遙感衛(wèi)星及其運行軌道課件

1、1遙感技術(shù)基礎(chǔ)遙遙 感感 平平 臺臺2遙感平臺遙感平臺是用來搭載傳感器的運載工具。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：遙感平臺分類：遙感技術(shù)基礎(chǔ)31、地面平臺、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)42、航空平臺、航空平臺主要有氣球、飛機等。遙感技術(shù)基礎(chǔ)5遙感技術(shù)基礎(chǔ)3、航天平臺、航天平臺主要有航天飛機、人造衛(wèi)星。航天飛機航天飛機 有人駕駛的空間飛行器，是一種可重復(fù)使用的空間運載工具。6遙感技術(shù)基礎(chǔ)二、衛(wèi)星軌道二、衛(wèi)星軌道1、 Kepler三大定律2、衛(wèi)星軌道參數(shù)3、衛(wèi)星坐

2、標確定4、衛(wèi)星姿態(tài)5、典型軌道7遙感技術(shù)基礎(chǔ)遙感衛(wèi)星遙感衛(wèi)星一、一、遙感衛(wèi)星的組成二、二、衛(wèi)星軌道三、三、主要遙感衛(wèi)星81、Kepler三大定律三大定律1）、行星繞太陽運動的軌道為橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。2）、行星向徑在相等的時間內(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。328/min107573. 2kmcCHRT32)(R地球平均半徑；H衛(wèi)星飛行的平均高度；CKepler常數(shù)。3H)C(RTRCTH32應(yīng)用第三定律確定衛(wèi)星運行周期和衛(wèi)星運行高度應(yīng)用第三定律確定衛(wèi)星運行周期和衛(wèi)星運行高度遙感技術(shù)基礎(chǔ)9遙感技術(shù)基礎(chǔ)2、衛(wèi)星軌道參數(shù)、衛(wèi)星軌道參數(shù)1）、長半

3、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）、升交點赤經(jīng)5）、近地點角距6）、衛(wèi)星過近地點時刻aeiTacabae22近圓形，用于資源與環(huán)境遙感、地形繪制，0e，1e長橢圓，用于探空10遙感技術(shù)基礎(chǔ)軌道傾角軌道傾角i：衛(wèi)星軌道面與赤道面的夾角：衛(wèi)星軌道面與赤道面的夾角i0ioi90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：軌道傾角注意：軌道傾角 越大，覆蓋地球表面的面越大，覆蓋地球表面的面積越大，資源衛(wèi)星多為近極軌衛(wèi)星積越大，資源衛(wèi)星多為近極軌衛(wèi)星 。oi9011遙感技

4、術(shù)基礎(chǔ)升交點赤經(jīng)升交點赤經(jīng)升交點向徑與春分點之間的夾角。O 是春分時刻（約在3月21日）地心與太陽質(zhì)心的連線，春分時太陽直射地球赤道。因地球自轉(zhuǎn)和繞太陽公轉(zhuǎn)，地心與赤道上任意一點的連線在宇宙空間中的方向時刻在發(fā)生著變化，為了在宇宙空間中固定一個方向，特引入春分線的概念。春分線春分線是春分線與赤道的交點。春分點春分點12遙感技術(shù)基礎(chǔ)近地點角距近地點角距升交點向徑與軌道近地點向徑 之間的夾角。O升交點為近地點的星下點；升交點為近地點的星下點；,0o,180o升交點為遠地點的星下點。升交點為遠地點的星下點。13遙感技術(shù)基礎(chǔ)3、衛(wèi)星坐標的確定、衛(wèi)星坐標的確定1）GPS測定法2）星歷表解算法 （1）、衛(wèi)

