第二講 海洋遙感概述 (1)

1、海洋遙感基礎(chǔ) 什么是海洋遙感？ n海洋遙感（ocean remote sensing）利用傳感器對(duì)海洋 進(jìn)行遠(yuǎn)距離非接觸觀測，以獲取海洋景觀和海洋要素的 圖像或數(shù)據(jù)資料。 n遙感主要有三個(gè)應(yīng)用方面： 陸地遙感 海洋遙感（難度最大） 氣象遙感 n海洋遙感是一門交叉學(xué)科。 q涉及海洋學(xué)、物理學(xué)和信息科學(xué)等多種學(xué)科，并與空間 技術(shù)、光電子技術(shù)、微波技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù) 密切相關(guān)。 q是2O世紀(jì)后期海洋科學(xué)取得重大進(jìn)展的關(guān)鍵學(xué)科之一。 形成了從海洋圖譜分析到海洋現(xiàn)象自動(dòng)識(shí)別等一套完整 的理論與方法。 研究內(nèi)容 n海面風(fēng)場 n海表溫度（SST）、海表鹽度、海色 n海洋動(dòng)力要素：海浪、海面高度、內(nèi)波

2、 n海冰、海底地形、油膜及其它海洋污染物 n魚群監(jiān)測 SST 對(duì)于海洋研究的重要性 n海洋觀測難度大，因此更依賴于衛(wèi)星遙感觀測 n在全球氣候變化、大洋環(huán)流、赤潮監(jiān)測等多個(gè) 領(lǐng)域具有重要作用 n發(fā)展前景看好，對(duì)于考研以及今后的個(gè)人發(fā)展 具有重要意義。 發(fā)展簡史 n海洋遙感始于第二次世界大戰(zhàn)期間 n發(fā)展最早的是在河口海岸制圖和近海水深測量中利用航空遙感技 術(shù) n1950年美國使用飛機(jī)與多艘海洋調(diào)查船協(xié)同進(jìn)行了一次系統(tǒng)的大 規(guī)模灣流考察，這是第一次在物理海洋學(xué)研究中利用航空遙感技 術(shù) n此后，航空遙感技術(shù)更多地應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測、近海海洋調(diào)查、 海岸帶制圖與資源勘測方面。 n1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆

3、人造衛(wèi)星 n1960年NASA發(fā)射了第一顆電視與紅外(infrared)觀測衛(wèi)星，開始從航天 高度上探測海洋 n1961年美國水星(Aqua)計(jì)劃。 n1973年Skylab證實(shí)了可見光(visiblelight)和近紅外(nearinfrared)遙 感對(duì)地球連續(xù)觀測的能力。 n1975年GEOS-3衛(wèi)星高度計(jì)(SatelliteAltimeter)。 2.NOAA（美國海洋大氣局) n1972-1976發(fā)射NOAA-1，2，3，4，5衛(wèi)星，裝載了紅外掃描輻射 計(jì)(infraredscatteringradiometer)和微波輻射計(jì) (microwaveradiometer)，估計(jì)海表溫度

4、 (seasurfacetemperature)、大氣溫度 (atmospheretemperature)、濕度剖面(moistureprofile)。 n1978年NASA發(fā)射了三顆衛(wèi)星，噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室（JPL）研制的 Seasat-A、戈達(dá)德太空飛行中心（GSFC）研制的TIROS-N和 Nimbus-7衛(wèi)星 3.Seasat-A海洋實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星裝載： n微波輻射計(jì)SMMR、微波高度計(jì)(MicrowaveAltimeter)RA、微波散射計(jì) (MicrowaveScatterometer)SASS、合成孔徑雷達(dá) (SyntheticApertureRadar)SAR、可見紅外輻射計(jì)VIRR5種

5、傳感器 n提供的海洋信息：SST、海面高度、海面風(fēng)場、海浪(seawave)、海冰、海 底地形、風(fēng)暴潮(stormsurges)、水汽(vapour)和降雨(precipitation)等。壽命 108天，被稱為衛(wèi)星海洋遙感的里程碑。 4. TIROS-N上裝載了AVHRR(高級(jí)甚高分辨率輻射計(jì))和TIROS業(yè)務(wù)化垂直探 測器TOVS.奠定了衛(wèi)星海表溫度進(jìn)入氣象、海洋業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。 5. Nimbus-7裝載了7臺(tái)傳感器，其中多通道掃描微波輻射計(jì)SMMR和沿岸帶 海色掃描儀CZCS與海洋觀測有關(guān)，奠定了海色衛(wèi)星遙感的基礎(chǔ)。 n1978-86CZCS提供了8年的全球海色(seacolor)圖

6、像以及海洋次表層葉綠素 濃度參數(shù)(parametersofoceansubsurfaceschlorophyllconcentration)。 發(fā)展簡史 n1985年以來，海洋衛(wèi)星遙感全面進(jìn)入應(yīng)用階段。 發(fā)展簡史 n1985年以來發(fā)射的主要衛(wèi)星 發(fā)展簡史 n主要傳感器類型 我國的海洋遙感 n2002年才發(fā)射了第一海洋衛(wèi)星 HY-1A。 n2007年4月11日發(fā)射了HY-1B。 我國的海洋遙感 n發(fā)展目標(biāo) 建立起一整套海洋衛(wèi)星應(yīng)用體系，包括： q以可見光、紅外探測水色水溫為主的海洋水色衛(wèi)星系列(HY-1) q以微波探測海面風(fēng)場、海面高度和海溫為主的海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星系 列(HY-2) q以多光譜成

7、像儀、合成孔徑雷達(dá)、微波散射計(jì)、輻射計(jì)、雷達(dá)高度 計(jì)等多種遙感器為主載荷的海洋環(huán)境綜合衛(wèi)星系列(HY-3) q希望到2015年，形成以我國海洋系列衛(wèi)星為主導(dǎo)的立體海洋監(jiān)測網(wǎng)， 使我國的海洋衛(wèi)星及其應(yīng)用水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，并進(jìn)入世界海 洋遙感先進(jìn)行列。 海洋遙感現(xiàn)狀海洋遙感現(xiàn)狀 n優(yōu)點(diǎn) 目前遙感技術(shù)已應(yīng)用于海洋學(xué)各分支學(xué)科的各個(gè)方面 海洋遙感技術(shù)的應(yīng)用，使得內(nèi)波、中尺度渦、大洋潮汐、極地海冰 觀測、海氣相互作用等的研究取得了新的進(jìn)展。 如氣象衛(wèi)星紅外圖像象，直接記錄了海面溫度的分布，海流和 中尺度渦漩的邊界在紅外圖像象上非常清晰。 利用這種圖像象可直接測量出這些海洋現(xiàn)象的位置和水平尺度， 進(jìn)行

8、時(shí)間系列分析和動(dòng)力學(xué)研究。 n不足 某些傳感器的測量精度和空間分辨力還不能滿足需要，很難做到定 量測量； 有的遙感資料不夠直觀，分析解譯難度很大； 傳感器主要利用電磁波傳遞信息，穿透海水的能力較弱，很難直接 獲得海洋次表層以下的信息。 發(fā)展前景發(fā)展前景 nEOS計(jì)劃：投入100億美元，18年完成 nTERRA：1999-12-18：35顆中的第一顆衛(wèi)星。搭載5個(gè)傳感器： CERES：云和地球輻射能量系統(tǒng)，確定云凈輻射作用和地球輻射收 支。 MISR：多角光譜成像輻射儀，中分辨率（275-1100m）成像觀測， 研究地表覆蓋、氣溶膠(aerosol)、云散射的角度分布特征。 Modis：中分辨光

