遥感卫星及其运行特点
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几种主要的卫星和轨道参数
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
地球观测1号卫星（EO－1） 卫星(Earth Observatory)(EO-1) 于2000年4月发射。 EO－1轨道高度705km,太阳同步，倾角98.20°,通过赤道当 地时间与Landsat 7仅相差一分钟，对全球覆盖一次周期16 天。
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
4号
Landsat-4 1982年
Landsat-5 1984年
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
1999年4月15日 范登堡空军基地 设计寿命 6年 NASA从1972年开始的陆地卫星计划的最后 一颗
LANDSAT SPOT 轨 道 参 数
3.1.3.3 几种地球资源遥感卫星及其运行特征（续4） LANDSAT 1，2 LANDSAT 3
LANDSAT4, 5 LANDSAT-7
SPOT 1,2,3
轨道倾角 轨道高度(km)
99.114° 918
99.143° 916.6
98.2° 705
98.22° 705
98.72° 832
半长轴(km)
7285.82
7200.50
半短轴(km) 偏心率
7272.82 0.0006
0.001
0.0011
运行周期(分钟) 飞行速度(km/s)
103.267 7.399
103.0 7.416
98.9
98.9
7.500
101.4
星下点平均速度 穿越赤道过降交点地方时间
总扫描角 扫描带宽度(km) 赤道上当天两圈距离(km)
6.47 9:42/9:30 11.56°
185 2862
第3章遥感平台及运行特点
第3章遥感平台及运行特点遥感平台是指利用遥感技术和相关技术手段，对地球表面进行观测、监测和分析的综合性平台。
具体而言，遥感平台包括卫星遥感平台、航空遥感平台和地面遥感平台，它们分别利用卫星、航空器和地面设备采集数据，通过信号处理、数据传输和数据处理等环节，提供地球环境、资源和灾害等方面的信息。
遥感平台的运行特点主要有以下几个方面：1.大范围：遥感平台通过卫星或航空器等方式，可以对较大范围的地区进行观测和监测。
相比于传统的地面观测手段，遥感平台具有广覆盖、高时效性的特点，可以全面了解地球表面的变化和动态。
2.高分辨率：遥感平台可以获取高分辨率的数据，提供更详细、更精确的地理信息。
高分辨率的数据有助于对地表特征进行详细分析，例如城市建设、森林覆盖、湖泊水体等，在城市规划、资源管理和环境监测等方面起到重要作用。
3.多源数据：遥感平台可以整合多种数据源，包括多个卫星、航空器以及地面设备获取的数据。
通过综合利用不同数据源的信息，可以提高数据的可靠性和综合分析的精度，为各领域的决策提供更全面、更准确的依据。
4.实时监测：遥感平台可以进行实时监测和远程操作，及时掌握地表变化情况。
例如，对于灾害监测和应急救援，遥感平台可以实时获取信息，为灾害预警和救援提供支持。
5.长时间连续观测：遥感平台可以连续观测地球表面的变化，获取长时间序列的数据。
通过对长时间序列数据的分析，可以揭示地表变化的规律和趋势，提供更深入的研究和分析。
6.大数据处理：遥感平台生成的数据量庞大，需要借助强大的计算能力和数据处理技术进行数据挖掘和信息提取。
通过大数据处理技术，可以对海量数据进行高效的分析和管理，挖掘有价值的信息。
总之，遥感平台在地球观测和资源管理等领域具有重要的应用价值。
随着技术的不断发展，遥感平台的观测能力和数据质量将进一步提升，为人类认识地球和解决地球问题提供更加可靠的数据支持。
2wq遥感平台及运行特点
ห้องสมุดไป่ตู้
３、中巴卫星（中国资源一号卫星系列）
1999年发射，比ＴＭ的空间分辨率高，比SPOT的波段多．
4、QuickBird卫星