5、星在地心直角坐標系地心直角坐標系中的坐標 （2）、衛(wèi)星在大地地心直角坐標系大地地心直角坐標系中的坐標 （3）、衛(wèi)星的地理地理坐標 （4）、衛(wèi)星抖動衛(wèi)星星歷表：衛(wèi)星星歷表： 將衛(wèi)星軌道參數(shù)代入推算衛(wèi)星坐標的公式，可編制成衛(wèi)星星歷表。以衛(wèi)星的運行時刻為參數(shù)，就可以在星歷表上查取衛(wèi)星的地理坐標。衛(wèi)星在該瞬間的坐標某瞬間的精確時間六個軌道參數(shù)14（1）、衛(wèi)星在地心直角坐標系中的坐標）、衛(wèi)星在地心直角坐標系中的坐標地心直角坐標系地心直角坐標系OXYZ：原點：地心基準平面：赤道平面OX軸：指向春分點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XZO遙感技術(shù)基礎(chǔ)15原點：地心基準平面

6、：衛(wèi)星軌道面 軸：指向近地點 軸： 在軌道面內(nèi)與 成90度夾角 軸：垂直軌道面輔助坐標系輔助坐標系 ：/ZYOX/OZ/OY/OXX Z /OX輔助坐標系輔助坐標系 ：/ZYOX原點：地心基準平面：衛(wèi)星軌道面 軸：指向升交點 軸： 在軌道面內(nèi)與 軸成90度夾角 軸：垂直軌道面/OX/OY/OZ/OXXZ遙感技術(shù)基礎(chǔ)16遙感技術(shù)基礎(chǔ)在輔助坐標系在輔助坐標系 中中/ZYOX0sincos/zVryVrx其中：其中：Veearcos1)1 (2r為衛(wèi)星的向徑V為衛(wèi)星的真近點角2112EtgeeVtg為偏近點角，與衛(wèi)星運行時刻 的關(guān)系為：Et)(sinTtnEeE為衛(wèi)星的平均角速度n17遙感技術(shù)基礎(chǔ)/

7、ZYOXZYOX0)sin()cos(/ZVrYVrXOXYZZYOX/iViVViVVrZYXsin)sin(coscos)sin(sin)cos(cossin)sin(cos)cos(OXYZ、 、/ZYOX/ZYOX之間的關(guān)系/ZYOXZYOXOZ角軸旋轉(zhuǎn)繞OXYZZYOXOZiOX軸旋轉(zhuǎn)角度再繞軸旋轉(zhuǎn)角度先繞/18遙感技術(shù)基礎(chǔ)（2）、衛(wèi)星在大地地心直角坐標系中的坐標）、衛(wèi)星在大地地心直角坐標系中的坐標大地地心直角坐標系大地地心直角坐標系原點：地心基準平面：赤道平面 軸：指向格林尼治子午線與赤道面的交點 軸： 在赤道面內(nèi)由 軸東轉(zhuǎn) 90度 軸：垂直赤道面指向北極ZYXOXOYOXOZOX

8、ZZYXRZYX1000cossin0sincosR為某一瞬間時，大地地心直角坐標系 軸與地心直角坐標系X 軸之間的時角時角。X遙感技術(shù)基礎(chǔ)（3）、衛(wèi)星的地理坐標）、衛(wèi)星的地理坐標BHeNZLBHNYLBHNXDDDsin)1 (sincos)(coscos)(2其中：B緯度DHNL經(jīng)度卯酉圈半徑衛(wèi)星大地高程（4）衛(wèi)星抖動）衛(wèi)星抖動 衛(wèi)星并非沿著一理想的橢圓軌道運行，而是在這一軌道上發(fā)生抖動。這種抖動直接影響衛(wèi)星坐標的解算精度。20遙感技術(shù)基礎(chǔ)4、衛(wèi)星姿態(tài)、衛(wèi)星姿態(tài)原點：衛(wèi)星質(zhì)心X軸：衛(wèi)星沿軌道前進方向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)星坐標系衛(wèi)星坐標系姿態(tài)角姿態(tài)角可用姿

9、態(tài)儀測定。用于空間的姿態(tài)測量儀有：紅外姿態(tài)測量儀、星相機、陀螺儀等。21遙感技術(shù)基礎(chǔ)5、典型軌道、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)星運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期（23小時56分4秒）相同的軌道 。32CTH 公里35800H的同步軌道 。0ioi90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。 修正量為天o9856. 022遙感技術(shù)基礎(chǔ)三、主要遙感衛(wèi)星三、主要遙感衛(wèi)星1、氣象衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星2、陸地衛(wèi)星、陸地衛(wèi)星3、海洋衛(wèi)星、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、臺風形成和運動過程監(jiān)測、冰雪覆蓋監(jiān)測和大氣與空間物理