9、譜成像輻射儀，36波段和250-1000m的分辨率， 對(duì)地球陸地、海洋和大氣進(jìn)行逐日綜合評(píng)價(jià)。陸地覆蓋特征及陸 地變化、海洋生產(chǎn)力(oceanproduction)、陸地和海洋上氣溶膠特 性、可降水量、大氣溫度廓線、云滴尺度、云高和云頂溫度探測。 MOPITT：對(duì)流層(troposphere)污染觀測儀,全球三個(gè)高度層CO分 布圖，及分辨率(resolution)為22km全球甲烷(methane)分布圖。 ASTER:高級(jí)空間熱輻射反輻射計(jì)，采集自可見光至熱紅外地高分 辨率（15-90m）多光譜資料，用于局部和區(qū)域過程研究。 EOS計(jì)劃概況 n全球環(huán)境變化、全球氣候變化和自然災(zāi)害增多全球環(huán)境

10、變化、全球氣候變化和自然災(zāi)害增多 等全球性問題。等全球性問題。 n從從19911991年起，年起，NASANASA正式啟動(dòng)了把地球作為一個(gè)正式啟動(dòng)了把地球作為一個(gè) 整體環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行綜合觀測的地球觀測系統(tǒng)整體環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行綜合觀測的地球觀測系統(tǒng) （EOSEOS）計(jì)劃。）計(jì)劃。 n最終目標(biāo)是根據(jù)最終目標(biāo)是根據(jù)EOSEOS衛(wèi)星系統(tǒng)長達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)長達(dá)1515年的連續(xù)年的連續(xù) 觀測，獲得確切的地球系統(tǒng)變化數(shù)據(jù)和信息，觀測，獲得確切的地球系統(tǒng)變化數(shù)據(jù)和信息， 最終增強(qiáng)人類預(yù)報(bào)天氣最終增強(qiáng)人類預(yù)報(bào)天氣/ /氣候變化和自然災(zāi)害氣候變化和自然災(zāi)害 監(jiān)測的能力。監(jiān)測的能力。 n首次提供覆蓋全球的拍照，開始為期15年的

11、對(duì)地球表面和大氣參 數(shù)的全面的基本測量； n通過觀測試圖發(fā)現(xiàn)人類活動(dòng)對(duì)氣候影響的證據(jù)，改進(jìn)探測人類活 動(dòng)對(duì)氣候影響的能力，提供全球的數(shù)據(jù)，并利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)建立模型，有助于預(yù)測氣候的變化； n通過提供觀測資料，提高對(duì)災(zāi)害天氣如干旱、洪澇在時(shí)間和地理 分布上的預(yù)報(bào)能力； n利用TERRA數(shù)據(jù)，改進(jìn)季節(jié)性和年度天氣預(yù)報(bào)； n進(jìn)一步開發(fā)對(duì)森林火災(zāi)、洪水及干旱等災(zāi)害的監(jiān)測和預(yù)報(bào)，災(zāi)害 的特征確定及減災(zāi)技術(shù)的研究； n開始對(duì)全球氣候及環(huán)境變化進(jìn)行長期的監(jiān)測和數(shù)據(jù)的積累。 衛(wèi)星海洋遙感的應(yīng)用衛(wèi)星海洋遙感的應(yīng)用 衛(wèi)星遙感為海洋科學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、氣象科學(xué)、物理科學(xué)、地理科衛(wèi)星遙感為海洋科學(xué)、地球

12、科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、氣象科學(xué)、物理科學(xué)、地理科 學(xué)、電子工程和光學(xué)等學(xué)科提供了廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。學(xué)、電子工程和光學(xué)等學(xué)科提供了廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。 衛(wèi)星海洋學(xué)（衛(wèi)星海洋學(xué)（satellite oceanography）是隨著人造地球衛(wèi)星的誕生而發(fā)展）是隨著人造地球衛(wèi)星的誕生而發(fā)展 起來的海洋科學(xué)的新分支，它包括兩個(gè)方面的研究，即遙感的海洋學(xué)解釋和起來的海洋科學(xué)的新分支，它包括兩個(gè)方面的研究，即遙感的海洋學(xué)解釋和 遙感的海洋學(xué)應(yīng)用。遙感的海洋學(xué)應(yīng)用。 遙感的海洋學(xué)解釋涉及到對(duì)各種海洋環(huán)境參量的反演機(jī)制和信息提取方法研遙感的海洋學(xué)解釋涉及到對(duì)各種海洋環(huán)境參量的反演機(jī)制和信息提取方法研 究究; ;

13、 遙感的海洋學(xué)應(yīng)用涉及到各個(gè)具體研究領(lǐng)域的目標(biāo)和研究手段。遙感的海洋學(xué)應(yīng)用涉及到各個(gè)具體研究領(lǐng)域的目標(biāo)和研究手段。 n海面反射、散射或自發(fā)輻射的各個(gè)波段的電磁波攜帶著海表面溫度、海平面海面反射、散射或自發(fā)輻射的各個(gè)波段的電磁波攜帶著海表面溫度、海平面 高度、海表面粗糙度以及海水所含各種物質(zhì)濃度的信息。高度、海表面粗糙度以及海水所含各種物質(zhì)濃度的信息。 n傳感器能夠測量在各個(gè)不同波段的海面反射、散射或自發(fā)輻射的電磁波能量，傳感器能夠測量在各個(gè)不同波段的海面反射、散射或自發(fā)輻射的電磁波能量， 通過對(duì)攜帶信息的電磁波能量的分析，人們可以反演某些海洋物理量。傳感通過對(duì)攜帶信息的電磁波能量的分析，人們可

14、以反演某些海洋物理量。傳感 器的遙感精度隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展在不斷地提高，目前正在接近、達(dá)到器的遙感精度隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展在不斷地提高，目前正在接近、達(dá)到 甚至超過現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)的精度。甚至超過現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)的精度。 n海洋表面是一個(gè)非常重要的界面海洋表面是一個(gè)非常重要的界面 海洋與大氣的能量及其它交換過程都是通過這個(gè)界面進(jìn)行的；海洋與大氣的能量及其它交換過程都是通過這個(gè)界面進(jìn)行的； 海洋內(nèi)部的變化也會(huì)部分地透過這一表面表現(xiàn)出來。海洋內(nèi)部的變化也會(huì)部分地透過這一表面表現(xiàn)出來。 運(yùn)用計(jì)算機(jī)三維數(shù)值模擬和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)同化技術(shù)，人們就可以通過獲得運(yùn)用計(jì)算機(jī)三維數(shù)值模擬和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)同化技術(shù)，人們就

15、可以通過獲得 的海洋表面遙感信息，了解海洋內(nèi)部的海洋學(xué)特征和物理變化過程的海洋表面遙感信息，了解海洋內(nèi)部的海洋學(xué)特征和物理變化過程 因?yàn)檫b感監(jiān)測在海面的空間分辨率與波長成正比，所以接收波長較短的可因?yàn)檫b感監(jiān)測在海面的空間分辨率與波長成正比，所以接收波長較短的可 見光與紅外電磁波的傳感器獲得的遙感圖像具見光與紅外電磁波的傳感器獲得的遙感圖像具有更好的空間分辨率有更好的空間分辨率。 云的覆蓋阻擋了可見光波段電磁波的透過，微波遙感彌補(bǔ)了不足。云的覆蓋阻擋了可見光波段電磁波的透過，微波遙感彌補(bǔ)了不足。 總之，可見光和紅外遙感提供了人們對(duì)較高的空間分辨率監(jiān)測的需求，微波總之，可見光和紅外遙感提供了人們對(duì)

16、較高的空間分辨率監(jiān)測的需求，微波 遙感滿足了人們對(duì)遙感滿足了人們對(duì)全天候監(jiān)測全天候監(jiān)測的愿望。的愿望。 目前，運(yùn)用衛(wèi)星、航天飛機(jī)和普通飛機(jī)遙感技術(shù)，人們實(shí)現(xiàn)了對(duì) 海表面溫度（sea surface temperature） 海表面鹽度（sea surface salinity） 海平面異常（sea level anomaly） 海流（ocean current） 海表面風(fēng)（sea surface wind） 海浪（sea waves） 海洋內(nèi)波（ocean internal waves） 懸浮物濃度（suspended matter concentration） 葉綠素濃度（chlorophy