QuickBird卫星于2001年 分辨率 ： 0.61 米全色 10月由美国DigitalGlobe 2.44 米多光谱 公司发射，具有最高的地 快鸟卫星电磁波谱设置： 理定位精度. 蓝光波段(450-520nm); 绿光波段(520-600nm); 红光波段(630-690nm); 近红外波段(760-900nm)
光照角保持不变，就必须对卫星轨道加以修正。 使卫星在同一地方时间通过地面上。 优点： 有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。 有利于卫星在固定的时间飞临接收站上空，并使 卫星上的太阳电池得到稳定的太阳高度。
4）、可重复轨道：
优点：有利于地面或自然现象的变化作动态监测。
美国陆地卫星4、5号 (LANDSAT 4、5) 除MSS传感器外，搭载了主题成像传感器（TM） Landsat-7 传感器为ETM传感器，不必依靠中继卫星传送数据，可以把数据 存储在星上，然后利用天线直接发送给地面站。
Landsat1-3系列 1）卫星轨道平均高度H设计在915公里，偏心率 为0.0006 轨道近圆形 优点：图像比例尺一致 卫星匀速，避免扫描行之间不衔接 2）轨道倾角在99.125度 近极地轨道 优点：有利于增大卫星对地面总的观测范围。
3）、与太阳同步轨道 卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹 角，不随地球绕太阳公转而改变
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
收集器：收集地物辐射的能量，透镜、反射镜、天 线。 探测器：收集的辐射能转换成化学能和电能。胶卷、 光电器件、热电器件 处理器：对收集的信号进行处理，光电倍增管、电 子倍增管 输出器：输出获得的数据。胶片、磁带
３、中巴卫星（中国资源一号卫星系列）
1999年发射，比ＴＭ的空间分辨率高，比SPOT的波段多．
4、QuickBird卫星
QuickBird卫星于2001年 分辨率 ： 0.61 米全色 10月由美国DigitalGlobe 2.44 米多光谱 公司发射，具有最高的地 快鸟卫星电磁波谱设置： 理定位精度. 蓝光波段(450-520nm); 绿光波段(520-600nm); 红光波段(630-690nm); 近红外波段(760-900nm)
光照角保持不变，就必须对卫星轨道加以修正。 使卫星在同一地方时间通过地面上。 优点： 有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。 有利于卫星在固定的时间飞临接收站上空，并使 卫星上的太阳电池得到稳定的太阳高度。
4）、可重复轨道：
优点：有利于地面或自然现象的变化作动态监测。
美国陆地卫星4、5号 (LANDSAT 4、5) 除MSS传感器外，搭载了主题成像传感器（TM） Landsat-7 传感器为ETM传感器，不必依靠中继卫星传送数据，可以把数据 存储在星上，然后利用天线直接发送给地面站。
Landsat1-3系列 1）卫星轨道平均高度H设计在915公里，偏心率 为0.0006 轨道近圆形 优点：图像比例尺一致 卫星匀速，避免扫描行之间不衔接 2）轨道倾角在99.125度 近极地轨道 优点：有利于增大卫星对地面总的观测范围。
3）、与太阳同步轨道 卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹 角，不随地球绕太阳公转而改变
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
收集器：收集地物辐射的能量，透镜、反射镜、天 线。 探测器：收集的辐射能转换成化学能和电能。胶卷、 光电器件、热电器件 处理器：对收集的信号进行处理，光电倍增管、电 子倍增管 输出器：输出获得的数据。胶片、磁带
遥感原理与应用(3.6.1)--几种主要的卫星和轨道参数
HRV
圆形近极地太阳同步 轨道
沈阳 TM 影像
东京 TM 影像
Landsat7 ETM+ 影像
春春天天LLaannddssaatt77 图图像像上上棕棕榈榈树树分分
