CH2 遙感衛(wèi)星及其運(yùn)行軌道.ppt

1、1,遙感技術(shù)基礎(chǔ),遙 感 平 臺,2,遙感平臺,是用來搭載傳感器的運(yùn)載工具。,按高度分： 1、地面平臺（高度在050米范圍內(nèi)） 2、航空平臺（高度在百余米到幾十公里） 3、航天平臺 （高度在150公里以上）,遙感平臺分類：,遙感技術(shù)基礎(chǔ),3,1、地面平臺,主要有三腳架、遙感塔、遙感汽車等。,遙感技術(shù)基礎(chǔ),4,2、航空平臺,主要有氣球、飛機(jī)等。,遙感技術(shù)基礎(chǔ),5,遙感技術(shù)基礎(chǔ),3、航天平臺,主要有航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星。,航天飛機(jī),有人駕駛的空間飛行器，是一種可重復(fù)使用的空間運(yùn)載工具。,6,遙感技術(shù)基礎(chǔ),遙感衛(wèi)星,一、遙感衛(wèi)星的組成,二、衛(wèi)星軌道,三、主要遙感衛(wèi)星,7,遙感技術(shù)基礎(chǔ),二、衛(wèi)星軌道,1

2、、 Kepler三大定律 2、衛(wèi)星軌道參數(shù) 3、衛(wèi)星坐標(biāo)確定 4、衛(wèi)星姿態(tài) 5、典型軌道,8,1、Kepler三大定律,1）、行星繞太陽運(yùn)動的軌道為橢圓，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。,2）、行星向徑在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。,3）、行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期的平方與軌道長半軸的立方成正比。,R地球平均半徑； H衛(wèi)星飛行的平均高度； CKepler常數(shù)。,應(yīng)用第三定律確定衛(wèi)星運(yùn)行周期和衛(wèi)星運(yùn)行高度,遙感技術(shù)基礎(chǔ),9,遙感技術(shù)基礎(chǔ),2、衛(wèi)星軌道參數(shù),1）、長半軸 :決定衛(wèi)星離地面的最大高度 2）、偏心率 :決定衛(wèi)星軌道的形狀 3）、軌道面傾角 4）、升交點(diǎn)赤經(jīng) 5）、近地點(diǎn)角距 6）、衛(wèi)星過近地點(diǎn)時(shí)刻,

3、近圓形，用于資源與環(huán)境遙感、地形繪制,長橢圓，用于探空,10,遙感技術(shù)基礎(chǔ),軌道傾角,：衛(wèi)星軌道面與赤道面的夾角,衛(wèi)星軌道面與地球赤道面重合，且衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，如地球同步衛(wèi)星。,衛(wèi)星南北向繞地球公轉(zhuǎn)，稱為極軌衛(wèi)星。,注意：軌道傾角 越大，覆蓋地球表面的面積越大，資源衛(wèi)星多為近極軌衛(wèi)星 。,11,遙感技術(shù)基礎(chǔ),升交點(diǎn)赤經(jīng),升交點(diǎn)向徑與春分點(diǎn)之間的夾角。,是春分時(shí)刻（約在3月21日）地心與太陽質(zhì)心的連線，春分時(shí)太陽直射地球赤道。因地球自轉(zhuǎn)和繞太陽公轉(zhuǎn)，地心與赤道上任意一點(diǎn)的連線在宇宙空間中的方向時(shí)刻在發(fā)生著變化，為了在宇宙空間中固定一個(gè)方向，特引入春分線的概念。,春分線,是春

4、分線與赤道的交點(diǎn)。,春分點(diǎn),12,遙感技術(shù)基礎(chǔ),近地點(diǎn)角距,升交點(diǎn)向徑與軌道近地點(diǎn)向徑 之間的夾角。,升交點(diǎn)為近地點(diǎn)的星下點(diǎn)；,升交點(diǎn)為遠(yuǎn)地點(diǎn)的星下點(diǎn)。,13,遙感技術(shù)基礎(chǔ),3、衛(wèi)星坐標(biāo)的確定,1）GPS測定法,2）星歷表解算法,（1）、衛(wèi)星在地心直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo),（2）、衛(wèi)星在大地地心直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo),（3）、衛(wèi)星的地理坐標(biāo),（4）、衛(wèi)星抖動,衛(wèi)星星歷表： 將衛(wèi)星軌道參數(shù)代入推算衛(wèi)星坐標(biāo)的公式，可編制成衛(wèi)星星歷表。以衛(wèi)星的運(yùn)行時(shí)刻為參數(shù)，就可以在星歷表上查取衛(wèi)星的地理坐標(biāo)。,14,（1）、衛(wèi)星在地心直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo),地心直角坐標(biāo)系OXYZ：,原點(diǎn)：地心 基準(zhǔn)平面：赤道平面 OX軸：指向

