氣象衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)與原理

1、氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)contents：初步認識初步認識專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)分類分類結(jié)束結(jié)束contents：初步認識初步認識專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)分類分類氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)束結(jié)束氣象衛(wèi)星屬于應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星初步認識：初步認識：專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)：與衛(wèi)星所執(zhí)行的任務(wù)直接有關(guān)的系統(tǒng)，也稱為有效載荷。氣象衛(wèi)星具有除一般衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)和部件外，還攜帶各類遙感儀器，包括電視攝像機、紅外探測儀、射電探測儀、多譜段探測儀、氣象雷達以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。應(yīng)用衛(wèi)星一般由專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)保障系統(tǒng)組成。保障系統(tǒng)保障系統(tǒng)：保障衛(wèi)星和專用系統(tǒng)在空間正常工作的系統(tǒng)，也稱為服務(wù)系統(tǒng)。主要有結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、熱控制系

2、統(tǒng)、姿態(tài)控制和軌道控制系統(tǒng)、無線電測控系統(tǒng)等。對于返回衛(wèi)星，則還有返回著陸系統(tǒng)電視攝像機電視攝像機 接收天線接收天線傳送帶機構(gòu)傳送帶機構(gòu) 太陽能電池太陽能電池電視攝像機電視攝像機 紅外探測儀紅外探測儀發(fā)射天線發(fā)射天線 定向點磁圈定向點磁圈下面以1961年的tiros衛(wèi)星為例，講解大致結(jié)構(gòu)組成 ： 這顆衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)組成有：這是日本的一個靜止氣靜止氣象衛(wèi)星象衛(wèi)星，我們可以看到，氣象衛(wèi)星雖然構(gòu)造各有不同，但它們多是用太太陽能電池供陽能電池供能能的。剛才提到專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)剛才提到專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)專用系統(tǒng)對于氣象衛(wèi)星來講主要由專用系統(tǒng)對于氣象衛(wèi)星來講主要由哪些呢？哪些呢？contents：初步認識初

3、步認識專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)分類分類氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)束結(jié)束專用系統(tǒng)：專用系統(tǒng)： 氣象衛(wèi)星具有除一般衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)一般衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)和部部件件外，還攜帶各類遙感儀器各類遙感儀器，包括電視攝電視攝像機像機、紅外探測儀紅外探測儀、射電探測儀射電探測儀、多譜段多譜段探測儀探測儀、氣象雷達氣象雷達以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。 遙感器遙感器能夠接收和測量地球及其大氣的可見光、紅外可見光、紅外與微波輻射微波輻射，并將它們轉(zhuǎn)換成電信號傳送到地面。地面接收站再把電信號復原繪出各種云層、云層、地表地表和洋面圖片洋面圖片，進一步處理后就可以發(fā)現(xiàn)天氣變化的趨勢。氣象衛(wèi)星所提供的氣象資料已被廣泛用于日常氣象業(yè)務(wù)、

4、氣象科學、海洋學和水文學的研究。氣象衛(wèi)星氣象衛(wèi)星的本領(lǐng)主要來自于它攜帶的氣象遙感器。 衛(wèi)星遙感衛(wèi)星遙感是指以人造衛(wèi)星為傳感器平臺的觀測活動，包括對地觀測對地觀測和面向太空環(huán)境的觀測面向太空環(huán)境的觀測衛(wèi)星遙感技術(shù) 氣象衛(wèi)星利用上述儀器設(shè)備對衛(wèi)里云圖的拍攝采取兩種方式：一種是借助于地球上物體對太陽光的反射程度而拍攝見光云圖見光云圖，只限于白白天天工作工作；另一種是借助地球表面物體溫度和大氣層溫度輻射的程度，形成紅外云圖紅外云圖，可全天候全天候工作工作。1 1、氣象遙感儀器氣象遙感儀器：詳細來分常用的氣象遙感儀器有三種： 高分高分辨率紅外辨率紅外分光計：分光計：它可以獲得大氣垂直溫大氣垂直溫度分布度

5、分布和水水汽分布汽分布。 多通道高分辨率掃描輻射多通道高分辨率掃描輻射計：計：當對云層和大氣掃描時，就能記下云層和大氣在各個波段可見光、紅外、可見光、紅外、微波微波的輻射強度，通過轉(zhuǎn)變處理后，就可以得到有用的大氣參數(shù)。得到可見光可見光與紅外的云圖紅外的云圖。 微波輻射計微波輻射計：衛(wèi)星儀器接收來自地球大氣系統(tǒng)自身發(fā)射或反射太陽的輻射，包括光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)、探測器探測器、信號處理系統(tǒng)信號處理系統(tǒng)、輸出裝置輸出裝置太陽或地球-大氣的輻射在大氣中傳輸時被大氣中的某種氣體所吸收。吸收隨波長變化很大，在一些波段吸收很強，在另一些波段吸收很弱或沒有吸收。（如圖一）對輻射吸收很強的波段就稱為該氣體的吸收帶；