10、研究等提供大量實時數(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)、實時性強，成本低。 主要為探測地球陸地自然資源而設(shè)計的遙感衛(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，南北向繞地球運行，對東西寬約2800公里的帶狀區(qū)域進行觀測。 地球同步軌道，高度為36000公里左右，24小時繞地球運行一周。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)進行監(jiān)測。低軌：低軌：高軌高軌：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

11、云一、三號衛(wèi)星 氣象衛(wèi)星載有先進的甚高分辨率輻射計、高分辨力紅外輻射探測器、同溫層探測器、微波探測器、太陽環(huán)境檢測器等。風云一號氣象衛(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，進行有關(guān)數(shù)據(jù)收集，用于天氣預(yù)報、氣候預(yù)報、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星在軌運行的穩(wěn)定性和獲取數(shù)據(jù)的準確性得到廣泛認可，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

12、行列，為世界各國免費提供氣象資料。風云三號氣象衛(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、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O(jiān)測的長江入?？谀嗌痴掌?8遙感技術(shù)基礎(chǔ)EOS監(jiān)測的黃河入海口泥沙照片監(jiān)測的黃河入?？谀嗌痴掌?9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)3

13、233遙感技術(shù)基礎(chǔ)高軌氣象衛(wèi)星-地球靜止衛(wèi)星 【美】GOES(地球靜止實用環(huán)境衛(wèi)星，有三顆）處于西經(jīng)75、西經(jīng)135、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】風云二、四號衛(wèi)星。 風云二號氣象衛(wèi)星 是我國第一代靜止氣象衛(wèi)星，目前共發(fā)射5顆： 兩顆試驗星： FY-2AFY-2A 1997.6.10 FY-2BFY-2B 2000.6.25 三顆業(yè)務(wù)星: FY-2CFY-2C 2004.10.19 實現(xiàn)了靜止衛(wèi)星由應(yīng)用試驗型向業(yè)務(wù)服務(wù)型的轉(zhuǎn)變 FY-2DFY-2D 2006.12.8 與C星實現(xiàn)雙星觀測，互為備份 FY-

14、2EFY-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，計劃于2013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 2、陸地衛(wèi)星、陸地衛(wèi)星（1）Landsat系列衛(wèi)星系列衛(wèi)星（2）SPOT系列衛(wèi)星系列衛(wèi)星 （3）高分辨率衛(wèi)星）高分辨率衛(wèi)星（4）中國資源）中國資源1號衛(wèi)星號衛(wèi)星CBERS41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， 19

15、75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

16、：26天傳感器：HRV（可傾斜觀測）傳感器最大空間分辨率：10米主要性能指標和參數(shù)：44遙感技術(shù)基礎(chǔ)那不勒斯那不勒斯10米分辨率影像米分辨率影像45遙感技術(shù)基礎(chǔ)高分辨率衛(wèi)星：高分辨率衛(wèi)星：IKONOS-2 （SpaceImage)QuickBirdOrbView-3SPIN-2, 等。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：主要性能指標： （4）資源）資源1號衛(wèi)星號衛(wèi)星CBERS51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)濟區(qū)綜合管理和維護國家海洋權(quán)益服務(wù)； 提高海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報能力； 為海洋資源調(diào)查與開發(fā)服務(wù)； 加強海洋軍事活動保障； 有利于實施海洋污染監(jiān)測、監(jiān)護，保護海洋自然環(huán)境資源； 有利于加強全球氣候演變研究，提高對災(zāi)害性氣候的預(yù)測能力。 3、海洋衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星53遙感技術(shù)基礎(chǔ)主要的海洋衛(wèi)星： SeaSat1 “雨云雨云”7號衛(wèi)星號衛(wèi)星 日本海洋觀測衛(wèi)星日