布布
((波波段段 44,3,3,2,2==RRGGBB))
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
⑴.SPOT-- 地球观测试验卫星
7285.82
7200.50
半短轴 (km)
偏心率 运行周期 ( 分钟 ) 飞行速度 (km/s)
7272.82
0.0006 103.267 7.399
0.001
103.0 7.416
101.4
星下点平均速度
穿越赤道过降交点地方时间 总扫描角
扫描带宽度 (km) 赤道上当天两圈距离 (km)
3.1.3.3 几种地球资源遥感卫星及其运行特征（续 L1A，ND2SAT
LANDSAT 3 LANDSAT4, 5
LANDSAT-7 SPOT 1,2,3
4 ） 轨道倾角
轨道高度 (km)
99.114° 918
99.143° 916.6
98.2° 705
98.22° 705
98.72° 832
半长轴 (km)
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
⑴.LANDSAT 系列
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
“ 陆地资源卫星”计划： 第一代 试验研究阶段 L1 1972 L2 1975 L3 1978
RBV MSS 第二代 试验研究向应用研究过
渡阶段 L4 1982 L5 1985 MSS TM 第三代 应用研究阶段 L6 发射失败 L7 1999 ETM+
圆形近极地太阳同步 轨道
沈阳 TM 影像
东京 TM 影像
Landsat7 ETM+ 影像
春春天天LLaannddssaatt77 图图像像上上棕棕榈榈树树分分
布布
((波波段段 44,3,3,2,2==RRGGBB))
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
⑴.SPOT-- 地球观测试验卫星
7285.82
7200.50
半短轴 (km)
偏心率 运行周期 ( 分钟 ) 飞行速度 (km/s)
7272.82
0.0006 103.267 7.399
0.001
103.0 7.416
101.4
星下点平均速度
穿越赤道过降交点地方时间 总扫描角
扫描带宽度 (km) 赤道上当天两圈距离 (km)
3.1.3.3 几种地球资源遥感卫星及其运行特征（续 L1A，ND2SAT
LANDSAT 3 LANDSAT4, 5
LANDSAT-7 SPOT 1,2,3
4 ） 轨道倾角
轨道高度 (km)
99.114° 918
99.143° 916.6
98.2° 705
98.22° 705
98.72° 832
半长轴 (km)
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
⑴.LANDSAT 系列
4 几种地球资源遥感卫星及其运行特征
“ 陆地资源卫星”计划： 第一代 试验研究阶段 L1 1972 L2 1975 L3 1978
RBV MSS 第二代 试验研究向应用研究过
渡阶段 L4 1982 L5 1985 MSS TM 第三代 应用研究阶段 L6 发射失败 L7 1999 ETM+
R第3章1：卫星遥感平台及运行特点1
第二节 卫星轨道参数
1、升交点赤经Ω
卫星轨道的升交点向径与春分点向径之间的夹角。
升交点：卫星由南向 北运行时，与 地球赤道面的 交点 降交点 ：卫星由北向 南运行时，与 地球赤道面的 交点
1.升交点赤经Ω
卫星轨道的升交点向径与春分点向径之间的夹角。
2、近地点角距ω
指升交点向径与卫星轨道近地点向径之间的夹角 。
3、轨道倾角i
指卫星轨道面与地球赤道面之间的夹角。即从升交 点一侧的轨道面至赤道面 。
3、轨道倾角i决定了轨道面与赤道面的关系。
赤轨卫星：i=00,轨道面与赤道面重合 顺轨卫星： 00 i 900，卫星运行方向与地球自 转方向一致
极轨卫星：i=900,轨道面与 地轴重合
逆轨卫星：900 i 1800 ， 卫星运行方向与地球自转方 向相反。 轨道倾角i也确定了卫星对 地球观测范围。