17、ll concentration） 色素濃度（pigment concentration） 水色（ocean color） 大氣剖面溫度和濕度（atmosphere profile temperature and humidity） 垂程水汽含量（vertical water vapor column thickness） 可降雨量（total column precipitable water vapor） 氣溶膠光學(xué)厚度（aerosol optical thickness） 海洋遙感的優(yōu)勢(shì) n具備全天時(shí)(晝夜)、全天候工作能力和穿云透霧的能力 n有一定的透視海水能力，以便取得海水較深部的信

18、息。 n因?yàn)槟軌颢@取長時(shí)間、大范圍、近實(shí)時(shí)和近同步監(jiān)測資料，衛(wèi)星遙感在海洋監(jiān) 測和研究中正在發(fā)揮越來越大的作用。 n利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，浮標(biāo)數(shù)據(jù)和許多其他現(xiàn)場海洋學(xué)觀測數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)近 實(shí)時(shí)獲取。 n通過衛(wèi)星遙感手段達(dá)到對(duì)全球范圍的海洋進(jìn)行實(shí)時(shí)、全方位和立體監(jiān)測，能夠 獲得穩(wěn)定可靠的多種長期觀測資料。 n海洋觀測資料是人類開發(fā)、利用和保護(hù)海洋的重要基礎(chǔ)。衛(wèi)星遙感技術(shù)作為獲 取海洋觀測資料的重要手段，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。 n然而，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)并不能完全取代傳統(tǒng)的海洋學(xué)觀測。例如，海洋內(nèi)部垂直 斷面的測量必須依靠浮標(biāo)或其他傳統(tǒng)海洋學(xué)觀測技術(shù)。 n衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)海洋學(xué)現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)是互補(bǔ)的關(guān)系。

19、美國美國“海洋衛(wèi)星海洋衛(wèi)星”1號(hào)的衛(wèi)星照片顯示的海洋現(xiàn)象號(hào)的衛(wèi)星照片顯示的海洋現(xiàn)象 海面風(fēng)場 大氣和海洋湍流界面 海流狀況 南極夏季邊緣冰區(qū)的冰塊 海底地形 2001年全球海表 面溫度（SST： Sea Surface Temperature）年 平均等溫線 NOAA國家海洋資料中心提供的衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的國家海洋資料中心提供的衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的2001年全球海洋的年平均海表年全球海洋的年平均海表 面溫度（面溫度（SST：Sea Surface Temperature）的等溫線圖像；圖中色標(biāo)（）的等溫線圖像；圖中色標(biāo)（colour bar）的單位是）的單位是（攝氏度）。（攝氏度）。 該圖清晰顯示了西太

20、平洋赤道暖水區(qū)的范圍和溫度大小。該圖清晰顯示了西太平洋赤道暖水區(qū)的范圍和溫度大小。 西太平洋赤道暖水區(qū)向大氣輸運(yùn)的熱通量對(duì)于全球海洋大氣熱循環(huán)有舉足輕重的西太平洋赤道暖水區(qū)向大氣輸運(yùn)的熱通量對(duì)于全球海洋大氣熱循環(huán)有舉足輕重的 影響，它的范圍和溫度變化與厄爾尼諾（影響，它的范圍和溫度變化與厄爾尼諾（El Nio）事件有密切關(guān)聯(lián)，因而是科）事件有密切關(guān)聯(lián)，因而是科 學(xué)家監(jiān)測的重要目標(biāo)。學(xué)家監(jiān)測的重要目標(biāo)。 1998年年1月的月平均月的月平均海表面異常海表面異常 （SLASLA：Sea Surface AnomalySea Surface Anomaly）圖像圖像 美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室美國宇航局

21、噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室 提供的提供的TOPEX/POSEIDON 衛(wèi)星高度計(jì)觀測資料制作的衛(wèi)星高度計(jì)觀測資料制作的 1998年年1月的月平均全球海月的月平均全球海 表面異常圖像；圖中色標(biāo)表面異常圖像；圖中色標(biāo) （colour bar）的單位是）的單位是cm。 該圖清晰顯示了該圖清晰顯示了西太平洋赤西太平洋赤 道暖水區(qū)海平面的降低和赤道暖水區(qū)海平面的降低和赤 道東太平洋海平面的增高道東太平洋海平面的增高。 這是西太平洋赤道暖水區(qū)的這是西太平洋赤道暖水區(qū)的 海水沿赤道向東倒流的結(jié)果，海水沿赤道向東倒流的結(jié)果， 屬于在厄爾尼諾（屬于在厄爾尼諾（El Nio） 事件中發(fā)生的典型現(xiàn)象。事件中發(fā)生的典型現(xiàn)象。 指

22、定海域海表面高度（SSH）異常與南方濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系 使用衛(wèi)星遙感的多年時(shí)間序列資料，能夠更加深入細(xì)致地研究海洋。使用衛(wèi)星遙感的多年時(shí)間序列資料，能夠更加深入細(xì)致地研究海洋。 上圖為上圖為ERS-1/2衛(wèi)星的高度計(jì)資料獲得的多年時(shí)間序列，通過對(duì)該圖的分析發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的高度計(jì)資料獲得的多年時(shí)間序列，通過對(duì)該圖的分析發(fā)現(xiàn) 赤道太平洋敏感區(qū)的海表面高度（赤道太平洋敏感區(qū)的海表面高度（SSH）異常與海表面溫度（）異常與海表面溫度（SST）異常以及）異常以及 南方濤動(dòng)指數(shù)（南方濤動(dòng)指數(shù)（SOI: Southern Oscillation Index）有著很好的相關(guān)關(guān)系。）有著很好的相關(guān)關(guān)系。 具體地講，赤道太

23、平洋的具體地講，赤道太平洋的SSH異常與異常與SST異常都與異常都與SOI有負(fù)相關(guān)，即與有負(fù)相關(guān)，即與SOI有有 正相關(guān)。正相關(guān)。 NASA使用使用MODIS在在2000年年11月對(duì)全月對(duì)全 球海洋葉綠素濃度（球海洋葉綠素濃度（mg/m3）分布的）分布的 觀測觀測 衛(wèi)星遙感不但為全球海洋和氣候的物衛(wèi)星遙感不但為全球海洋和氣候的物 理研究提供了可靠的數(shù)據(jù)，還為全球理研究提供了可靠的數(shù)據(jù)，還為全球 海洋初級(jí)生產(chǎn)力的估計(jì)提供了充足的海洋初級(jí)生產(chǎn)力的估計(jì)提供了充足的 資料。資料。 全球海洋初級(jí)生產(chǎn)力與全球碳循環(huán)有全球海洋初級(jí)生產(chǎn)力與全球碳循環(huán)有 密切關(guān)系；密切關(guān)系； 全球碳循環(huán)與全球碳循環(huán)與CO2引起

24、的全球變暖有引起的全球變暖有 直接聯(lián)系；直接聯(lián)系； 全球變暖可能導(dǎo)致全球海平面上升。全球變暖可能導(dǎo)致全球海平面上升。 圖中紅色代表高濃度，綠色代表中等濃度，藍(lán)色代表圖中紅色代表高濃度，綠色代表中等濃度，藍(lán)色代表 低濃度。圖中顯示了藍(lán)色的熱帶海洋只有很低的葉綠低濃度。圖中顯示了藍(lán)色的熱帶海洋只有很低的葉綠 素濃度，故被稱為海中沙漠。素濃度，故被稱為海中沙漠。 我國氣象衛(wèi)星包括兩個(gè)主要系統(tǒng)我國氣象衛(wèi)星包括兩個(gè)主要系統(tǒng) F極軌衛(wèi)星系統(tǒng)極軌衛(wèi)星系統(tǒng) 距離地球表面較近，能夠更加清楚地觀測海洋 極軌衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠觀測全球海洋 中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣侯預(yù)測和全球生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測、遠(yuǎn)洋航 海、航空所需的

