气象卫星的结构与原理.ppt

第二小组成员分工： 组长: 资料收集： 资料整理、演讲稿与PPT制作、演讲：,气象卫星的结构与原理,气象卫星网络,contents：,初步认识,专用系统,分类,结束,contents：,初步认识,专用系统,分类,气象卫星网络,结束,气象卫星属于应用卫星,初步认识：,专用系统：与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及数据传输设备。,应用卫星一般由专用系统和保障系统组成。,保障系统：保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统,电视摄像机 接收天线 传送带机构 太阳能电池 电视摄像机 红外探测仪 发射天线 定向点磁圈,下面以1961年的TIROS卫星为例，讲解大致结构组成 ：,这颗卫星的结构组成有：,这是日本的一个静止气象卫星，我们可以看到，气象卫星虽然构造各有不同，但它们多是用太阳能电池供能的。,刚才提到专用系统和保障系统 专用系统对于气象卫星来讲主要由哪些呢？,contents：,初步认识,专用系统,分类,气象卫星网络,结束,专用系统：,气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及数据传输设备。,遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外与微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面图片，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。气象卫星所提供的气象资料已被广泛用于日常气象业务、气象科学、海洋学和水文学的研究。气象卫星的本领主要来自于它携带的气象遥感器。,卫星遥感是指以人造卫星为传感器平台的观测活动，包括对地观测和面向太空环境的观测卫星遥感技术 气象卫星利用上述仪器设备对卫里云图的拍摄采取两种方式：一种是借助于地球上物体对太阳光的反射程度而拍摄见光云图，只限于白天工作；另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度，形成红外云图，可全天候工作。,1、气象遥感仪器：,详细来分常用的气象遥感仪器有三种：, 高分辨率红外分光计：它可以获得大气垂直温度分布和水汽分布。, 多通道高分辨率扫描辐射计：当对云层和大气扫描时，就能记下云层和大气在各个波段可见光、红外、微波的辐射强度，通过转变处理后，就可以得到有用的大气参数。得到可见光与红外的云图。, 微波辐射计：卫星仪器接收来自地球大气系统自身发射或反射太阳的辐射，包括光学系统、探测器、信号处理系统、输出装置,太阳或地球-大气的辐射在大气中传输时被大气中的某种气体所吸收。吸收随波长变化很大，在一些波段吸收很强，在另一些波段吸收很弱或没有吸收。（如图一）对辐射吸收很强的波段就称为该气体的吸收带；吸收很弱或没有吸收的波段称为大气窗。,补充知识：气窗和大气吸收带,图一,辐射与大气和地表之间的相互作用表现为辐射的发射、吸收和反射，这为卫星遥感地表和大气提供了大量的信息。例：卫星在大气窗区波段可以测量地面、云层反射或发射的辐射，从而可以得到地表、云面的反射特性或温度分布；卫星在吸收带测量，可以得到大气温度和成分。 根据测量的目的，卫星选择不同的波长间隔进行测量，这种波长间隔称做通道。为更多地获取地面、云层和大气信息，目前卫星测量使用的通道很多。,大气窗和大气吸收带在遥感中的应用：,1、气象遥感仪器获得的原始数据向地面数据处理中心站传输，常用频段为1700兆赫，数据传输速率较高，最高可达28兆比特/秒；,2、数据传输：,气象卫星的数据传输有4种：,2、气象遥感仪器获得的数据经卫星上初步处理后，实时向地面发送云图等气象资料，常用频段为137兆赫和1700兆赫，数据传输速率较低；,4、收集地面气象站、海洋自动浮标和设置在无人值守地区的自动气象站所获得的温度、压力、湿度等环境资料，常用频段为401和468兆赫。,3、气象遥感仪器获得的数据经传到地面作各种数据处理后，再通过气象卫星向各地广播云图等气象资料，常用频段为1700兆赫；,contents：,初步认识,专用系统,分类,气象卫星网络,结束,分类：,气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。就其运行轨道的不同，分为两大类即：“太阳同步极地轨道气象卫星”和“地球同步气象卫星”。,风云一号,第二类即“地球同步气象卫星”， 地球静止气象卫星在赤道上35,880公里高处环绕地球。它的轨道可以使它环绕地球的公转周期与地球的自转周期相等，若在地面看，这 种轨道上的卫星好像静止在天空某一地方不动，故又称它为地球静止气象卫星。,1、简介：,第一类是绕地球极地轨道运转，运行高度一般在1000公里左右，运行周期约115分钟，由于它是逆地球自转方向而与太阳同步，沿着太阳早升晚落的方向运行，故称其为“太阳同步轨道气象卫星”。,极轨气象卫星（覆盖全球）：也叫太阳同步轨道气象卫星，轨道平面与赤道平面垂直，倾角接近90，围绕地球南北两极运行。利用这种卫星可以进行全球观测，每天定时飞经同一地区上空两次。极轨气象卫星可以为天气预报提供全球的温、湿、云、辐射等气象参数，监测大范围的自然灾害，研究全球生态与环境变化。,2、分别进一步认识：,地球静止气象卫星（覆盖地球三分之一）：它在赤道上空静止轨道上，不断地向地面输送地球表面一个地区的可见光和红外线图片。在赤道上空均匀分布5个地球同步气象卫星，就可对全球进行24小时全面观测，昼夜不停地提供全球云图资料。可直观、及时、准确地测到天气系统的全貌。,contents：,初步认识,专用系统,分类,气象卫星网络,结束,气象卫星网络：,世界天气监视网, 全球资料加工系统(GDPS)。主要任务是通过世界气象中心、区域气象中心和国家气象中心等机构，为各成员提供加工的基本气象资料。,世界天气监视网在业务体系上由下列三个系统组成：, 全球观测系统(GOS)。, 全球电信系统（GTS）