遥感卫星及其运行轨道-课件.ppt

1、1遥感技术基础遥遥 感感 平平 台台1PPT课件2遥感平台遥感平台是用来搭载传感器的运载工具。按高度分：1、地面平台（高度在050米范围内）2、航空平台（高度在百余米到几十公里）3、航天平台（高度在150公里以上）遥感平台分类：遥感平台分类：遥感技术基础2PPT课件31、地面平台、地面平台主要有三脚架、遥感塔、遥感汽车等。遥感技术基础3PPT课件42、航空平台、航空平台主要有气球、飞机等。遥感技术基础4PPT课件5遥感技术基础3、航天平台、航天平台主要有航天飞机、人造卫星。航天飞机航天飞机 有人驾驶的空间飞行器，是一种可重复使用的空间运载工具。5PPT课件6遥感技术基础二、卫星轨道二、卫星轨道

2、1、Kepler三大定律2、卫星轨道参数3、卫星坐标确定4、卫星姿态5、典型轨道6PPT课件7遥感技术基础遥感卫星遥感卫星一、一、遥感卫星的组成二、二、卫星轨道三、三、主要遥感卫星7PPT课件81、Kepler三大定律三大定律1）、行星绕太阳运动的轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。2）、行星向径在相等的时间内扫过相等的面积。3）、行星绕太阳公转周期的平方与轨道长半轴的立方成正比。328/min107573.2kmcCHRT32)(R地球平均半径；H卫星飞行的平均高度；CKepler常数。3H)C(RTRCTH32应用第三定律确定卫星运行周期和卫星运行高度应用第三定律确定卫星运行周期和卫星运

3、行高度遥感技术基础8PPT课件9遥感技术基础2、卫星轨道参数、卫星轨道参数1）、长半轴 :决定卫星离地面的最大高度2）、偏心率 :决定卫星轨道的形状3）、轨道面倾角4）、升交点赤经5）、近地点角距6）、卫星过近地点时刻aeiTacabae22近圆形，用于资源与环境遥感、地形绘制，0e，1e长椭圆，用于探空9PPT课件10遥感技术基础轨道倾角轨道倾角i：卫星轨道面与赤道面的夹角：卫星轨道面与赤道面的夹角i0ioi90卫星轨道面与地球赤道面重合，且卫星绕地球公转方向与地球自转方向一致，如地球同步卫星。卫星南北向绕地球公转，称为极轨卫星。注意：轨道倾角注意：轨道倾角 越大，覆盖地球表面的面越大，覆盖

4、地球表面的面积越大，资源卫星多为近极轨卫星积越大，资源卫星多为近极轨卫星 。oi9010PPT课件11遥感技术基础升交点赤经升交点赤经升交点向径与春分点之间的夹角。O 是春分时刻（约在3月21日）地心与太阳质心的连线，春分时太阳直射地球赤道。因地球自转和绕太阳公转，地心与赤道上任意一点的连线在宇宙空间中的方向时刻在发生着变化，为了在宇宙空间中固定一个方向，特引入春分线的概念。春分线春分线是春分线与赤道的交点。春分点春分点11PPT课件12遥感技术基础近地点角距近地点角距升交点向径与轨道近地点向径 之间的夹角。O升交点为近地点的星下点；升交点为近地点的星下点；,0o,180o升交点为远地点的星下

5、点。升交点为远地点的星下点。12PPT课件13遥感技术基础3、卫星坐标的确定、卫星坐标的确定1）GPS测定法2）星历表解算法 （1）、卫星在地心直角坐标系地心直角坐标系中的坐标 （2）、卫星在大地地心直角坐标系大地地心直角坐标系中的坐标 （3）、卫星的地理地理坐标 （4）、卫星抖动卫星星历表：卫星星历表：将卫星轨道参数代入推算卫星坐标的公式，可编制成卫星星历表。以卫星的运行时刻为参数，就可以在星历表上查取卫星的地理坐标。卫星在该瞬间的坐标某瞬间的精确时间六个轨道参数13PPT课件14（1）、卫星在地心直角坐标系中的坐标）、卫星在地心直角坐标系中的坐标地心直角坐标系地心直角坐标系OXYZ：原点：

6、地心基准平面：赤道平面OX轴：指向春分点OY轴：在赤道面内由OX轴 东转 90度OZ轴：垂直赤道面指向北极XZO遥感技术基础14PPT课件15原点：地心基准平面：卫星轨道面 轴：指向近地点 轴：在轨道面内与 成90度夹角 轴：垂直轨道面辅助坐标系辅助坐标系 ：/ZYOX/OZ/OY/OXX Z /OX辅助坐标系辅助坐标系 ：/ZYOX原点：地心基准平面：卫星轨道面 轴：指向升交点 轴：在轨道面内与 轴成90度夹角 轴：垂直轨道面/OX/OY/OZ/OXXZ遥感技术基础15PPT课件16遥感技术基础在辅助坐标系在辅助坐标系 中中/ZYOX0sincos/zVryVrx其中：其中：Veearcos