25、氣象資料等，主要從極軌氣象衛(wèi)星獲得； F地球靜止衛(wèi)星系統(tǒng)地球靜止衛(wèi)星系統(tǒng) 相對(duì)地球靜止，它可以連續(xù)觀測地球的一個(gè)局部區(qū)域 靜止氣象衛(wèi)星它對(duì)災(zāi)害性天氣系統(tǒng)，包括對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨和植被生 態(tài)動(dòng)態(tài)突變的實(shí)時(shí)連續(xù)觀測具有突出的能力。 中國氣象衛(wèi)星的發(fā)展 n兩種氣象衛(wèi)星的觀測功能不能相互替代 n極軌氣象衛(wèi)星：對(duì)于全球性的大氣運(yùn)動(dòng)，要準(zhǔn)確預(yù)測全球或某一地區(qū) 的天氣和氣候變化，需要擁有全球的氣象資料，而極軌氣象衛(wèi)星可以 滿足這種需求。 n只有發(fā)射和管理衛(wèi)星的國家，才能通過存儲(chǔ)回放的方式獲取全球資料， 作為一個(gè)用戶地面接收站，則只能接收一定范圍內(nèi)當(dāng)?shù)氐臍庀笮l(wèi)星資 料。因此，只有自己發(fā)射和運(yùn)行極軌氣象衛(wèi)星，才能真正

26、實(shí)現(xiàn)全球觀 測。 n通過二者的相互結(jié)合和補(bǔ)充，可建立一套全面的氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)行體 系和相應(yīng)的地面數(shù)據(jù)接收處理和應(yīng)用系統(tǒng)，以滿足我國各部門的氣象、 環(huán)境觀測和防災(zāi)減災(zāi)的需要。 n從第三顆星開始轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)應(yīng)用，并被世界氣象組織列入全球氣象業(yè)務(wù) 應(yīng)用衛(wèi)星行列。第一代地球靜止氣象衛(wèi)星“風(fēng)云二號(hào)”系列也發(fā)射了 兩顆試驗(yàn)星，第二顆星已進(jìn)入業(yè)務(wù)運(yùn)行，并已列入全球地球靜止氣象 衛(wèi)星觀測網(wǎng)。作為國際氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，風(fēng)云氣象衛(wèi)星 系列的使用增強(qiáng)了我國參與國際合作的能力。 中國氣象衛(wèi)星的發(fā)展 我我 國國 的的 風(fēng)風(fēng) 云云 氣氣 象象 衛(wèi)衛(wèi) 星星 系系 列列 名稱時(shí)間名稱時(shí)間資助者資助者傳感器傳感器運(yùn)行軌道

27、資料運(yùn)行軌道資料 風(fēng)云一號(hào)系列風(fēng)云一號(hào)系列 衛(wèi)星衛(wèi)星 FY-1D： 2002/5 國家氣象局國家氣象局 MVISR太陽同步近圓形極軌軌道太陽同步近圓形極軌軌道 再訪問時(shí)間：再訪問時(shí)間： 1天天 風(fēng)云二號(hào)系列風(fēng)云二號(hào)系列 衛(wèi)星衛(wèi)星 FY-2A： 1997/6 FY-2B： 2000/6 FY-2C： 2004/10 VISSR軌道類型軌道類型:地球同步軌道地球同步軌道 FY-2A位置：位置： 86E， 0N FY-2B位置：位置：105E， 0N FY-2C位置：位置：105E， 0N 風(fēng)云三號(hào)風(fēng)云三號(hào) (計(jì)劃計(jì)劃 /2006) 國家氣象局國家氣象局 和海洋局和海洋局 太陽同步近圓形極軌軌道太陽

28、同步近圓形極軌軌道 風(fēng)云四號(hào)風(fēng)云四號(hào) (計(jì)劃計(jì)劃 中中) 地球同步軌道地球同步軌道 2002年年5月月15日日“風(fēng)云一號(hào)風(fēng)云一號(hào)”D氣象衛(wèi)氣象衛(wèi) 星發(fā)回的首張假彩色照片星發(fā)回的首張假彩色照片 FY-1D氣象衛(wèi)星發(fā)回的首張照氣象衛(wèi)星發(fā)回的首張照 片。片?！帮L(fēng)云一號(hào)風(fēng)云一號(hào)”是我國第一是我國第一 代極軌氣象衛(wèi)星，代極軌氣象衛(wèi)星，A星、星、B星、星、 C星分別于星分別于1988年年9月、月、1990 年年9月和月和1999年年5月發(fā)射。月發(fā)射。 2002年年5月，我國太原衛(wèi)星發(fā)月，我國太原衛(wèi)星發(fā) 射中心使用長征四號(hào)乙火箭一射中心使用長征四號(hào)乙火箭一 箭雙星發(fā)射成功，將箭雙星發(fā)射成功，將“風(fēng)云一風(fēng)云一

29、 號(hào)號(hào)”D（FY-1D）氣象衛(wèi)星和）氣象衛(wèi)星和 搭載的搭載的“海洋一號(hào)海洋一號(hào)”A（HY- 1A）衛(wèi)星送入了預(yù)定軌道。發(fā)）衛(wèi)星送入了預(yù)定軌道。發(fā) 射后交付國家衛(wèi)星氣象中心使射后交付國家衛(wèi)星氣象中心使 用。用。 主要用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測、主要用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測、 自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測服務(wù)自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測服務(wù) 等。等。 目前，國家衛(wèi)星氣象中心的地面站能接收 F我國風(fēng)云系列衛(wèi)星資料 F美國國家海洋大氣局管理的諾阿/極軌環(huán)境衛(wèi)星（NOAA/POES）資料 F日本地球靜止氣象衛(wèi)星（GMS）資料，并對(duì)用戶提供服務(wù) F截至2002年底，我國已成功地發(fā)射了FY-1A、FY-1B、FY-1C和FY

30、-1D 等4顆極軌氣象衛(wèi)星、FY-2A和FY-2B等2顆地球靜止氣象衛(wèi)星。 F 氣象衛(wèi)星所獲得的遙感數(shù)據(jù)在火、水、冰、雪以及臺(tái)風(fēng)、大霧、沙 塵暴等天氣和自然災(zāi)害的監(jiān)測中都發(fā)揮了重要的作用，取得了明顯效益， 大大增強(qiáng)了我國氣象衛(wèi)星為國民經(jīng)濟(jì)和防災(zāi)、減災(zāi)服務(wù)的能力。 F我國利用長征三號(hào)火箭從西昌衛(wèi)星基地發(fā)射了三顆地球靜止“風(fēng)云 二號(hào)”氣象系列衛(wèi)星，即FY-2A（1997）、FY-2B（2000）、FY-2C （2004）。 中國氣象衛(wèi)星的發(fā)展 F我國已開始研制第二代極軌氣象衛(wèi)星我國已開始研制第二代極軌氣象衛(wèi)星“風(fēng)云三號(hào)風(fēng)云三號(hào)”衛(wèi)星。衛(wèi)星。 “風(fēng)云三號(hào)風(fēng)云三號(hào)” 系列的開發(fā)將包括兩個(gè)階段；首先，系

31、列的開發(fā)將包括兩個(gè)階段；首先，2004年至年至2008年研制發(fā)射兩顆衛(wèi)星，年研制發(fā)射兩顆衛(wèi)星， 接著，接著，2008年至年至2020年研制發(fā)射五顆衛(wèi)星。年研制發(fā)射五顆衛(wèi)星。 F增加了微波遙感器，可實(shí)現(xiàn)全球三維、全天候、多光譜、定量氣象探測。增加了微波遙感器，可實(shí)現(xiàn)全球三維、全天候、多光譜、定量氣象探測。 F“風(fēng)云三號(hào)風(fēng)云三號(hào)”衛(wèi)星的主要任務(wù)是提供全球的溫度、濕度、氣壓、云和輻衛(wèi)星的主要任務(wù)是提供全球的溫度、濕度、氣壓、云和輻 射等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)中期數(shù)值預(yù)報(bào)；射等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)中期數(shù)值預(yù)報(bào)； F監(jiān)測大范圍的自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境；監(jiān)測大范圍的自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境； F探測地球物理參數(shù)，支持全球氣侯變化與環(huán)境變