开普勒常数 运行周期T
T2 R H
3
C
地球半径
卫星高地面的 平均高度
3
T C (R H )
开普勒常数
卫星高地面的 平均高度 地球半径
地球同步卫星（静止卫星）：T=24时，与地球自转周期 相同的卫星，它位于地球上空35860km处。卫星公转的角 速度和地球的自转角速度相等，相对于地球似乎固定于 高空某一点。
卫星运行周期t卫星从升交点或降交点通过时刻到下一个升交点或降交点通过时刻间的平均时间开普勒常数地球半径卫星高地面的平均高度开普勒常数地球半径卫星高地面的平均高度运行周期t开普勒第三定律
第三章 卫星遥感平台及运行特点
本章主要内容
遥感平台的概述 卫星轨道参数 气象卫星系列 陆地卫星系列
海洋卫星系列
2.卫星速度 当轨道为园形时,平均速度：
所有遥感卫星数据资源参数及特点总结
所有遥感卫星数据资源参数及特点总结遥感卫星是一种利用卫星技术收集地球上的信息和数据的设备，它可以对地球上的陆地、水域和大气进行观测和监测。
遥感卫星数据资源非常丰富，包括了多个参数和特点。
以下是对其中一些常见的遥感卫星数据资源参数及特点的总结：1.光谱范围：遥感卫星可以通过测量不同波段的光谱信息来获取地球上的不同特征。
常见的光谱范围包括可见光、红外线和微波等。
不同波段的光谱范围可以提供不同的信息，比如可见光波段可以用于识别陆地和水域，红外线波段可以用于测量地表温度等。
2.空间分辨率：遥感卫星可以提供不同的空间分辨率，即在地球上观测的最小尺度。
空间分辨率决定了卫星观测到的地面细节的程度。
通常来说，较高的空间分辨率可以提供更精细的地表特征，但也会导致数据量增加和处理难度提高。
3.时间分辨率：遥感卫星可以提供不同的时间分辨率，即观测地球的时间间隔。
时间分辨率对于监测地球上的变化非常重要。
高时间分辨率可以提供更频繁的观测，有助于监测地球上的动态过程，比如冰川变化、植被生长和灾害监测等。
4.数据格式：遥感卫星数据可以有不同的格式，比如栅格数据和矢量数据。
栅格数据是以像素为单位的网格数据，适合于图像显示和处理。
矢量数据可以表示地理空间中的点、线、面等要素，适合于地理信息系统（GIS）的分析和建模。
6.数据处理：遥感卫星数据需要进行一系列的预处理和处理步骤，比如影像几何校正、辐射校正和分类等。
这些处理步骤可以提高数据质量和可用性，并提取出关键的地表信息。
总之，遥感卫星数据资源丰富多样，包括了光谱范围、空间分辨率、时间分辨率、数据格式、数据传输和数据处理等参数和特点。
这些参数和特点决定了遥感卫星数据的质量和适用范围，对于地球观测和监测具有重要意义。
随着遥感卫星技术的不断发展，我们可以期待更高分辨率、更频繁观测的遥感卫星数据资源的出现，为地球科学和环境保护等领域的研究提供更多有用的信息。
遥感平台及运行特点
• 用GPS测定卫星坐标
2.2.3 卫星姿态角
• 遥感影像的几何变形和几何校正 • 定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，
垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的 姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角，称之为滚动；绕y 轴旋转的姿态角，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角，称航偏。
• 一天24小时绕地13.944圈，第14圈时已进入第二天，称为第二天第 一条轨道，这一条轨道与前一天第一条轨道之间差0.056圈，在地面 上赤道处为159km。
重复周期=18天 每天绕地圈数=13.944 偏移系数=-1
Landsat 4/5
• 1982年美国在Landsat 1-3的基础上，改进设计了Landsat-4卫星， 并发射成功。1984年又发射了Landsat-5卫星，与Landsat-4完全一 样。
2.3.1 陆地卫星系列
