第六章航天遙感課件

主要內(nèi)容航空遙感及成像姿態(tài)遙感衛(wèi)星的姿態(tài)與軌道參數(shù)主要內(nèi)容航空遙感及成像姿態(tài)11航空遙感航空遙感平臺一般是指高度在80KM以下的遙感平臺飛機和氣球兩種平臺航空平臺的飛行高度較低，機動靈活，而且不受地面條件限制，調(diào)查周期短，因此應用十分廣泛1航空遙感航空遙感平臺一般是指高度在80KM以下的遙感平臺2航空遙感成像及內(nèi)外方位元素攝影瞬間攝影中心與像片在地面設定的空間坐標系的位置與姿態(tài)？方位元素：描述這些位置和姿態(tài)的參數(shù)稱為像片的方位元素。內(nèi)方位元素：表示攝影中心與像片之間相關位置的參數(shù)稱為內(nèi)方位元素；外方位元素：表示攝影中心和像片在地面坐標系中的位置和姿態(tài)的參數(shù)稱為外方位元素。航空遙感成像及內(nèi)外方位元素攝影瞬間攝影中心與像片在地面設定3定義了相機內(nèi)的幾何特征，即描述攝影中心與像片之間相關位置的三個參數(shù)：YXSfOxy攝影中心S到像片的垂距f，像主點o在像框標坐標系中的坐標x0,y0內(nèi)方位元素（內(nèi)定向）

定義了相機內(nèi)的幾何特征，即描述攝影中心與像片之間相關位置的三4三個線元素：描述攝影中心的空間坐標值（X0,Y0,Z0）三個角元素：表達成像時像片面的空間姿態(tài)外方位元素

定義了影像與地面坐標系的關系的六個參數(shù)：三個線元素：描述攝影中心的空間坐標值（X0,Y0,Z0）外方56航天遙感特點：觀察范圍大、宏觀；對于用戶，獲取同樣數(shù)量的數(shù)據(jù)時，費用較低；適于定期的動態(tài)監(jiān)測；分辨率一般低于航空遙感，但已大大改善航天遙感：利用搭載在人造衛(wèi)星、探測火箭、宇宙飛船、航天飛機平臺上的傳感器對地表進行的遙感2遙感衛(wèi)星的姿態(tài)與軌道參數(shù)6航天遙感特點：航天遙感：利用搭載在人造衛(wèi)星、探測火箭、宇宙67遙感衛(wèi)星的姿態(tài)與軌道參數(shù)姿態(tài)描述：1.三軸傾斜：滾動：橫向搖擺；俯仰：縱向搖擺；偏航：偏移運行軌道2.振動：非系統(tǒng)性的不穩(wěn)定振動影響數(shù)據(jù)質量，使用數(shù)據(jù)前需進行幾何糾正7遙感衛(wèi)星的姿態(tài)與軌道參數(shù)姿態(tài)描述：78衛(wèi)星空間軌道及其運行特征（一）開普勒定律衛(wèi)星在空間繞地球運行，這種運動和太陽系的其他星體一樣，遵循天體運動的開普勒三定律。開普勒第一定律星體繞地球（或者太陽）運動的軌道是一個橢圓，地球（太陽）位于橢圓的一個焦點上。軌道離地最近的點稱近地點，反之為遠地點。8衛(wèi)星空間軌道及其運行特征89開普勒第一定律2eaa遠日點太陽b近日點地球軌道9開普勒第一定律2eaa遠日點太陽b近日點地球軌道910開普勒第二定律從地心或者太陽中心到星體的連線（星體向徑），在單位時間掃過的面積相等（面積速度守恒）。衛(wèi)星在離地近的地方經(jīng)過時的速度要快些，在離地遠的地方運行的速度要慢些。10開普勒第二定律1011開普勒定律（2）a遠地點近地點MinoraxisMajoraxisvpvaRpra11開普勒定律（2）a遠地點近地點MinoraxisMaj1112開普勒第三定律行星的公轉周期的平方與它的軌道平均半徑的立方成正比。衛(wèi)星繞地球的運行周期的平方與它的軌道平均半徑的立方成正比。T2/（R+H）3=CT：運行周期，R：地球半徑；H：離地高度；C：開普勒常數(shù)12開普勒第三定律12131、赤道坐標系

赤道坐標系是取赤道面為基準面，以地球自轉軸、以及從地心指向春分點的直線為坐標軸所構成的坐標系。雖然由于地軸的進動，該坐標系相對于恒星其位置是變動的，但是，對于軌道壽命有限的衛(wèi)星運動來說，影響很小。衛(wèi)星軌道參數(shù)131、赤道坐標系衛(wèi)星軌道參數(shù)13Thevernalequinox（春分）fromtwoperspectivesThevernalequinox（春分）fromtw14Thesummerandwintersolstices(冬至)黃道Ecliptic：地球運行軌道與天球的交界面，在地球上看，太陽似乎沿著黃道運行。Thesummerandwintersolstice15地球圍繞太陽一年的變化。圖中黃點為北極，紅圈為北極圈(北緯66.5度)。夏至，由于北極朝向太陽23.5度，北極圈內(nèi)24小時白天。冬至，北極背向太陽23.5度，北極圈內(nèi)24小時黑夜。在晝夜平分點，被太陽照耀的區(qū)域剛好以極軸為分界線，地球所有區(qū)域日夜均為12小時。地球圍繞太陽一年的變化。圖中黃點為北極，紅圈為北極圈(北緯16星下點衛(wèi)星與地心連線經(jīng)過地球表面的點為星下點。當人們在星下點位置觀看衛(wèi)星，衛(wèi)星在人們頭頂。升交點與降交點衛(wèi)星軌道由北向南（下行）穿過赤道平面的星下點為降交點，反之由南向北（上行）穿過赤道平面的星下點為升交點。星下點衛(wèi)星與地心連線經(jīng)過地球表面的點為星下點。當人17182、六個基本軌道參數(shù)（1）軌道傾角