32、化規(guī)律的研究；為探測地球物理參數(shù)，支持全球氣侯變化與環(huán)境變化規(guī)律的研究；為 F航空、航海等部門提供全球任意區(qū)域的氣象信息等。航空、航海等部門提供全球任意區(qū)域的氣象信息等。 F與與“風(fēng)云一號(hào)風(fēng)云一號(hào)”衛(wèi)星相比，衛(wèi)星相比，“風(fēng)云三號(hào)風(fēng)云三號(hào)”衛(wèi)星的探測功能及主要探測性衛(wèi)星的探測功能及主要探測性 能將達(dá)到當(dāng)今國際先進(jìn)水平，是我國極軌氣象衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)飛躍，能將達(dá)到當(dāng)今國際先進(jìn)水平，是我國極軌氣象衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)飛躍， 它將大大提高我國的對(duì)地觀測能力和全球大氣探測能力，在我國國民經(jīng)濟(jì)它將大大提高我國的對(duì)地觀測能力和全球大氣探測能力，在我國國民經(jīng)濟(jì) 發(fā)展和人類生活中發(fā)揮重要作用。發(fā)展和人類生活

33、中發(fā)揮重要作用。 中國氣象衛(wèi)星的發(fā)展 中國海洋遙感的進(jìn)步中國海洋遙感的進(jìn)步 F空間監(jiān)測的重要性：海洋在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的戰(zhàn)略地位極為重要，而空間監(jiān)測的重要性：海洋在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的戰(zhàn)略地位極為重要，而 利用空間技術(shù)監(jiān)測海洋，在維護(hù)我國海洋權(quán)益、保護(hù)海洋環(huán)境、開發(fā)海洋資利用空間技術(shù)監(jiān)測海洋，在維護(hù)我國海洋權(quán)益、保護(hù)海洋環(huán)境、開發(fā)海洋資 源、減輕海洋災(zāi)害和有效實(shí)施海洋管理等方面顯得尤為重要和迫切。源、減輕海洋災(zāi)害和有效實(shí)施海洋管理等方面顯得尤為重要和迫切。 F環(huán)境破壞嚴(yán)重：當(dāng)前，我國海洋資源開發(fā)利用中存在著大量破壞環(huán)境和浪環(huán)境破壞嚴(yán)重：當(dāng)前，我國海洋資源開發(fā)利用中存在著大量破壞環(huán)境和浪 費(fèi)資

34、源的隱患，致使海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。尤其是近海局部海域生態(tài)環(huán)境費(fèi)資源的隱患，致使海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。尤其是近海局部海域生態(tài)環(huán)境 惡化，對(duì)海洋漁業(yè)資源和近海生態(tài)系統(tǒng)破壞在不斷加劇。海洋開發(fā)利用中出惡化，對(duì)海洋漁業(yè)資源和近海生態(tài)系統(tǒng)破壞在不斷加劇。海洋開發(fā)利用中出 現(xiàn)的日益嚴(yán)重的資源與環(huán)境問題，不僅影響了海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和海洋現(xiàn)的日益嚴(yán)重的資源與環(huán)境問題，不僅影響了海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和海洋 的可持續(xù)利用，而且是直接關(guān)系到人類的生存和社會(huì)的發(fā)展。的可持續(xù)利用，而且是直接關(guān)系到人類的生存和社會(huì)的發(fā)展。 F資源開發(fā)：二十一世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，海洋蘊(yùn)藏著巨大的資源與能源，人資源開發(fā)：二十一世紀(jì)是海洋

35、的世紀(jì)，海洋蘊(yùn)藏著巨大的資源與能源，人 類早已經(jīng)認(rèn)識(shí)到占地球表面類早已經(jīng)認(rèn)識(shí)到占地球表面70.8的海洋對(duì)人類的作用和重要性。開發(fā)利用的海洋對(duì)人類的作用和重要性。開發(fā)利用 海洋資源，日益成為國際競爭的重要領(lǐng)域。海洋資源，日益成為國際競爭的重要領(lǐng)域。 F人們預(yù)測，二十一世紀(jì)人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將更加依賴海洋實(shí)際價(jià)值的利人們預(yù)測，二十一世紀(jì)人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將更加依賴海洋實(shí)際價(jià)值的利 用，海洋經(jīng)濟(jì)將會(huì)以更高的速度發(fā)展，人類在充分開發(fā)利用海洋的同時(shí)，更用，海洋經(jīng)濟(jì)將會(huì)以更高的速度發(fā)展，人類在充分開發(fā)利用海洋的同時(shí)，更 加重視海洋資源和環(huán)境的保護(hù)以求持續(xù)發(fā)展，這是海洋事業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)。加重視海洋資源和環(huán)境

36、的保護(hù)以求持續(xù)發(fā)展，這是海洋事業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)。 F自美國在自美國在1978年發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星以來，歐空局、俄國、年發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星以來，歐空局、俄國、 日本、法國、加拿大、韓國和印度等相繼發(fā)射了一系列海洋衛(wèi)星。日本、法國、加拿大、韓國和印度等相繼發(fā)射了一系列海洋衛(wèi)星。 F2002年年5月月15日，我國第一顆海洋探測衛(wèi)星日，我國第一顆海洋探測衛(wèi)星“海洋一號(hào)海洋一號(hào)” A（HY- 1A）與）與“風(fēng)云一號(hào)風(fēng)云一號(hào)” D氣象衛(wèi)星作為一箭雙星同時(shí)發(fā)射升空。氣象衛(wèi)星作為一箭雙星同時(shí)發(fā)射升空。 HY-1A衛(wèi)星軌道為太陽同步近圓形軌道衛(wèi)星軌道為太陽同步近圓形軌道 以可見光、紅外波段傳感器探

37、測水色、水溫為主以可見光、紅外波段傳感器探測水色、水溫為主 設(shè)計(jì)壽命為兩年。衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，經(jīng)過了設(shè)計(jì)壽命為兩年。衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，經(jīng)過了7 次變軌，成功進(jìn)入次變軌，成功進(jìn)入798公里的設(shè)計(jì)運(yùn)行軌道，并交付國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用公里的設(shè)計(jì)運(yùn)行軌道，并交付國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用 中心接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。中心接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。 發(fā)射這顆衛(wèi)星的主要目的是通過觀測：發(fā)射這顆衛(wèi)星的主要目的是通過觀測： 海水光學(xué)特征海水光學(xué)特征 葉綠素濃度葉綠素濃度 海表面溫度海表面溫度 懸浮泥沙含量懸浮泥沙含量 可溶有機(jī)可溶有機(jī) 物物 海洋污染物質(zhì)海洋污染物質(zhì) 淺海地形淺海地形 海流特征海流特征 海面上空氣

38、溶膠海面上空氣溶膠 掌握海洋初級(jí)生產(chǎn)力分布、海洋漁業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)資源狀況和環(huán)境質(zhì)量掌握海洋初級(jí)生產(chǎn)力分布、海洋漁業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)資源狀況和環(huán)境質(zhì)量 了解重點(diǎn)河口港灣的懸浮泥沙分布規(guī)律了解重點(diǎn)河口港灣的懸浮泥沙分布規(guī)律 為海洋生物資源合理開發(fā)利用、沿岸海洋工程、河口港灣治理、海為海洋生物資源合理開發(fā)利用、沿岸海洋工程、河口港灣治理、海 洋環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)和執(zhí)法管理等提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。洋環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)和執(zhí)法管理等提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 根據(jù)計(jì)劃，我國將在根據(jù)計(jì)劃，我國將在“海洋一號(hào)海洋一號(hào)”衛(wèi)星的基礎(chǔ)上發(fā)展系列海洋衛(wèi)衛(wèi)星的基礎(chǔ)上發(fā)展系列海洋衛(wèi) 星，加快建立海洋衛(wèi)星體系。我國將要發(fā)展星，加快建立