• Landsat系列（美国） • SPOT系列（法国） • IRS系列（印度） • ALOS（日本） • CBERS系列（中国） • FORMOSAT系列（中国台湾）
Landsat系列
• 1972年7月23日美国发射了第一颗气象卫星 TIROS-1，后来又发射了Nimbus（雨云号），在 此基础上设计了第一颗地球资源技术卫星 （ERTS-1），后改名为Landsat-1。
• 遥感技术发展的里程碑
Landsat系列卫星发射时间表
Landsat 1—3
• 轨道特点
– 近圆形轨道 – 近极地轨道 – 与太阳同步轨道 – 可重复轨道
• 传感器
– 反束光导管摄像机（RBV） – 多光谱扫描仪（MSS 4bands） – 宽带视频记录机（WBVTR） – 数据收集系统（DCS） – 空间分辨率80米
2.2.3 卫星姿态角
• 遥感影像的几何变形和几何校正 • 定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，
垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的 姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角，称之为滚动；绕y 轴旋转的姿态角，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角，称航偏。
• 一天24小时绕地13.944圈，第14圈时已进入第二天，称为第二天第 一条轨道，这一条轨道与前一天第一条轨道之间差0.056圈，在地面 上赤道处为159km。
重复周期=18天 每天绕地圈数=13.944 偏移系数=-1
Landsat 4/5
• 1982年美国在Landsat 1-3的基础上，改进设计了Landsat-4卫星， 并发射成功。1984年又发射了Landsat-5卫星，与Landsat-4完全一 样。
2.3.1 陆地卫星系列
• Landsat系列（美国） • SPOT系列（法国） • IRS系列（印度） • ALOS（日本） • CBERS系列（中国） • FORMOSAT系列（中国台湾）
Landsat系列
• 1972年7月23日美国发射了第一颗气象卫星 TIROS-1，后来又发射了Nimbus（雨云号），在 此基础上设计了第一颗地球资源技术卫星 （ERTS-1），后改名为Landsat-1。
• 遥感技术发展的里程碑
Landsat系列卫星发射时间表
Landsat 1—3
• 轨道特点
– 近圆形轨道 – 近极地轨道 – 与太阳同步轨道 – 可重复轨道
• 传感器
– 反束光导管摄像机（RBV） – 多光谱扫描仪（MSS 4bands） – 宽带视频记录机（WBVTR） – 数据收集系统（DCS） – 空间分辨率80米
3遥感平台及运行特点
52
♦ 小卫星
是指目前设计质量小于500kg的小型近地轨道卫星。 重量轻，体积小。 研制周期短，成本低。 发射灵活，启用速度快，抗毁性强。 技术性能高。
53
33
中巴资源卫星的轨道参数
轨道高度为778km 运行周期也减为100.26min 重复周期为26天 轨道倾角98.5度
34
CCD相机有兰、绿、红、近红外和全色等五个 光谱段，采用推扫式成像技术获取地球图像信息。 它只在白天工作，并有侧视功能（±32°）。 红外扫描仪有可见光、短波红外和热红外共四 个谱段，采用双向扫描技术获取地球图像信息，它 可昼夜成像。 宽视场相机具有红光和近红外谱段，由于扫描 辐宽达890千米，因而五天内可对地球覆盖一遍。
29
SPOT系列卫星具有立体观测能力
遥感重复成像时间的间隔。
30
☺ IRS（印度）
印度在1979年6月和1981年11月发射的 Bhaskara1和Bhaskara2两颗实验性卫星的基 础上，制订了IRS系列计划，并于1988年3月 发射了第一颗。
31
☺ 中巴资源卫星
1986年国务院批准航天工业部《关于加速 发展航天技术报告》确定了研制资源一号卫星 的任务。 1988年中国和巴西两国政府联合议定书批 准，在中国资源一号原方案基础上，由中、巴 两国共同投资，联合研制中巴地球资源卫星 （代号CBERS）。并规定CBERS投入运行后， 由两国共同使用。
