第二章-遥感平台

第二章遥感平台及运行特点第一节遥感平台的种类遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。遥感平台按照其距离地面的高度大体可分为以下三类：1、地面平台：三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台。三角架：0.75-2.0米；对测定各种地物的波谱特性进行地面摄影。遥感塔：固定地面平台；用于测定固定目标和进行动态监测；高度在6米左右。遥感车、船：高度的变化；测定地物波谱特性、取得地面图像；遥感船除了从空中对水面进行遥感外，可以对海底进行遥感。航空平台：包括飞机和气球。飞机按高度可以分为低空平台、中空平台和高空平台。低空平台：2000米以内，对流层下层中。中空平台：2000-6000米，对流层中层。高空平台：12000米左右的对流层以上。气球：低空气球：凡是发放到对流层中去的气球；高空气球：凡是发放到平流层中去的气球。可上升到12-40公里的高空。填补了高空飞机升不到，低轨卫星降不到的空中平台的空白。航天平台指在大气层外飞行的飞行器，高度几百、几千至几万公里（一）人造卫星（二）其它航天平台（火箭、航天飞机、宇宙飞船。空间实验室）航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。航天遥感、航空遥感、近地遥感比较航天遥感航空遥感近地遥感遥感平台及高度成像特点应用特点位于大气层外的卫星、宇宙飞船等，高度大于80千米大气层内飞行的各类飞机、飞艇、气球等，高度小于20千米三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部比例尺最小，覆盖率最大，概括性强，具有宏观的特性；多为多波段成像比例尺中等，画面清晰，分辨率高，可以对垂直点地物清晰成像；多为单一波段成像比例尺最大，覆盖率最小，画面最清晰，多为单一波段成像动态性好，适合对某地区连续观察，周期性好动态性差，适合做长周期（几个月及更长）观察灵活机动，费用较低，适合小范围探测人造卫星卫星是航天遥感的主要平台，卫星运行在大气层有效阻力之外（约150KM），而又在重力场之内，进入轨道，便周期性地绕地球运转，可在规定时间内覆盖全球，或任何指定地域。１、卫星轨道参数２、轨道类型３、几种主要航天平台的运行特征１、卫星轨道参数(1)轨道周期——卫星在轨道上绕地球一周所需的时间.轨道倾角——卫星轨道而与地球赤道平面的夹角，用i表示.i=0，轨道平面与赤道面重合，称赤道轨道。i=90，轨道平面与赤道面垂直，称极地轨道。其它称倾斜轨道.顺行转道：卫星运行方向与地球自转方向一致，0i90称顺行转道逆行转道：卫星运行方向与地球自转方向相反，90i180称逆行转道１、卫星轨道参数(2)星下点：卫星质心与地心连线同地面交点称星下点星下点轨迹或地面轨迹：星下点在卫星飞行过程中在地面移动的轨迹升交点和降交点：当i不等于0时，轨道与赤道面有两个交点，即卫星由南向北飞时的升交点，由北向南飞时的降交点。由于地球自转，若i90，上升时星下点西退，下降时东进，若i90。上升时，星下点东进，下降时下点而退。轨道形状：绕地球运行的卫星，一般具有圆形和椭圆形两种轨道。以何种轨道运行、或者其轨道形状如何，这主要取决于卫星运动的速度和方向１、卫星轨道参数(３)卫星高度椭圆形轨道，其高度是变化的，通常用近地点高度（HN）、远地点高度（HA）、以及瞬时高度（H）来表示。近地点地球地心近地点高度HN椭圆轨道半长轴a1远地点高度HA轨道寿命:它主要取决于卫星近地点高度。因为近地点越远，空间的真空度愈高，卫星与空气分子的摩擦愈小，所以卫星寿命愈长。一般300公里以上空气密度已经足够小了，因而卫星多采用300公里以上的轨道高度。军事侦察卫星由于需获得高分辨率图象，常采用200以下的轨道，所以通常只能工作一、二周，或一、二月。轨道类型(1)１）太阳同步轨道：近极地轨道.卫星轨道与太阳光的夹角始终保持一致，一年进动360，亦每天自西向东偏转0.986。等于地球公转角速度.特点:卫星过每一点的地方时相同２)地球静止轨道:为赤道轨道。卫星运行方向与地球自转方向一致，且运行周期与地球自转周期相等。特点：卫星与地球表面的相对运动为0。太阳同步卫星轨道２、轨道类型(２)按轨道高度可分1）低高度卫星：高150—200KM。寿命短，几到几十天，用军事侦察。2）中高度卫星：高350—1500KM。寿命1—5年，寿命较长，对地面又有一定分辨力，如陆地卫星高918KM3)高轨道卫星：高1500KM，卫星寿命长，分辨力不高，如GMS，35000KM。陆地卫星系列---LandsatLandsat系列卫星卫星编号拥有者发射日期终止日期卫星高度传感器重复观测周期LANDSAT-1NASA1972.7.231978.1.6915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-2NASA1975.1.221982.2.25915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-3NASA1978.3.51983.3.31915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-4NASA1982.7.162001.6.15705kmMSS/TM16daysLANDSAT-5NASA1984.3.1Operating*1705kmMSS/TM16daysLANDSAT-6NASA1993.10.51993.10.5-ETM16daysLANDSAT-7NASA1999.4.15Operating*2705kmETM+16daysLandsat系列卫星TM传感器传感器波段和波长/nmIFOV/m主要用途TM资源卫星的专题制图仪450～52030反映水下牲，区分土壤和植被520～60030评估作物长势630～69030植物分类760～90030测定生物量，绘制水体边界1550～175030探测植物含水量，区别云和雪1040