39、海洋衛(wèi)星體系。我國將要發(fā)展3 3個(gè)系列的海洋衛(wèi)個(gè)系列的海洋衛(wèi) 星：星： F“海洋一號(hào)”系列衛(wèi)星：以可見光、紅外波段遙感探測海洋水色 和水溫為主 F“海洋二號(hào)”系列衛(wèi)星：以微波遙感探測可全天候獲取海面風(fēng)場、 海面高度和海表面溫度場等為主 F“海洋三號(hào)”系列衛(wèi)星：同時(shí)配備光學(xué)遙感器和微波遙感器的可 對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行綜合監(jiān)測 F“神舟三號(hào)”留軌艙裝載了CMODIS（中國的中等分辨率成像 光譜儀），在“神舟四號(hào)”留軌艙裝載了微波散射計(jì)、微波輻射 計(jì)和高度計(jì)。 F在留軌艙的半年運(yùn)行內(nèi)，這些海洋遙感傳感器獲得了許多寶 貴資料，科學(xué)家通過對(duì)留軌艙帶回遙感資料的研究，獲得了各種 大氣和海洋信息的試驗(yàn)產(chǎn)品。 中國

40、衛(wèi)星發(fā)展的現(xiàn)狀與目標(biāo)中國衛(wèi)星發(fā)展的現(xiàn)狀與目標(biāo) 我國衛(wèi)星未來發(fā)展目標(biāo)包括近期和遠(yuǎn)期兩個(gè)部分。今后十年或稍后一個(gè)時(shí)期 的近期發(fā)展目標(biāo)是： 第一，建立長期穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星對(duì)地觀測體系。以氣象衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星 系列、海洋衛(wèi)星系列和環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測小衛(wèi)星群組成長期穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星對(duì) 地觀測體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國及周邊地區(qū)甚至全球的陸地、大氣、海洋的立體觀 測和動(dòng)態(tài)監(jiān)測。 第二，建立自主經(jīng)營的衛(wèi)星廣播通信系統(tǒng)。積極支持商用廣播通信衛(wèi)星的發(fā) 展，開發(fā)具有長壽命、高可靠性和大容量優(yōu)點(diǎn)的地球靜止軌道通信衛(wèi)星和電 視直播衛(wèi)星，初步建成中國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)。 第三，建立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。分步建立導(dǎo)航定位衛(wèi)星系列，開發(fā)衛(wèi) 星

41、導(dǎo)航定位應(yīng)用系統(tǒng)，初步建成中國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。 第四，建立協(xié)調(diào)配套的全國衛(wèi)星遙感應(yīng)用體系。統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)各種衛(wèi)星遙 感地面應(yīng)用系統(tǒng)，建立覆蓋全國的地面衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收、處理和分發(fā)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)資源共享；在對(duì)地衛(wèi)星遙感主要應(yīng)用領(lǐng)域，形成較完整的業(yè)務(wù)化應(yīng)用體 系。 第五，發(fā)展空間科學(xué)，開展深空探測。 至2004年，我國共發(fā)射了五十余顆不同類型的人造衛(wèi)星。僅第十個(gè)五年 計(jì)劃期間，我國將研制和發(fā)射近三十顆各類衛(wèi)星，包括通信、氣象、資 源、海洋、導(dǎo)航、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測、天文、空間探測衛(wèi)星等。 我國衛(wèi)星事業(yè)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展歷程。1958年至1970年為起步階段。1970 年4月，我國成功發(fā)射了第一顆人造

42、衛(wèi)星，成為當(dāng)時(shí)世界上第五個(gè)能研制 和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。1971年至1984年為開發(fā)太空技術(shù)階段。中國從 1975年到2004年發(fā)射了19顆返回式科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。這種衛(wèi)星和地 球資源衛(wèi)星的性質(zhì)是一致的，只是它壽命短，只有5-8天，但是它可以回 收。我國科技人員通過返回式衛(wèi)星、第一代通信衛(wèi)星的研制和飛行試驗(yàn)， 掌握了一系列衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)，包括各種姿控、變軌、熱控、電源、結(jié)構(gòu)、 測控、回收及載荷技術(shù)。1985年到現(xiàn)在為發(fā)展應(yīng)用衛(wèi)星階段。我國自主 地發(fā)展了多種應(yīng)用衛(wèi)星，包括資源、氣象、海洋、通信廣播、導(dǎo)航定位 和科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，衛(wèi)星成果在國內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。據(jù)衛(wèi)星專 家閔桂榮評(píng)價(jià)，我國研制的

43、衛(wèi)星費(fèi)用低、質(zhì)量好、水平高；目前我國的 火箭發(fā)射技術(shù)名列世界第四，返回式衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)居世界第三位， 氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星技術(shù)居世界第四位，通信衛(wèi)星技術(shù)名列世界第五。 目前，我國在衛(wèi)星制造、 發(fā)射及衛(wèi)星應(yīng)用上已形成 了產(chǎn)業(yè)。第九個(gè)五年計(jì)劃 （1996年至2000年）以來， 中國加快了這一產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展，先后成功發(fā)射氣象衛(wèi) 星、海洋水色衛(wèi)星、通信 廣播衛(wèi)星、資源衛(wèi)星和 “北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星等多種 類型的應(yīng)用衛(wèi)星。此外， 衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)也得到快速 發(fā)展，已生產(chǎn)出系列化的 衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)品。這些衛(wèi)星 被廣泛地用于國情普查、 資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi) 害預(yù)報(bào)和海洋管理等領(lǐng)域， 取得了良好效益。 中國和巴西合作研制

44、的中巴地球資源衛(wèi)星中國和巴西合作研制的中巴地球資源衛(wèi)星01號(hào)（號(hào)（CBERS-1）是在中國資）是在中國資 源一號(hào)原方案基礎(chǔ)上兩國聯(lián)合研制的衛(wèi)星；該星屬于我國第一代數(shù)字傳源一號(hào)原方案基礎(chǔ)上兩國聯(lián)合研制的衛(wèi)星；該星屬于我國第一代數(shù)字傳 輸型地球資源衛(wèi)星，于輸型地球資源衛(wèi)星，于1999年年10月發(fā)射升空。這是一種月發(fā)射升空。這是一種778千米太陽同千米太陽同 步極地圓軌道衛(wèi)星，繞地周期步極地圓軌道衛(wèi)星，繞地周期100.4分鐘，每天分鐘，每天14.35周，其中繞經(jīng)中國周，其中繞經(jīng)中國 上空上空3周，覆蓋地球目標(biāo)的重復(fù)周期周，覆蓋地球目標(biāo)的重復(fù)周期26天。該衛(wèi)星的設(shè)計(jì)工作壽命天。該衛(wèi)星的設(shè)計(jì)工作壽命2年

45、，年， 衛(wèi)星傳輸?shù)倪b感圖像可覆蓋中國全部陸地、海域或大部分鄰國的領(lǐng)域，衛(wèi)星傳輸?shù)倪b感圖像可覆蓋中國全部陸地、海域或大部分鄰國的領(lǐng)域， 并可獲取國外區(qū)域的地面圖像信息。截止到衛(wèi)星交付使用兩周年，中國并可獲取國外區(qū)域的地面圖像信息。截止到衛(wèi)星交付使用兩周年，中國 資源衛(wèi)星應(yīng)用中心已接收存檔資源衛(wèi)星各類數(shù)據(jù)近資源衛(wèi)星應(yīng)用中心已接收存檔資源衛(wèi)星各類數(shù)據(jù)近23萬景，所接收的數(shù)萬景，所接收的數(shù) 據(jù)已覆蓋我國國土的據(jù)已覆蓋我國國土的96，用戶先后購買和協(xié)議訂購了，用戶先后購買和協(xié)議訂購了1.3萬景的資源衛(wèi)萬景的資源衛(wèi) 星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于資源勘查、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)等領(lǐng)域。星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于資源