5、春分點(diǎn) OY軸： 在赤道面內(nèi)由OX軸 東轉(zhuǎn) 90度 OZ軸：垂直赤道面指向北極,O,遙感技術(shù)基礎(chǔ),15,原點(diǎn)：地心 基準(zhǔn)平面：衛(wèi)星軌道面 軸：指向近地點(diǎn) 軸： 在軌道面內(nèi)與 成90度夾角 軸：垂直軌道面,輔助坐標(biāo)系 ：,輔助坐標(biāo)系 ：,原點(diǎn)：地心 基準(zhǔn)平面：衛(wèi)星軌道面 軸：指向升交點(diǎn) 軸： 在軌道面內(nèi)與 軸成90度夾角 軸：垂直軌道面,遙感技術(shù)基礎(chǔ),16,遙感技術(shù)基礎(chǔ),在輔助坐標(biāo)系 中,其中：,為衛(wèi)星的向徑,為衛(wèi)星的真近點(diǎn)角,為偏近點(diǎn)角，與衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)刻 的關(guān)系為：,為衛(wèi)星的平均角速度,17,遙感技術(shù)基礎(chǔ),OXYZ、 、,之間的關(guān)系,18,遙感技術(shù)基礎(chǔ),（2）、衛(wèi)星在大地地心直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo),

6、大地地心直角坐標(biāo)系,原點(diǎn)：地心 基準(zhǔn)平面：赤道平面 軸：指向格林尼治子午線與赤道面的交點(diǎn) 軸： 在赤道面內(nèi)由 軸東轉(zhuǎn) 90度 軸：垂直赤道面指向北極,為某一瞬間時(shí)，大地地心直角坐標(biāo)系 軸與地心直角坐標(biāo)系X 軸之間的時(shí)角。,遙感技術(shù)基礎(chǔ),（3）、衛(wèi)星的地理坐標(biāo),其中：,緯度,經(jīng)度,卯酉圈半徑,衛(wèi)星大地高程,（4）衛(wèi)星抖動,衛(wèi)星并非沿著一理想的橢圓軌道運(yùn)行，而是在這一軌道上發(fā)生抖動。這種抖動直接影響衛(wèi)星坐標(biāo)的解算精度。,20,遙感技術(shù)基礎(chǔ),4、衛(wèi)星姿態(tài),原點(diǎn)：衛(wèi)星質(zhì)心 X軸：衛(wèi)星沿軌道前進(jìn)方向 Y軸：垂直軌道面方向 Z軸：垂直地球方向,偏航,滾動,俯仰,衛(wèi)星坐標(biāo)系,姿態(tài)角可用姿態(tài)儀測定。,用于空間

7、的姿態(tài)測量儀有：紅外姿態(tài)測量儀、星相機(jī)、陀螺儀等。,21,遙感技術(shù)基礎(chǔ),5、典型軌道,（1）、同步軌道,（4）、太陽同步軌道,（2）、靜止軌道,（3）、極地軌道,衛(wèi)星運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期（23小時(shí)56分4秒）相同的軌道 。,的同步軌道 。,的軌道。,指軌道面與太陽地球連線之間的夾角不隨地球繞太陽的公轉(zhuǎn)而改變的軌道。,修正量為,22,遙感技術(shù)基礎(chǔ),三、主要遙感衛(wèi)星,1、氣象衛(wèi)星,2、陸地衛(wèi)星,3、海洋衛(wèi)星,以搜集氣象數(shù)據(jù)為主要任務(wù)，為氣象預(yù)報(bào)、臺風(fēng)形成和運(yùn)動過程監(jiān)測、冰雪覆蓋監(jiān)測和大氣與空間物理研究等提供大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的遙感衛(wèi)星。,重復(fù)觀測周期短，成像面積大，資料來源連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成本低。,主