6、吸收很弱或沒有吸收的波段稱為大氣窗。補充知識：氣窗氣窗和大氣吸收帶大氣吸收帶圖一 輻射與大氣和地表之間的相互作用表現(xiàn)為輻射的發(fā)射、吸收和反射，這為衛(wèi)星遙感地表和大氣提供了大量的信息。例：衛(wèi)星在大氣窗區(qū)波段可以測量地面、云層反射或發(fā)射的輻射，從而可以得到地表、云面的反射特性或溫度分布；衛(wèi)星在吸收帶測量，可以得到大氣溫度和成分。 根據(jù)測量的目的，衛(wèi)星選擇不同的波長間隔進行測量，這種波長間隔稱做通道。為更多地獲取地面、云層和大氣信息，目前衛(wèi)星測量使用的通道很多。 大氣窗大氣窗和大氣吸收帶大氣吸收帶在遙感中的應(yīng)用：1、氣象遙感儀器獲得的原始數(shù)據(jù)向地面數(shù)據(jù)處理中心站傳輸，常用頻段為1700兆赫，數(shù)據(jù)傳輸

7、速率較高，最高可達28兆比特/秒；2 2、數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)據(jù)傳輸：氣象衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸有4種：2、氣象遙感儀器獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)衛(wèi)星上初步處理后，實時向地面發(fā)送云圖等氣象資料，常用頻段為137兆赫和1700兆赫，數(shù)據(jù)傳輸速率較低；4、收集地面氣象站、海洋自動浮標和設(shè)置在無人值守地區(qū)的自動氣象站所獲得的溫度、壓力、濕度等環(huán)境資料，常用頻段為401和468兆赫。3、氣象遙感儀器獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)傳到地面作各種數(shù)據(jù)處理后，再通過氣象衛(wèi)星向各地廣播云圖等氣象資料，常用頻段為1700兆赫；contents：初步認識初步認識專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)分類分類氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)束結(jié)束分類：分類：氣象衛(wèi)星實質(zhì)上是一個高懸在太空的

8、自動化高級氣象站，是空間、遙感、計算機、通信和控制等高技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。就其運行軌道的不同，分為兩大類即：“太陽太陽同步極地軌道氣象衛(wèi)星同步極地軌道氣象衛(wèi)星”和“地球同步氣地球同步氣象衛(wèi)星象衛(wèi)星”。風云一號風云一號第二類即“地球同步氣象衛(wèi)星地球同步氣象衛(wèi)星”， 地球靜止氣象衛(wèi)星在赤道上35,880公里高處環(huán)繞地球。它的軌道可以使它環(huán)繞地球的公轉(zhuǎn)周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等公轉(zhuǎn)周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等，若在地面看，這 種軌道上的衛(wèi)星好像靜止在天空某一地方不動，故又稱它為地球靜止氣象衛(wèi)星。地球靜止氣象衛(wèi)星。1、簡介：第一類是繞地球極地軌道運繞地球極地軌道運轉(zhuǎn)，運行高度一般在1000公里左右，運行周期約

9、115分鐘，由于它是逆地球自轉(zhuǎn)方向逆地球自轉(zhuǎn)方向而與太陽同步與太陽同步，沿著太陽早升晚落的方向運行，故稱其為“太陽同步軌太陽同步軌道氣象衛(wèi)星道氣象衛(wèi)星”。極軌氣象衛(wèi)星極軌氣象衛(wèi)星（覆蓋全球）：也叫太陽同步軌道氣象衛(wèi)星，軌道平面與赤道平面垂直，傾角接近90，圍繞地球南北兩極運行。利用這種衛(wèi)星可以進行全球觀測，每天定時飛經(jīng)同一地區(qū)上空兩次。極軌氣象衛(wèi)星可以為天氣預(yù)報提供全球的溫、濕、云、輻射等氣象參數(shù)，監(jiān)測大范圍的自然災(zāi)害，研究全球生態(tài)與環(huán)境變化。2、分別進一步認識：地球靜止氣象衛(wèi)星地球靜止氣象衛(wèi)星（覆蓋地球三分之一）：它在赤道上空靜止軌道上，不斷地向地面輸送地球表面一個地區(qū)的可見光和紅外線圖片。在赤道上空均勻分布5個地球同步氣象衛(wèi)星，就可對全球進行24小時全面觀測，晝夜不停地提供全球云圖資料?？芍庇^、及時、準確地測到天氣系統(tǒng)的全貌。contents：初步認識初步認識專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)分類分類氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)束結(jié)束氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)：氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)：世界天氣監(jiān)視網(wǎng) 全球資料加工系統(tǒng)(gdps)。主要任務(wù)是通過世界氣象中心、區(qū)域氣象中心和國家氣象中心等機構(gòu)，為各成員提供加工的基本氣象資料。世界天氣監(jiān)視網(wǎng)在業(yè)務(wù)體系上由下列三個系統(tǒng)組成： 全球