46、勘查、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)等領(lǐng)域。 目前，中巴地球資源衛(wèi)星目前，中巴地球資源衛(wèi)星01號(hào)已超期服役。于號(hào)已超期服役。于2003年年10月發(fā)射的中巴地月發(fā)射的中巴地 球資源衛(wèi)星球資源衛(wèi)星02號(hào)與號(hào)與01號(hào)技術(shù)狀態(tài)基本相同，該星裝有號(hào)技術(shù)狀態(tài)基本相同，該星裝有CCD相機(jī)（相機(jī)（CCD）、）、 紅外多光譜掃描儀（紅外多光譜掃描儀（IRMSS）、以及寬視場成像儀（）、以及寬視場成像儀（WFI）三種有效載）三種有效載 荷，可利用高密度數(shù)字磁記錄器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并利用高速率的數(shù)據(jù)傳輸系荷，可利用高密度數(shù)字磁記錄器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并利用高速率的數(shù)據(jù)傳輸系 統(tǒng)將所能獲得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回地球；其傳輸?shù)倪b感圖像由北京、烏魯

47、木統(tǒng)將所能獲得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回地球；其傳輸?shù)倪b感圖像由北京、烏魯木 齊、廣州三個(gè)資源衛(wèi)星接收站負(fù)責(zé)接收。圖齊、廣州三個(gè)資源衛(wèi)星接收站負(fù)責(zé)接收。圖1-7顯示了中巴地球資源衛(wèi)星顯示了中巴地球資源衛(wèi)星 01號(hào)（號(hào)（CBERS-1）的基本結(jié)構(gòu)和飛行狀態(tài)。）的基本結(jié)構(gòu)和飛行狀態(tài)。 目前，中巴地球資源衛(wèi)星目前，中巴地球資源衛(wèi)星03號(hào)與號(hào)與04號(hào)也正在研制中。據(jù)報(bào)道，我號(hào)也正在研制中。據(jù)報(bào)道，我 國還于國還于2000年年9月發(fā)射了月發(fā)射了“中國資源衛(wèi)星二號(hào)中國資源衛(wèi)星二號(hào)”01星，于星，于2002年年 10月發(fā)射了月發(fā)射了“中國資源衛(wèi)星二號(hào)中國資源衛(wèi)星二號(hào)”02星。于星。于2004年年11月發(fā)射了月發(fā)射了 “

48、中國資源衛(wèi)星二號(hào)中國資源衛(wèi)星二號(hào)”03星。星。2004年年12月月1日，日，“中國資源衛(wèi)星中國資源衛(wèi)星 二號(hào)二號(hào)” 01星、星、02星和星和03星開始了組網(wǎng)運(yùn)行。從現(xiàn)在起到星開始了組網(wǎng)運(yùn)行。從現(xiàn)在起到2010年，年， 中國將分兩步建立能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行的災(zāi)害與環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)小衛(wèi)中國將分兩步建立能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行的災(zāi)害與環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)小衛(wèi) 星系統(tǒng)。該系統(tǒng)的計(jì)劃是：第一步，從第十個(gè)五年計(jì)劃開始，研星系統(tǒng)。該系統(tǒng)的計(jì)劃是：第一步，從第十個(gè)五年計(jì)劃開始，研 制和發(fā)射兩顆光學(xué)小衛(wèi)星和一顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星，基本完成制和發(fā)射兩顆光學(xué)小衛(wèi)星和一顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星，基本完成 地面接收處理和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，初步形成對(duì)災(zāi)

49、害與環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測地面接收處理和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，初步形成對(duì)災(zāi)害與環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測 預(yù)報(bào)的能力。第二步，從第十一個(gè)五年計(jì)劃開始，發(fā)展四顆光學(xué)預(yù)報(bào)的能力。第二步，從第十一個(gè)五年計(jì)劃開始，發(fā)展四顆光學(xué) 小衛(wèi)星和四顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星組成的星座，完善地面接收處小衛(wèi)星和四顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星組成的星座，完善地面接收處 理和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國及周邊國家、地區(qū)災(zāi)害與環(huán)境的動(dòng)態(tài)理和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國及周邊國家、地區(qū)災(zāi)害與環(huán)境的動(dòng)態(tài) 監(jiān)測和預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)投入運(yùn)行的主要任務(wù)有三個(gè)方面：一是對(duì)災(zāi)監(jiān)測和預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)投入運(yùn)行的主要任務(wù)有三個(gè)方面：一是對(duì)災(zāi) 害和環(huán)境實(shí)施大范圍和全天候的晝夜動(dòng)態(tài)監(jiān)測；二是對(duì)洪澇、地害和環(huán)境實(shí)施大

50、范圍和全天候的晝夜動(dòng)態(tài)監(jiān)測；二是對(duì)洪澇、地 震、森林火災(zāi)等災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)展做出預(yù)報(bào)和預(yù)警；三是對(duì)災(zāi)害震、森林火災(zāi)等災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)展做出預(yù)報(bào)和預(yù)警；三是對(duì)災(zāi)害 的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測。的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測。 中巴地球資源衛(wèi)星01號(hào)（CBERS-1）示意圖 （引自http:/ 目前，世界上只有四種全球?qū)Ш较到y(tǒng)： n美國的GPS 直至2004年11月，GPS有29顆在軌衛(wèi)星，可能最近將發(fā)射第30顆衛(wèi)星，將使GPS星 座達(dá)到其現(xiàn)有地面控制系統(tǒng)最大許可的30顆。俄羅斯的GLONASS在軌衛(wèi)星只有11 顆，計(jì)劃2007年將達(dá)到18顆；而該系統(tǒng)只有達(dá)到24顆在軌衛(wèi)星時(shí)才能發(fā)揮 其所有功能。 眾所周知，GPS是美國

51、軍方1973年開始實(shí)施的一項(xiàng)空間技術(shù)，被稱為繼人 類登月和研制航天飛機(jī)之后的又一重大航天科技成就。 GPS為軍民兩用系統(tǒng)，向全球免費(fèi)開放。但美國對(duì)自己提供精確定位信號(hào)， 對(duì)其他用戶僅提供低精度信號(hào)。 全球?qū)Ш较到y(tǒng) 全球?qū)Ш较到y(tǒng) n 俄羅斯的GLONASS 俄羅斯的GLONASS與GPS相似，由空間部分、地面監(jiān) 控部分和用戶接收機(jī)部分組成，使用24顆高度約2萬 千米左右的衛(wèi)星組成星座。GPS分布在6個(gè)軌道平面 上，每個(gè)軌道平面45顆，GLONASS分布在3個(gè)軌道 平面上，每個(gè)軌道平面有8顆衛(wèi)星。 衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方、任何時(shí)間都可觀測 到4顆以上的衛(wèi)星，由此獲得高精度的三維定位數(shù)據(jù)，

52、這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?GPS和GLONASS的區(qū)別 nGPS定位精度可達(dá)15米，測速精度0.1米/秒 nGLONASS導(dǎo)航定位精度較低，約為30100米，測速精度0.15米/ 秒。 n這兩個(gè)系統(tǒng)都是為全球范圍內(nèi)的飛機(jī)、艦船、坦克、地面車輛、 步兵、導(dǎo)彈以及航天飛機(jī)等提供全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度 的三維位置、三維速度和精確時(shí)間，因此，具有極高的軍用價(jià) 值和民用前景。 n歐盟的伽利略 歐洲正在實(shí)施“伽利略”計(jì)劃，建設(shè)精度更高的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。 歐洲的“伽利略系統(tǒng)”是世界上笫一個(gè)完全向民用開放的全球性衛(wèi)星 定位系統(tǒng) 于2008年投入商業(yè)運(yùn)行。 “伽利略”計(jì)劃總投資預(yù)計(jì)為32億歐

53、元，由27顆運(yùn)行衛(wèi)星和3顆預(yù)備衛(wèi) 星組成，分布在高度約為2.4萬公里的3個(gè)軌道上，可以覆蓋全球。 2003年中國與歐盟達(dá)成了關(guān)于我國參加歐洲全球?qū)Ш健百だ浴庇?jì)劃 的協(xié)議。 n 目前，日本正在建設(shè)可以和GPS并用的由3顆衛(wèi)星組成的“準(zhǔn)天頂衛(wèi)星 系統(tǒng)”。 n 印度也在開發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，計(jì)劃將印度的導(dǎo)航系統(tǒng)將與GPS、 GLONASS和“伽利略”系統(tǒng)相連接。 n中國的北斗中國的北斗 目前，目前，中國的衛(wèi)星導(dǎo)航中國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位定位應(yīng)用系統(tǒng)的絕大多數(shù)都建立在美國的應(yīng)用系統(tǒng)的絕大多數(shù)都建立在美國的GPS之上，之上， 一旦美國關(guān)閉對(duì)外國的服務(wù)，后果將不堪設(shè)想。因此，像中國這樣的大國，一旦美國關(guān)閉對(duì)外國的