8、要為探測地球陸地自然資源而設(shè)計(jì)的遙感衛(wèi)星。,專門探測全球海洋表面狀況與監(jiān)測海洋動態(tài)的衛(wèi)星。,23,遙感技術(shù)基礎(chǔ),1. 氣象衛(wèi)星,近極地太陽同步軌道，高度8001600公里，南北向繞地球運(yùn)行，對東西寬約2800公里的帶狀區(qū)域進(jìn)行觀測。,地球同步軌道，高度為36000公里左右，24小時(shí)繞地球運(yùn)行一周。靜止衛(wèi)星能觀測1/4的地球表面，由34顆可形成空間監(jiān)測網(wǎng)對全球中低緯度地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測。,低軌：,高軌：,低軌氣象衛(wèi)星-太陽同步衛(wèi)星,TIROS衛(wèi)星 NOAA 衛(wèi)星 EOS 衛(wèi)星 NiMBUS衛(wèi)星 風(fēng)云一、三號衛(wèi)星 氣象衛(wèi)星載有先進(jìn)的甚高分辨率輻射計(jì)、高分辨力紅外輻射探測器、同溫層探測器、微波探測器、太陽

9、環(huán)境檢測器等。,風(fēng)云一號氣象衛(wèi)星,我國的第一代低軌氣象衛(wèi)星，主要任務(wù)是獲取國內(nèi)外大氣、云、陸地、海洋資料，進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)收集，用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)報(bào)、自然災(zāi)害和全球環(huán)境監(jiān)測等。 包括四顆衛(wèi)星： FY-1A 1988.9.7發(fā)射，服役39天； FY-1B 1990.9.3發(fā)射，服役165天； FY-1C 1999.5.10發(fā)射，2007.2.11退役； FY-1D 2002.5.15發(fā)射 FY-1C星在軌運(yùn)行的穩(wěn)定性和獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到廣泛認(rèn)可，世界氣象組織已正式將其列入世界業(yè)務(wù)極軌氣象衛(wèi)星的行列，為世界各國免費(fèi)提供氣象資料。,風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星,我國的第二代低軌氣象衛(wèi)星，是為了滿足我國天氣預(yù)報(bào)、

10、氣候預(yù)測和環(huán)境監(jiān)測等方面的迫切需求而發(fā)射的，目標(biāo)是獲取地球大氣環(huán)境的三維、全球、全天候、定量、高精度資料。 包括兩顆星， FY-3A 2008.5.27發(fā)射，是上午星 FY-3B 2010.11.5發(fā)射，是下午星 兩顆星組網(wǎng)運(yùn)行，已被納入新一代世界極軌氣象衛(wèi)星網(wǎng)。,27,遙感技術(shù)基礎(chǔ),EOS監(jiān)測的長江入?？谀嗌痴掌?28,遙感技術(shù)基礎(chǔ),EOS監(jiān)測的黃河入海口泥沙照片,29,遙感技術(shù)基礎(chǔ),EOS監(jiān)測積雪圖片,30,遙感技術(shù)基礎(chǔ),EOS監(jiān)測水災(zāi)受淹面積圖片,31,遙感技術(shù)基礎(chǔ),32,33,遙感技術(shù)基礎(chǔ),高軌氣象衛(wèi)星-地球靜止衛(wèi)星,【美】GOES(地球靜止實(shí)用環(huán)境衛(wèi)星，有三顆）處于西經(jīng)75、西經(jīng)13