軌道平面與地球赤道平面的夾角。是由赤道平面逆時針旋轉到軌道平面的夾角。當0

<i<90

時，衛(wèi)星運動方向與地球自轉方向一致，因此叫“正方向衛(wèi)星”；當90

<i<180

時，叫“反方向衛(wèi)星”，即衛(wèi)星運動與地球自轉方向相反；當i=90

時，衛(wèi)星繞過兩極運行，叫“極軌”或“兩極”衛(wèi)星；當i=0

或180

時，衛(wèi)星繞赤道上空運行，叫“赤道衛(wèi)星”。衛(wèi)星軌道參數(shù)182、六個基本軌道參數(shù)衛(wèi)星軌道參數(shù)1819（2）升交點赤經(jīng)升交點離春分點的經(jīng)度值Ω軌道傾角和升交點赤經(jīng)共同決定衛(wèi)星軌道平面相對于地球的空間位置19（2）升交點赤經(jīng)1920（3）近地點幅角

地心與升交點連線和地心與近地點連線之間的夾角ω。由于入軌后其升交點和近地點是相對穩(wěn)定的，所以近地點幅角通常是不變的，它可以決定軌道長軸在軌道平面內(nèi)的方位。20（3）近地點幅角2021（4）橢圓半長軸

近地點和遠地點連線的一半，它標志衛(wèi)星軌道的大小。

它確定了衛(wèi)星距地面的高度按照衛(wèi)星高度的不同又將衛(wèi)星分為低軌衛(wèi)星（150—300公里）、中軌衛(wèi)星（約1000公里左右）和高軌衛(wèi)星（36000公里處）。（5）橢圓偏心率

橢圓軌道兩個焦點間距離之半與半長軸的比值，用以表示軌道的形狀。（6）衛(wèi)星過近地點時刻

衛(wèi)星通過近地點的當前時間212122其它一些常用的遙感衛(wèi)星參數(shù)衛(wèi)星高度：衛(wèi)星距離地面的高程運行周期：衛(wèi)星繞地球一圈所需的時間重復周期：衛(wèi)星從某地上空開始運行，經(jīng)過若干時間的運行后，回到該地上空時所需的天數(shù)降交點時刻：衛(wèi)星經(jīng)過降交點時的地方太陽時的平均值掃描寬度：傳感器所觀測的地面帶的橫向寬度，推掃式和擺掃式22其它一些常用的遙感衛(wèi)星參數(shù)2223遙感衛(wèi)星的軌道類型地球同步軌道太陽同步軌道23遙感衛(wèi)星的軌道類型2324地球同步軌道又稱為地球靜止衛(wèi)星軌道

衛(wèi)星運行周期與地球自轉周期(23小時56分4秒)相同的軌道稱為地球同步衛(wèi)星軌道衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合的地球同步軌道，從地面上看都像是懸在赤道上空靜止不動,這樣的衛(wèi)星稱為地球靜止軌道衛(wèi)星,簡稱靜止衛(wèi)星,這條軌道就稱為地球靜止衛(wèi)星軌道,簡稱靜止衛(wèi)星軌道,高度大約是35800公里。能夠長時間觀測特定地區(qū)，衛(wèi)星高度高，能將大范圍的區(qū)域同時收入視野，應用于氣象和通訊領域24地球同步軌道又稱為地球靜止衛(wèi)星軌道

24第六章航天遙感課件2526太陽同步軌道

(sunsynchronousorbit)衛(wèi)星的軌道面與太陽-地球連線之間在黃道面上的夾角，不隨地球繞太陽公轉而改變。衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面的夾角一般是不變的,繞地球自轉軸旋轉。26太陽同步軌道

(sunsynchronousorbi26太陽同步軌道上衛(wèi)星軌道平面的調(diào)整衛(wèi)星軌道面與地心和日心的連線永遠保持固定的角度37.5度太陽同步軌道上衛(wèi)星軌道平面的調(diào)整衛(wèi)星軌道面與地心和日心的連線27太陽地球（極地觀）12:00午夜6:00a.m.6:00p.m.軌道飛行器12:00中午10:30a.m.=22.5°地球旋轉太陽時地球軌道0.9856°/dayEarthSun太陽同步軌道遙感衛(wèi)星軌道平面繞地球自轉軸旋轉的方向與地球公轉的方向相同,旋轉的角速度等于