54、服務(wù)，后果將不堪設(shè)想。因此，像中國這樣的大國， 必須實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)多元化。必須實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)多元化。 我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由2000年和年和2003年發(fā)射的年發(fā)射的3顆顆“北斗一北斗一 號(hào)號(hào)”衛(wèi)星組成。衛(wèi)星組成。 北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以全天候全天時(shí)提供區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航信息，在任北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以全天候全天時(shí)提供區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航信息，在任 何時(shí)間任何地點(diǎn)確定中國用戶地理位置，實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋。該系統(tǒng)服何時(shí)間任何地點(diǎn)確定中國用戶地理位置，實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋。該系統(tǒng)服 務(wù)范圍包括中國大陸及東南海域所有地域，屬區(qū)域性導(dǎo)航定位系統(tǒng)。務(wù)范圍包括中國大陸及東南海域所有地域，屬區(qū)域性導(dǎo)航定位系

55、統(tǒng)。 全球性衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)量約需要全球性衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)量約需要24顆，準(zhǔn)全球性系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)顆，準(zhǔn)全球性系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù) 量約需要量約需要6顆。據(jù)報(bào)道，顆。據(jù)報(bào)道，“北斗一號(hào)北斗一號(hào)”衛(wèi)星區(qū)域性導(dǎo)航定位系統(tǒng)的衛(wèi)星區(qū)域性導(dǎo)航定位系統(tǒng)的 精確度可以達(dá)到精確度可以達(dá)到30到到100米。米。 北斗的特點(diǎn) 我國的“北斗一號(hào)”導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS和GLONASS有很大的不同， n使用范圍不同 F “北斗一號(hào)”是區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，只能用于中國及其周邊地區(qū)；GPS 和GLONASS都是全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，在全球的任何一點(diǎn)，只要衛(wèi)星信號(hào)未 被遮蔽或干擾，都能接收到三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 n衛(wèi)星的數(shù)量和軌道是不同的 “北斗一

56、號(hào)”有3顆，位于高度近3.6萬千米的地球同步軌道。 n三是定位原理不同 “北斗一號(hào)”是用戶首先發(fā)射要求服務(wù)的信號(hào)，通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面 控制中心，地面控制中心計(jì)算出用戶機(jī)的位置后再通過衛(wèi)星答復(fù)用戶； GPS和GLONASS只需要接收4個(gè)衛(wèi)星的位置信息，由用戶接收機(jī)解算出 三維坐標(biāo)。 由于“北斗一號(hào)”本身是二維導(dǎo)航系統(tǒng)，僅靠2顆星的觀測信號(hào)尚不 能定位，觀測信號(hào)的獲得及計(jì)算均在地面中心站進(jìn)行，衛(wèi)星和用戶接收 機(jī)需要具有轉(zhuǎn)發(fā)或收發(fā)信號(hào)功能，這實(shí)際上也就具有了一定的通信功能。 通信功能是GPS和GLONASS所不具備的。 我國通信衛(wèi)星我國通信衛(wèi)星 “東方紅三號(hào)東方紅三號(hào)” “鑫諾一號(hào)鑫諾一號(hào)” “中星

57、中星-20號(hào)號(hào)” 我國目前使用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器有我國目前使用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器有100多個(gè)，成為世界上廣播電視和公眾通多個(gè)，成為世界上廣播電視和公眾通 訊用戶最多的國家之一。訊用戶最多的國家之一。 在我國衛(wèi)星通訊方面，已提供有關(guān)信息傳遞的業(yè)務(wù)達(dá)在我國衛(wèi)星通訊方面，已提供有關(guān)信息傳遞的業(yè)務(wù)達(dá)100多項(xiàng)，主要包多項(xiàng)，主要包 括衛(wèi)星固定通訊、衛(wèi)星移動(dòng)通訊、衛(wèi)星電視直播括衛(wèi)星固定通訊、衛(wèi)星移動(dòng)通訊、衛(wèi)星電視直播/衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播、衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播、 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的市場化。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的市場化。 n“地球空間雙星探測計(jì)劃地球空間雙星探測計(jì)劃”是我國是我國1997年提出的空間探測國際合作計(jì)劃。年提出的空間探測國際合作計(jì)

58、劃。 n“探測一號(hào)探測一號(hào)”衛(wèi)星于衛(wèi)星于2003年年12月月30號(hào)發(fā)射升空，探測目標(biāo)是赤道附近的號(hào)發(fā)射升空，探測目標(biāo)是赤道附近的 空間環(huán)境空間環(huán)境 n“探測二號(hào)探測二號(hào)”衛(wèi)星于衛(wèi)星于2004年年7月月25日發(fā)射，探測目標(biāo)是極區(qū)上空的空間環(huán)日發(fā)射，探測目標(biāo)是極區(qū)上空的空間環(huán) 境。境。 n它們與歐洲空間局正在運(yùn)行的它們與歐洲空間局正在運(yùn)行的“星簇計(jì)劃星簇計(jì)劃”的四顆衛(wèi)星緊密配合，可同時(shí)的四顆衛(wèi)星緊密配合，可同時(shí) 探測各個(gè)空間區(qū)域的磁場和粒子時(shí)空變化規(guī)律、磁場空間暴的產(chǎn)生機(jī)制和發(fā)探測各個(gè)空間區(qū)域的磁場和粒子時(shí)空變化規(guī)律、磁場空間暴的產(chǎn)生機(jī)制和發(fā) 展規(guī)律，分析由于太陽活動(dòng)引起的近地空間各種干擾活動(dòng)的發(fā)

59、生和發(fā)展規(guī)律，展規(guī)律，分析由于太陽活動(dòng)引起的近地空間各種干擾活動(dòng)的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律， 為人類預(yù)測災(zāi)害性的地球空間天氣等提供科學(xué)依據(jù)。為人類預(yù)測災(zāi)害性的地球空間天氣等提供科學(xué)依據(jù)。 n2003年年10月月15日我國日我國“神舟五號(hào)神舟五號(hào)”載人航天飛船發(fā)射成功，從而成為世載人航天飛船發(fā)射成功，從而成為世 界上繼俄羅斯和美國之后第三個(gè)載人航天飛行的國家。界上繼俄羅斯和美國之后第三個(gè)載人航天飛行的國家。 n“神舟五號(hào)神舟五號(hào)”的留軌艙攜帶著中等分辨率成像光譜儀，該類型傳感器將被的留軌艙攜帶著中等分辨率成像光譜儀，該類型傳感器將被 裝載到風(fēng)云衛(wèi)星三號(hào)。留軌艙還攜帶有精度達(dá)到了厘米量級(jí)的激光反射器，裝載到

60、風(fēng)云衛(wèi)星三號(hào)。留軌艙還攜帶有精度達(dá)到了厘米量級(jí)的激光反射器， 該類型傳感器不但可用于測距定軌，而且可充當(dāng)高度計(jì)，完成測量海表面高該類型傳感器不但可用于測距定軌，而且可充當(dāng)高度計(jì)，完成測量海表面高 度的任務(wù)。激光是由一束相干的光束發(fā)射出的單一頻率的可見光或紅外光。度的任務(wù)。激光是由一束相干的光束發(fā)射出的單一頻率的可見光或紅外光。 此外，我國計(jì)劃的“嫦娥”探月工程將分三步走?！版隙稹碧皆?工程以無人探測為主，分別實(shí)現(xiàn)繞月探測、月面軟著陸探測與 月面巡視勘察、采樣返回等。 目前啟動(dòng)的繞月探測工程，是我國“嫦娥”探月工程的第一步。 2007年，我國發(fā)射首顆月球探測衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”，實(shí)現(xiàn)繞月探 測。 探