♣ 光照均匀 ♣ 太阳电池
16
1 陆地卫星的轨道特征
（4）可重复轨道
有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测。
17
2 陆地卫星的分类
♦ ♦ ♦ ♦
陆地卫星类 高分辨率陆地卫星 高光谱卫星 合成孔径雷达
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– 观测对象 – 特点
第二节 气象卫星
20世纪60年代
1970 —1977 年 1978 年—
美国的泰诺斯 ( TIROS) 、
第一代
艾萨 ( ESSA) 、 雨云 ( Nimus) 和艾托斯 ( ATS)
等
第二代 第三代
美国的 ITOS、 苏联的 Meteor- 2 、 日本的 GMS 和欧洲空间局的 Meteosat 等
4、升交点赤经（Ω）
• 升交点是指卫星由 南向北穿过赤道面 的交点；相应的有 降交点，是卫星由 北向南穿越赤道面 的交点；升交点赤 经是在赤道面内， 度量的从春分点到 升交点的夹角，春 分点方向是指春天 的第一天，地球与 太阳之间的连线。
5、近地点角距（ω）
• 又称近地点 幅角ω，是 在卫星运动 方向，度量 从升交点到 近地点之间 的角。
– 利用星相机测定姿态角。
第一节 遥感卫星的轨道
• 三、遥感卫星的轨道类型 • 遥感卫星通常是指从宇宙空间观测地球的
人造卫星, 也称地球观测卫星。 •遥感卫星的道有地球同步轨道
( geosynchronous orbit ) 和太阳同步轨道 ( sun synchronous orbit ) 两种主要类型。
• NOAA的探测仪器
– 改进型高分辨率辐射计 AVHRR / 3 ( advanced very high resolution radiometer, model3 )
– 高 分 辨 率 红 外 探 测 仪 HIRS / 3 ( high resolution infrared sounder, model3 )
• 风云三号气象卫星 ( FY- 3 ) 是在 FY- 1 基础上发展起来的我 国第二代极地轨道气象卫星。在功能和技术上发生了质的 变化, 大幅度提高了全球资料的获取能力, 进一步提高了云 区和地表特征的监测能力, 从而能够获取全球、 全天候、
三维、 定量、 多光谱的大气、 地表和海表特性参数。
第二节 气象卫星
象卫星, 与极地轨道气象卫星相辅相成, 构 • 成了我国气象卫星应用体系。
第二节 气象卫星
• FY系列的分代及轨道类型
第二节 气象卫星
• 目前，我们风云气象卫星的国际影响力不 断提高，已成为国际上同时拥有极轨和静 止两个系列业务气象卫星的三个国家或区 域组织之一，部分达到国际先进水平。
第三节 陆地卫星
第二节 气象卫星
• （一）SMS/GOES系列卫星 • 第一代——SMS-1、2/GOES-1、2、3 • 第二代——GOES-4、5、6、G、7 • 第三代——GOES-8、9、10、11、12 • 第四代——GOES-13、14、15
第二节 气象卫星
• （二）FY-2系列卫星 • FY- 2 是我国自行研制的第一代静止业务气
第一节 遥感卫星的轨道
• 卫星位置的测量方法主要有两种: • 一是通过测量卫星到测站的距离和距离的
变化率确定卫星的位置; • 二是利用来自 GPS 卫星的信号确定卫星的
位置。
第一节 遥感卫星的轨道
• 二、卫星的姿态 • 卫星姿态即卫星星体在轨道上运行所处的
空间位置状态。 • 遥感卫星的姿态一般可从三轴倾斜和振动
• 冷战是最强的兴奋剂
"We are neither making maximum effort nor achieving results necessary if this country is to reach a position of leadership."“我们既没有尽最大努力，也没有达到让美国保持领先的 程度。”———Johnson to Kennedy, "Evaluation of Space Program," April 21, 1961.