11、5、東經(jīng)75的赤道上空。 【歐航】METEOSAT，位于0精度的赤道上空。 【日】GMS，位于東經(jīng)140的赤道上空。 【中】風(fēng)云二、四號衛(wèi)星。 ,風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星,是我國第一代靜止氣象衛(wèi)星，目前共發(fā)射5顆： 兩顆試驗(yàn)星： FY-2A 1997.6.10 FY-2B 2000.6.25 三顆業(yè)務(wù)星: FY-2C 2004.10.19 實(shí)現(xiàn)了靜止衛(wèi)星由應(yīng)用試驗(yàn)型向業(yè)務(wù)服務(wù)型的轉(zhuǎn)變 FY-2D 2006.12.8 與C星實(shí)現(xiàn)雙星觀測，互為備份 FY-2E 2008.12.23 是CD星的在軌備份和接替星， 定位于東經(jīng)123.5的赤道上空。,風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星,是我國第二代靜止氣象衛(wèi)星，研制中，計(jì)劃于2

12、013年發(fā)射，可最快每15分鐘成像一次。,37,遙感技術(shù)基礎(chǔ),38,遙感技術(shù)基礎(chǔ),第一張紅外圖片,39,第一張水汽圖片,遙感技術(shù)基礎(chǔ),40,遙感技術(shù)基礎(chǔ),2、陸地衛(wèi)星,（1）Landsat系列衛(wèi)星 （2）SPOT系列衛(wèi)星 （3）高分辨率衛(wèi)星 （4）中國資源1號衛(wèi)星CBERS,41,遙感技術(shù)基礎(chǔ),LandSat系列衛(wèi)星：,LandSat-1：ERTS-1 ，1972年發(fā)射 LandSat-2：ERTS-2， 1975年發(fā)射 LandSat-3：1978年發(fā)射 LandSat-4：1982年發(fā)射 LandSat-5：1984年發(fā)射 LandSat-7：1999年發(fā)射,軌道：太陽同步、近極地、圓形

13、高度：大于915公里 重訪周期：1618天 傳感器：MSS、TM、ETM 傳感器空間分辨率：80米、30米、15米,主要性能指標(biāo)和參數(shù)：,42,遙感技術(shù)基礎(chǔ),43,遙感技術(shù)基礎(chǔ),SPOT系列衛(wèi)星,SPOT1：1986年2月22日發(fā)射,SPOT2：1990年1月22日發(fā)射,SPOT3：1993年9月26日發(fā)射,SPOT4：1998年3月24日發(fā)射,SPOT5：2002年5月4日發(fā)射,軌道：太陽同步、圓形、近極地 高度：830公里左右 重訪周期：26天 傳感器：HRV（可傾斜觀測） 傳感器最大空間分辨率：10米,主要性能指標(biāo)和參數(shù)：,44,遙感技術(shù)基礎(chǔ),那不勒斯10米分辨率影像,45,遙感技術(shù)基礎(chǔ)

14、,高分辨率衛(wèi)星：,IKONOS-2 （SpaceImage),QuickBird OrbView-3 SPIN-2, 等。,46,遙感技術(shù)基礎(chǔ),47,遙感技術(shù)基礎(chǔ),48,遙感技術(shù)基礎(chǔ),49,遙感技術(shù)基礎(chǔ),50,遙感技術(shù)基礎(chǔ),中國第一顆地球資源衛(wèi)星。 1999年10月14日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。,軌道：太陽同步近極地； 高度：778公里； 重訪周期：26天； 傳感器空間分辨率：19.5米,主要性能指標(biāo)：,（4）資源1號衛(wèi)星CBERS,51,遙感技術(shù)基礎(chǔ),探測全球海洋表面狀況與監(jiān)測海洋動態(tài)的衛(wèi)星。 海洋衛(wèi)星的主要用途： 為海洋專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)綜合管理和維護(hù)國家海洋權(quán)益服務(wù)； 提高海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)能力； 為海洋資源調(diào)查與開發(fā)服務(wù)； 加強(qiáng)海洋軍事活動保障； 有利于實(shí)施海洋污染監(jiān)測、監(jiān)護(hù)，保護(hù)海洋自然環(huán)境資源； 有利于加強(qiáng)全球氣候演變研究，提高對災(zāi)害性氣候的預(yù)測能力。,3、海洋衛(wèi)星,53,遙感技術(shù)基礎(chǔ),主要的海洋衛(wèi)星： SeaSat1 “雨云”7號衛(wèi)星 日本海洋觀測衛(wèi)星MOS1 歐空局ERS 加拿大雷達(dá)衛(wèi)星 海洋1號,美國的海洋衛(wèi)