西农大林业遥感课件第4章 航天遥感

第四章航天遥感（第1讲）4.1遥感卫星的姿态与轨道参数

遥感卫星也称地球观测卫星，是航天遥感平台的一种主要类型。一、遥感卫星的姿态姿态对数据的质量有影响，必须测量、记录。（一）三轴倾斜

（二）振动振动是指遥感卫星运行过程中除流动、俯仰与偏航以外的非系统的不稳定振动。二、遥感卫星的轨道参数

轨道参数：表示遥感卫星轨道特征的数值组称为轨道参数。

轨道面：遥感卫星在太空中的运行，是一种受到地球以及月球和太阳引力的规律性运动，它所在的包含地球在内的平面叫轨道面。（一）开普勒的六个参数轨道长半轴（a)：卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离；轨道偏心率（e）：椭圆轨道焦距与长半轴之比，又称扁率，e=c/a;轨道倾角（i）：轨道面与赤道面的交角，即从升交点一侧的轨道量至赤道面；升交点赤经（

）：轨道上由南向北自春分点到升交点的弧长；近地点角距（ω）：轨道面内近地点与升交点之间的地心角；过地点时刻（t0）：以近地点为基准表示轨道面内卫星位置的量。（二）其他一些常用遥感卫星参数卫星高度：卫星距离地面的高程。运行周期：指卫星绕地一圈所需的时间，即从升交点开始运行到下一次过升交点时的时间间隔，它与卫星的平均高度呈正相关。重复周期：指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需的天数。降交点时刻：指卫星经过降交点时的地方太阳时的平均值。扫描带宽度：当卫星沿一条轨道运行时其传感器所观测的地面带的横向宽度。三、遥感卫星的轨道类型地球同步轨道：卫星运行周期等于地球的自转周期（如果从地面上各地方看过去，卫星在赤道上的一点是静止的，所以又称静止轨道卫星），如气象卫星、通讯卫星。太阳同步轨道：卫星的轨道面以与地球的公转方向相同方向而同时旋转的近圆形轨道（如图）序号卫星种类轨道数1Landsat56712Landsat76443SPOT5364SPOT24355SPOT42946RADARSAT1827ERS1448CBERS11354总计37602002年度卫星接收统计4.2我国遥感卫星地面站中国遥感卫星地面站正在接收处理的卫星示意图卫星国家卫星管理组年份LANDSAT5美国NASA/NOA/EOSAT1986年JERS-1日本NASDA1993年ERS-1欧空局ESA1994年ERS-2欧空局ESA1996年RADARSAT加拿大CSA/RSI1997年SPOT-1/2/4法国CNES/SPOTIMAGE1997年LANDSAT-7美国USGS2000年SPOT-5法国SPOTIMAGE2001年ENVISAT

欧空局ESA2003年中国遥感卫星地面站与国际卫星管理机构签约情况4.3陆地卫星Landsat系列

美国国家航空航天局（NASA）在1967年制订了一地球资源技术卫星计划（ERTS计划），开始命名为ERTS-1，ERTS-2，ERTS-3等，后来改名为Landsat计划）轨道特征：Landsat系列卫星的传感器和数据参数：

RBV：反束光导摄像机；MSS：多光谱扫描仪；TM：专题制图仪；ETM+：增加型专题制图仪；

美国陆地卫星七号(LANDSAT-7)

陆地卫星7号于1999年4月15日由美国航空航天局发射，携带了增强型主题成像传感器（ETM+）

卫星参数：近极近环形太阳同步轨道

轨道高度：705公里

倾角:98.22o

运行周期：98.9分钟

24小时绕地球:15圈

穿越赤道时间:上午10点

扫描带宽度:185公里

重复周期:16天卫星绕行:233圈

波段号 类型 波谱范围地面分辨率1 Blue-Green

0.450-0.515 30m2 Green 0.525-0.60530m3 Red 0.630-0.69 30m4 NearIR

0.775-0.90 30m5 SWIR 1.550-1.75 30m6 LWIR 10.40-12.5 60m7 SWIR

2.090-2.35 30m8 Pan 0.520-0.90 15mLandsat系列卫星的数据产品：（一）像片产品：MSS、TM、ETM+的像片资料。（二）胶片产品：透明胶片和像纸片；按波段不同可分为黑白片和几个波段合成的彩色合成片（有真、假彩色片之分）。

胶片尺寸：70mm*70mm;240mm*240mm(9.50英寸）（三）数字盘：1.44M软盘。（四）数字磁带：HDDT，CCT，8mm磁带,CD-ROM等不同记录介质。CD-ROM最常见。4.4法国SPOT卫星

1986年2月22日第一颗；1990年1月22日第二颗；1993年9月26日第三颗；1998年3月24，第四颗；2002年4月，第五颗SPOT系列卫星的轨道特征：法国SPOT-4卫星轨道参数：

轨道高度：832公里

轨道倾角：98.721o

轨道周期：101.469分/圈

重复周期：369圈/26天

降交点时间：上午10：30分

扫描带宽度：60公里

两侧侧视：+/-27o扫描带宽：950公里波谱范围：

多光谱XIB10.50–0.59um20米分辨率B20.61–0.68um

B30.78–0.89umSWIR1.58–1.75um全色P10米

B20.61–0.68umSPOT系列卫星的数据产品：图像数据处理质量标准：1A，1B，2，3，4。1A处理精度最低，4级处理精度最高。（一）图像产品（二）CCT磁带第四章航天遥感(第2讲）4.5气象卫星系列一、概述