7、1)1(2r为卫星的向径V为卫星的真近点角2112EtgeeVtg为偏近点角，与卫星运行时刻 的关系为：Et)(sinTtnEeE为卫星的平均角速度n16PPT课件17遥感技术基础/ZYOXZYOX0)sin()cos(/ZVrYVrXOXYZZYOX/iViVViVVrZYXsin)sin(coscos)sin(sin)cos(cossin)sin(cos)cos(OXYZ、/ZYOX/ZYOX之间的关系/ZYOXZYOXOZ角轴旋转绕OXYZZYOXOZiOX轴旋转角度再绕轴旋转角度先绕/17PPT课件18遥感技术基础（2）、卫星在大地地心直角坐标系中的坐标）、卫星在大地地心直角坐标系中的

8、坐标大地地心直角坐标系大地地心直角坐标系原点：地心基准平面：赤道平面 轴：指向格林尼治子午线与赤道面的交点 轴：在赤道面内由 轴东转 90度 轴：垂直赤道面指向北极ZYXOXOYOXOZOXZZYXRZYX1000cossin0sincosR为某一瞬间时，大地地心直角坐标系 轴与地心直角坐标系X 轴之间的时角时角。X18PPT课件遥感技术基础（3）、卫星的地理坐标）、卫星的地理坐标BHeNZLBHNYLBHNXDDDsin)1(sincos)(coscos)(2其中：B纬度DHNL经度卯酉圈半径卫星大地高程（4）卫星抖动）卫星抖动 卫星并非沿着一理想的椭圆轨道运行，而是在这一轨道上发生抖动。这

9、种抖动直接影响卫星坐标的解算精度。19PPT课件20遥感技术基础4、卫星姿态、卫星姿态原点：卫星质心X轴：卫星沿轨道前进方向Y轴：垂直轨道面方向Z轴：垂直地球方向偏航 滚动 俯仰卫星坐标系卫星坐标系姿态角姿态角可用姿态仪测定。用于空间的姿态测量仪有：红外姿态测量仪、星相机、陀螺仪等。20PPT课件21遥感技术基础5、典型轨道、典型轨道（1）、同步轨道（4）、太阳同步轨道（2）、静止轨道（3）、极地轨道卫星运行周期与地球自转周期（23小时56分4秒）相同的轨道。32CTH 公里35800H的同步轨道。0ioi90的轨道。指轨道面与太阳地球连线之间的夹角不随地球绕太阳的公转而改变的轨道。修正量为天

10、o9856.021PPT课件22遥感技术基础三、主要遥感卫星三、主要遥感卫星1、气象卫星、气象卫星2、陆地卫星、陆地卫星3、海洋卫星、海洋卫星 以搜集气象数据为主要任务，为气象预报、台风形成和运动过程监测、冰雪覆盖监测和大气与空间物理研究等提供大量实时数据的遥感卫星。重复观测周期短，成像面积大，资料来源连续、实时性强，成本低。主要为探测地球陆地自然资源而设计的遥感卫星。专门探测全球海洋表面状况与监测海洋动态的卫星。22PPT课件23遥感技术基础1.气象卫星气象卫星 近极地太阳同步轨道，高度8001600公里，南北向绕地球运行，对东西宽约2800公里的带状区域进行观测。地球同步轨道，高度为360

11、00公里左右，24小时绕地球运行一周。静止卫星能观测1/4的地球表面，由34颗可形成空间监测网对全球中低纬度地区进行监测。低轨：低轨：高轨高轨：23PPT课件低轨气象卫星-太阳同步卫星 TIROS卫星 NOAA 卫星 EOS 卫星 NiMBUS卫星 风云一、三号卫星 气象卫星载有先进的甚高分辨率辐射计、高分辨力红外辐射探测器、同温层探测器、微波探测器、太阳环境检测器等。24PPT课件风云一号气象卫星 我国的第一代低轨气象卫星，主要任务是获取国内外大气、云、陆地、海洋资料，进行有关数据收集，用于天气预报、气候预报、自然灾害和全球环境监测等。包括四颗卫星：FY-1A 1988.9.7发射，服役39

12、天；FY-1B 1990.9.3发射，服役165天；FY-1C 1999.5.10发射，2007.2.11退役；FY-1D 2002.5.15发射 FY-1C星在轨运行的稳定性和获取数据的准确性得到广泛认可，世界气象组织已正式将其列入世界业务极轨气象卫星的行列，为世界各国免费提供气象资料。25PPT课件风云三号气象卫星 我国的第二代低轨气象卫星，是为了满足我国天气预报、气候预测和环境监测等方面的迫切需求而发射的，目标是获取地球大气环境的三维、全球、全天候、定量、高精度资料。包括两颗星，FY-3A 2008.5.27发射，是上午星 FY-3B 2010.11.5发射，是下午星 两颗星组网运行，已