v1250120热分布制图，岩石识别，地质探矿ETM+增强型专题制图仪同上述TM波段（不包括热红外波段）30探测高温辐射源1040～125060探测高温辐射源500～90013X15热分布制图，岩石识别，地质探矿Landsat系列传感器技术参数表Landsat-7影像陆地卫星系列-SPOT系列卫星编号拥有者发射日期终止日期卫星高度传感器重复观测周期SPOT-1法国1986.2.22运行832kmHRV26daysSPOT-2法国1990.1.22运行832kmHRV26daysSPOT-3法国1993.9.261996.11.14832kmHRV26daysSPOT-4法国1998.3.24运行832kmHRVIR/VI/Poam326daysSPOT-5A法国2002.5.3运行832kmHRVIR+VI26daysSPOT-5B法国2004(计划)-HRVIR+VI26days轨道高度H运行周期T轨道倾角i重复周期D偏移系数d卫星过降交点时刻轨迹间间隔（赤道处）所载仪器单台HRV图像幅宽两台HRV图像幅宽832km101.4min98.7°26天（369圈）+510:30am108km2台HRV推扫描仪（多光谱和全色）60km117km（重叠3km）SPOT系列卫星的主要轨道参数SPOT5卫星影像探测器HRVHRVIRVI卫星SPOT1-3SPOT4SPOT4波段(μm)0.43—0.470.50—0.59PAN0.51—0.730.61—0.680.79—0.891.58—1.75分辨率20m10m20m20m扫幅60km60km60km60km分辨率20m10m20m20m20m扫幅60km60km60km60km60km分辨率1km1km1km1km扫幅2250km2250km2250km2253km辐射灵敏度NE△P≤0.05≤0.05≤0.03动态范围0.1≤ρ≤0.60.1≤ρ≤0.60.1≤ρ≤0.6绝对辐射精度9%9%5%覆盖天数26d26d1dSPOT卫星HRV和VI探测器技术指标表波段HRVIR（SPOT-5）分辨率VI（SPOT-5）分辨率0.43—0.470.50—0.590.61—0.680.78—0.890.58—1.75PAN0.51—0.07310m10m10m20m5m1km1km1km1km中国资源一号卫星系列（CBERS-1）中国资源一号卫星（CBERS-1）CBERS-1中巴资源卫星由中国与巴西于1999年10月14日合作发射，是我国的第一颗数字传输型资源卫星卫星ZY-1（CBERS-1）类型标称圆形太阳同步轨道高度778km倾角98.5°降交点时上午10时30分周期100.26min重复周期26d/相邻地面轨迹间隔时间3d姿控三轴资源一号卫星01、02星主要技术指标表探测器波段(μm)空间分辨率（m）扫幅km象元素其他CCDB1：0.45—0.52B2:0.52—0.59B3:0.63—0.69B4:0.77—0.89B5:0.51—0.7319.51135812具有侧视功能-32°～+32°IRMSSB6:0.51—1.1B7:1.55—1.75B8:2.08—2.3577.8119.51536红外扫描仪B9:10.4—12.5156768噪声等效温度1.2°KWFI成像仪B10:0.63—0.69B11:0.77—0.89下行频道X数据率113.23Mb/s国家卫星分辨率（全色/多色/高色）拥有者发射时间美国IKONOS-1IKONOS-2Eowly1QuickBirdQrbview3Qrbview41m/4m1m/4m3m/15m0.61m/2.44m1m/4m1m/4m1m/4m/8mSpaceImagingSpaceImagingEarthWatchDigitalGlobeOrbitalImagingOrbitalImaging1999.4.27失败，同年9月24日发射成功20021997.12.242001.10.18发射成功1999计划中南非Greensat-011.8m1998失败以色列Techsat-IiaEROSDAVID（1-1.5）m/12m(1-2)m/15m5mIIIIAIISA+DLR计划中1999计划中高分辨率陆地卫星特点：地面分辨率高，全色波段1-5米，甚至还小于1米美国三系列卫星轨道参数表卫星IKONOSQuickBird2Orbview-3公司SpaceImagingEarthwatchOrbitalImaging发射时间1999.9.2419991999轨道高度680km600km470km类型太阳同步非太阳同步太阳同步倾角98.1°98最大重访周期14d1～6d3d降交点时10:30am10:30am10:30am波段PAN0.45—0.90PAN0.45—0.90PAN0.45—0.900.45—0.520.52—0.600.60—0.690.76—0.900.45—0.520.52—0.600.63—0.890.76—0.890.45—0.520.52—0.600.625—0.6950.76—0.90地面分辨率0.82m(PAN)1m(PAN)1m(PAN)4m(MS)4m(MS)4m(MS)刈幅11km22KM8km量化11bit11bit星上存贮64GB137gbits4GB测轨GPSGPSIKONOS光谱波段近红外0.76-0.90微米(4m)红波段0.63-0.69微米(4m)蓝波段0.45-0.52微米(4m)绿波段0.52-0.60微米(4m)全色0.45-0.90微米(1m）高光谱类卫星卫星国家探测器光谱分辨率发射时间（计划）EOS-AM1EOS-PM1美国MODIS0.42—14.24μmmin5—10nm36Bands1998.6(延期)2000.12EOS-AM1美国ASTER0.52—11.65μmmin60nm14Bands2000.12EO-1美国Hyperion0.4—2.5μmmin10nm233—309Bands2000ARIES-1澳大利亚ARIES0.4—2.5μmmin10nm64Bands2000Orbview4美国HS0.45—2.50μm(200Ba