气象卫星主要用于云移、云顶高度、云分布、海洋表面温度、对流层上部水蒸气分布以及辐射平衡等方面的测定和研究。

1960年4月1日美国发第一颗试验气象卫星。目前已发射100多颗气象卫星。二、轨道类型

有低轨和高轨两种。低轨较多，飞行高度800-1500KM。高轨卫星飞行高度近36000KM，轨道圆形，周期为24小时，其轨道面与赤道平面重合，与地球转动同步。三、低轨气象卫星（一）美国的泰罗斯卫星系列TelevisionandInfraredObserationSatellite,TIROS,第一代实验气象卫星，1960年4月1日到1965年7月2日，共10颗。非太阳同步轨道，680-2967KM，轨道倾角为48度-60度。

传感器：AVHRR（AdvancedVeryHighResolutionRadiometer)（二）美国的雨云卫星系列NIMBUS，1964年8月28日至1978年10月24日，7颗。

特征：近圆形太阳同步轨道，轨道倾角为98.6度-104.9度，近地点487-1248km，远地点在955-1354km。

NIMBUS能获取地球局部的、大范围地区的可见光每项外卫星图。（四）美国的诺阿卫星系列

1970年1月23日美国发射第一颗诺阿（NOAA）卫星，到1994年发射16颗。

特征：近圆形太阳同步轨道，轨道高度为833-870km，轨道倾角99.092度，运行周期为102min。两颗NOAA组成的双星系统，每天可对同一地区获得4次观测数据。主要用于：气象领域、非气象领域（海洋油污监测、探测火山喷发、测定森林火和田野禾草燃烧位置、农业作物长势监测与作估产，探测湖面水位变化等。NOAA传感器：（1）AVHRR（高分辨率扫描辐射计）；（2）TIROS（泰罗斯垂直分布探测仪）。（AVHRR的通道1为黄-红谱段，通道2为深红-近红外短波谱段，通道3为中红外谱段，通道4和5为远红外谱段。）(五）风云一号卫星系列1988年9月7日，我国在太原发射中心发射成功。代号FY-1A。该卫星为正六面体，总长度8.6m。1990年9月24日，第二颗风云一号（FY-1B)发射成功。1999年5月10日，风云一号C星发射成功。主要用于天气预报、气候研究及环境监测。风云-1C星（FY-1C），是我国第一颗三轴稳定太阳同步极地轨道业务气象卫星。可以每天两次获取当地的观测资料。轨道特征：FY-1A和FY-1B均采用近圆形、近极地、太阳同步轨道，高度900km；FY-1C为三轴稳定太阳同步极地轨道，轨道高度870km。传感器：FY1（A、B）上将有2台甚高分辨率扫描辐射计，与NOAA的AVHRR很相似。四、高轨静止气象卫星（一）CBERS-1中巴资源卫星

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

太阳同步轨道轨道高度：778公里,倾角:98.5o重复周期：26天平均降交点地方时为上午10：30相邻轨道间隔时间为4天扫描带宽度:185公里星上搭载了CCD传感器、IRMSS红外扫描仪、广角成像仪，由于提供了从20米—256米分辨率的11个波段不同幅宽的遥感数据，成为资源卫星系列中有特色的一员。

红外多光谱扫描仪：

波段数：4

波谱范围：

B6：0.50–1.10(um)

B7：1.55–1.75(um)

B8：2.08–2.35(um)

B9：10.4–12.5(um)

覆盖宽度：119.50公里

空间分辨率：B6–B8：77.8米

B9：156米CCD相机：

波段数：5

波谱范围：B1：0.45–0.52(um)

B2：0.52–0.59(um)

B3：0.63–0.69(um)

B4：0.77–0.89(um)

B5：0.51–0.73(um)

覆盖宽度：113公里

空间分辨率：19.5米(天底点)

侧视能力：-32士32广角成像仪：

波段数：2

波谱范围：

B10：0.63–0.69(um)

B11：0.77–0.89(um)

覆盖宽度：890公里

空间分辨率：256米日本JERS-1卫星

JERS-1日本宇宙开发事业团于1992年发射。用于国土调查、农林渔业、环境保护、灾害监测。星上传感器SAR。卫星参数：太阳同步轨道

赤道上空高度：568.023公里

半长轴：6946.165公里

轨道倾角：97.662o

周期：96.146分钟

轨道重复周期：44天

经过降交点的当地时间：10：30-11：00

空间分辨率：方位方向18米

距离方向18米

幅宽：75公里ERS卫星

ERS-1ERS-2欧空局分别于1991年和1995年发射。携带有多种有效载荷，包括侧视合成孔径雷达（SAR）和风向散射计等装置），由于ERS-1（2）采用了先进的微波遥感技术来获取全天候与全天时的图象，比起传统的光学遥感图象有着独特的优点。卫星参数：椭圆形太阳同步轨道

轨道高度：780公里

半长轴：7