13、被纳入新一代世界极轨气象卫星网。26PPT课件27遥感技术基础EOS监测的长江入海口泥沙照片监测的长江入海口泥沙照片27PPT课件28遥感技术基础EOS监测的黄河入海口泥沙照片监测的黄河入海口泥沙照片28PPT课件29遥感技术基础EOS监测积雪图片29PPT课件30遥感技术基础EOS监测水灾受淹面积图片30PPT课件31遥感技术基础31PPT课件3232PPT课件33遥感技术基础33PPT课件高轨气象卫星-地球静止卫星【美】GOES(地球静止实用环境卫星，有三颗）处于西经75、西经135、东经75的赤道上空。【欧航】METEOSAT，位于0精度的赤道上空。【日】GMS，位于东经140的赤道上空

14、。【中】风云二、四号卫星。34PPT课件风云二号气象卫星 是我国第一代静止气象卫星，目前共发射5颗：两颗试验星：FY-2AFY-2A 1997.6.10 FY-2BFY-2B 2000.6.25 三颗业务星:FY-2CFY-2C 2004.10.19 实现了静止卫星由应用试验型向业务服务型的转变 FY-2DFY-2D 2006.12.8 与C星实现双星观测，互为备份 FY-2EFY-2E 2008.12.23 是CD星的在轨备份和接替星，定位于东经123.5的赤道上空。35PPT课件风云四号气象卫星 是我国第二代静止气象卫星，研制中，计划于2013年发射，可最快每15分钟成像一次。36PPT课

15、件37遥感技术基础37PPT课件38遥感技术基础第一张红外图片38PPT课件39第一张水汽图片遥感技术基础39PPT课件40遥感技术基础2 2、陆地卫星、陆地卫星（1）Landsat系列卫星系列卫星（2）SPOT系列卫星系列卫星（3）高分辨率卫星）高分辨率卫星（4）中国资源）中国资源1号卫星号卫星CBERS40PPT课件41遥感技术基础LandSat系列卫星：LandSat-1：ERTS-1，1972年发射 LandSat-2：ERTS-2，1975年发射 LandSat-3：1978年发射 LandSat-4：1982年发射 LandSat-5：1984年发射 LandSat-7：1999年

16、发射轨道：太阳同步、近极地、圆形高度：大于915公里重访周期：1618天传感器：MSS、TM、ETM传感器空间分辨率：80米、30米、15米主要性能指标和参数：41PPT课件42遥感技术基础42PPT课件43遥感技术基础SPOT系列卫星系列卫星SPOT1：1986年2月22日发射SPOT2：1990年1月22日发射SPOT3：1993年9月26日发射SPOT4：1998年3月24日发射SPOT5：2002年5月4日发射轨道：太阳同步、圆形、近极地高度：830公里左右重访周期：26天传感器：HRV（可倾斜观测）传感器最大空间分辨率：10米主要性能指标和参数：43PPT课件44遥感技术基础那不勒斯

17、那不勒斯10米分辨率影像米分辨率影像44PPT课件45遥感技术基础高分辨率卫星：高分辨率卫星：IKONOS-2（SpaceImage)QuickBirdOrbView-3SPIN-2,等。等。45PPT课件46遥感技术基础46PPT课件47遥感技术基础47PPT课件48遥感技术基础48PPT课件49遥感技术基础49PPT课件50遥感技术基础 中国第一颗地球资源卫星。1999年10月14日在太原卫星发射中心发射成功。轨道：太阳同步近极地；高度：778公里；重访周期：26天；传感器空间分辨率：19.5米主要性能指标：主要性能指标：（4）资源）资源1号卫星号卫星CBERS50PPT课件51遥感技术基

18、础51PPT课件 探测全球海洋表面状况与监测海洋动态的卫星。海洋卫星的主要用途：为海洋专属经济区综合管理和维护国家海洋权益服务；提高海洋环境监测预报能力；为海洋资源调查与开发服务；加强海洋军事活动保障；有利于实施海洋污染监测、监护，保护海洋自然环境资源；有利于加强全球气候演变研究，提高对灾害性气候的预测能力。3、海洋卫星、海洋卫星52PPT课件53遥感技术基础主要的海洋卫星：SeaSat1 “雨云雨云”7号卫星号卫星 日本海洋观测卫星日本海洋观测卫星MOS1 欧空局欧空局ERS 加拿大雷达卫星加拿大雷达卫星 海洋海洋1号号美国的海洋卫星 欧空局的海洋卫星ERS 海洋一号是 中国 的第一颗海洋卫星（2002年5月1日），专门用于海洋探测的。主要用于探测海洋水色、水温环境要素等。对我国海洋生物资源开发利用、河口港湾的建设和治理、海洋污染监测和防治、海岸带资源调查以及全球环境变化等领域有着重要的意义。53PPT课件54遥感技术基础作业题作业题2、请列举你最熟悉的一种航天遥感平台的主要性能参数，如轨道、所装载传感器、分辨率等内容。1、请列举你所知道的遥感平台。54PPT课件55遥感技术基础55PPT课件