星ERS-1、ERS-2欧空局分别于1991年和1995年发射。携带有多种有效载荷，包括侧视合成孔径雷达（SAR）和风向散射计等装置），由于ERS-1（2）采用了先进的微波遥感技术来获取全天候与全天时的图象，比起传统的光学遥感图象有着独特的优点。67.68.第四节其他卫星及运行特点气象卫星系列海洋卫星系列69.

气象卫星系列70.

☆低轨气象卫星----近极地太阳同步轨道轨道高度：800~1600公里信息采集时间周期：每天固定时间经过固定地点扫描宽度：2800公里主要应用领域：天气分析气象预报；气候研究；环境监测特点：南北向绕地球运转，东西向带状扫描71.主要低轨气象卫星美国：NOAA系列卫星俄罗斯：Metop系列卫星中国：FY-1系列卫星72.美国NOAA卫星系列双星运行,上下午各获取一次信息。扫描宽度：2800公里分辨率：星下点1.1公里，边缘局部4公里NOAA气象卫星的光谱特征：73.NOAA相关资料NOAA(NationalOceanicAtmosphericAdministration)是美国国家海洋与大气管理局的英文缩写。1960年4月1日，美国发射了世界上第一颗极轨气象卫星〔TIROS-1〕。现在，极轨气象卫星已经开展到第四代。第三代极轨气象卫星TIROS-N于1978年10月13日发射成功并开始运行。这个系列共有11颗卫星：TIROS-N/NOAA-A到J。NOAA极轨气象卫星系列发射前以字母标号，入轨运行后以数字标号代替，如1984年12月12日发射的NOAA-F运行后更名为NOAA-9。NOAA极轨气象卫星采用双星运行模式，单号星从南向北飞，经过赤道时间为地方时14：30；双号星从北向南飞，经过赤道时间为地方时07：30。目前，在轨运行的是NOAA-13、NOAA-14、NOAA-15〔未能正常工作〕、NOAA-16和NOAA-17。74.沙尘暴受偏西大风影响，甘肃中部、内蒙古西部、宁夏北部和陕西北部出现了扬沙天气。这是今天下午14时44分NOAA-16气象卫星所监测到的沙尘图像，其中宁夏东部的盐池、陕西的定边、靖边地区以及内蒙古毛乌素沙漠出现了沙尘暴75.雪情监测76.77.78.NOAA-14图像广州79.NOAA-16图像NOAA-16日期:2003年05月11日时间:04:59:14(UTC)〔UTC指国际标准时间或格林尼治时间〕80.NOAA-17NOAA-17日期:2003年5年11日时间:01:49:15(UTC)〔UTC指国际标准时间或格林尼治时间〕81.NOAA-17NOAA-17日期:2003年5月11日时间:00:09:45(UTC)〔UTC指国际标准时间或格林尼治时间〕82.NOAAAVHRRimage时间：2003年1月18日地点：堪培拉NOAAAVHRR图像图像反映火灾的发生和痕迹。83.FY-1风云气象卫星1988年9月和1990年9月先后发射的A、B，停用1999年5月和2002年5月先后发射的C、DFY-1C星卫星轨道参数

轨道高度：863km

轨道倾角：98.79°

轨道偏心率：0.00188

轨道回归周期：10.61天

轨道降交点地方时：8∶34〔1999－07－04〕

84.FY气象卫星的用途〔1〕可连续对我国及周边地区的天气进行实时监测。〔2〕可连续监测天气变化。〔3〕其视野更广，可覆盖以我国为中心的约1亿km2的地球外表，即亚洲、大洋洲及非洲和欧洲的一局部。观测和提供这一区域内的云图、温度、水气、风场等气象动态，为进行中长期天气预报和灾害预报起重要作用。85.FY-3风云三号极轨气象卫星2021年5月27日，我国新一代极轨气象卫星风云三号A星成功发射。卫星上主要遥感仪器有8种11台设备，可见红外扫描辐射计、红外分光计、中分辨率成像光谱仪、微波成像仪、微波辐射计、紫外臭氧探测仪、地球辐射收支仪、空间环境监测器，以便获取地球大气环境的三维、全球、全天候、定量、高精度资料。86.87.沙尘暴遥感导论本图为利用FY-1D气象卫星2003年6月7日11:00(北京时)观测到的内蒙西部沙尘暴监测产品图像，在图中我们可以看到内蒙古西部出现了小范围的扬沙天气。88.云图中国FY-1B气象卫星四轨拼接图象地面分辨率公里1.189.90.FY-1D图像91.FY-1D图像92.FY-1D图像93.FY-1D图像94.轨道高度：36000公里信息采集时间周期：约20分钟分辨率：1.25~5公里范围：1/4地球面积主要应用领域：全球性大气环流；全球性天气过程；通讯特