• 四、 遥感成像对卫星轨道的要求
• 卫星的轨道类型及其相应的轨道参数对遥 感探测的范围、 成像条件以及遥感图像的 比例尺、 分辨率等都有重要影响。为了有 效地实施对地观测, 获取具有全球覆盖的遥 感数据, 资源遥感卫星通常多采用近极地、 近圆形、 太阳同步准回归轨道。
第二节 气象卫星
• 气象卫星 ( meteorological satellite) 是对地球 及其大气层进行气象观测的人造地球卫星, 是太空中的高级自动化气象站, 它能连续、 快速、 大面积地探测全球大气变化情况。
不平凡的1966
第三节 陆地卫星
• Project Apollo
第三节 陆地卫星
• Project Apollo
戈达德行星登陆科学家大卫威廉姆斯（Dave Williams）认为:阿波罗计划中，要送宇航员 登上月球，首先要有个理想的登陆点，这就 需要我们在对月球地面以及进一步内部活动 研究的基础上，拍摄高分辨率的图像信息， 确定登陆位置。
第一节 遥感卫星的轨道
• 地球同步轨道 ( geosynchronous orbit ) • 地球同步轨道也称 24 h 轨道, 即卫星的轨道周
期等于地球在惯性空间中的自转周期, 且方向 也与之一致。 • 按照轨道倾角的不同, • 地球同步轨道分为
– 极地轨道 – 倾斜轨道 – 静止轨道
• 地球同步静止卫星
• 缺点： • 不能对同一地区实施连续观测, 因此，对诸
如风速和变化快而生存时间短的小尺度灾 害性天气现象难以准确预测和跟踪。
第二节 气象卫星
• ( 一) NOAA 系列卫星
• NOAA ( National Oceanic and Atmospheric Administration ) 卫星是美国第三代气象卫星。 从 1970 年 1 月 23 日发射第一颗 NOAA 卫星 以来, 已经相继研制了 19 颗 NOAA 卫星。 NOAA卫星共经历了五代, 目前使用较多的为 第五代 NOAA 卫星, 包括 NOAA- 15 、16 、 17 、18 。
第一节 遥感卫星的轨道
• 一、卫星的轨道参数 • 经典轨道六要素
基于行星绕太阳的椭圆运动， 约翰逊·开普勒提出了一种描述轨道 的方法，可以直观的想象轨道的尺 寸、形状和位置，开普勒抽象出了 可以完全确定卫星，在空间运动的 六个轨道要素，称为经典轨道要素。
1、轨道长半径（a）
• 又称为为半长轴a，是轨道长轴的一半。
*6、真近点角（ θ ）
• 最后是真近点 角θ，是从近 地点到卫星位 置矢量的角， 真近点角在轨 道平面内度量， 并且总是沿卫 星运动方向， 在六个经典轨 道要素中，只 有真近点角随 着时间变化。
6、卫星近地点时刻（t）和运行周 期（T）
• 卫星过近地点的时间称为过近地点时刻。 当卫星轨道形状和空间位置确定以后, 在某 一时间 τ, 卫星所在位置与过近地点时刻 t 满 足开普勒方程, 即
• 静止轨道气象卫星也称高轨地球同步轨道 气象卫星, 定点于赤道上空约 36000 km 的高 度上, 可连续、 重复不断地对其覆盖的地球 表面进行实时观测, 每隔 1 h 或 0． 5 h 获得 一幅各个通道的地球全景圆盘图。
第二节 气象卫星
• 优点：
– 覆盖范围大 – 时间分辨率高
• 缺点：
– 空间分辨率低 – 边缘几何畸变严重 – 定位与配准精度不高 – 对高纬度地区的观测能力较差
首张在月球轨道拍摄的地球全景照
两个方面来描述。
第一节 遥感卫星的轨道
• 二、卫星的姿态
第一节 遥感卫星的轨道
• 二、卫星的姿态 • 卫星的姿态对遥感图像的应用有较大影响,
为了修正这些影响, 必须在获取数据的同时 测量、 记录卫星的姿态参数。 确定卫星姿 态的方法通常有两种:
– 利用姿态测量传感器进行测量（红外姿态测量 仪、 星相仪、 陀螺姿态仪等）;
第二节 气象卫星
• 悲情的NOAA-19
第二节 气象卫星
• NOAA卫星的参数 • 轨道: 近圆形太阳同步轨道 • 轨道高度: 870 km 和 833 km • 轨道倾角: 98. 9 °和 98. 7 ° • 周期: 101． 4 min • 观测频率： 单星两次 , 双星4 次
第二节 气象卫星
第二节 气象卫星
• FY-1A FY-1B FY-1C FY-1D
发射时间
1988年9月7日 1990年9月3日 1999年5月10日 2002年5月15日
工作情况 失效 失效 失效 失效
服役时间
39天 165天 7年多 10年
第二节 气象卫星
• （二）FY-1、FY-3系列卫星
【学习重点】
重点掌握 Landsat、 SPOT 等主要陆地卫星的成像特点和图像 特征。
第一节 遥感卫星的轨道
• 什么是卫星？ • 什么是卫星轨道？ • 卫星的轨道参数有哪些？ • 卫星的姿态和轨道类型有哪些？
第一节 遥感卫星的轨道
• 遥感平台是 搭载传感器 的工具。依 据运载工具 的类型，可 分为航天平 台、航空平 台和地面平 台。
美国的 NOAA 系列卫星
第二节 气象卫星
• 气象卫星按轨道的不同分为极地轨道气象卫 星（NOAA、METOP、Meteor、FY-1、FY-3） 和静止轨道气象卫星（SMS/GOES、Meteosat、 GMS/MITSAT、GOMS、INSAT、FY-2）。
第二节 气象卫星
• 极地轨道气象卫星可获得全球资料, 提供中 长期数值天气预报所需的数据资料。
第一节 遥感卫星的轨道
• 太阳同步轨道 ( sun synchronous orbit )
第一节 遥感卫星的轨道
• 太阳同步轨道 ( sun synchronous orbit ) • 太阳同步轨道可分为回归轨道和准回归轨
道两种类型, 遥感卫星通常采用太阳同步准 回归轨道。
第一节 遥感卫星的轨道
– 轨道面 – 行下点 – 星下点轨迹
第一节 遥感卫星的轨道
第二节 气象卫星
20世纪60年代
1970 —1977 年 1978 年—
美国的泰诺斯 ( TIROS) 、
第一代
艾萨 ( ESSA) 、 雨云 ( Nimus) 和艾托斯 ( ATS)
等
第二代 第三代
美国的 ITOS、 苏联的 Meteor- 2 、 日本的 GMS 和欧洲空间局的 Meteosat 等
4、升交点赤经（Ω）
• 升交点是指卫星由 南向北穿过赤道面 的交点；相应的有 降交点，是卫星由 北向南穿越赤道面 的交点；升交点赤 经是在赤道面内， 度量的从春分点到 升交点的夹角，春 分点方向是指春天 的第一天，地球与 太阳之间的连线。
5、近地点角距（ω）
• 又称近地点 幅角ω，是 在卫星运动 方向，度量 从升交点到 近地点之间 的角。
– 利用星相机测定姿态角。
第一节 遥感卫星的轨道
• 三、遥感卫星的轨道类型 • 遥感卫星通常是指从宇宙空间观测地球的
人造卫星, 也称地球观测卫星。 •遥感卫星的道有地球同步轨道
( geosynchronous orbit ) 和太阳同步轨道 ( sun synchronous orbit ) 两种主要类型。
• NOAA的探测仪器
– 改进型高分辨率辐射计 AVHRR / 3 ( advanced very high resolution radiometer, model3 )
– 高 分 辨 率 红 外 探 测 仪 HIRS / 3 ( high resolution infrared sounder, model3 )
• 风云三号气象卫星 ( FY- 3 ) 是在 FY- 1 基础上发展起来的我 国第二代极地轨道气象卫星。在功能和技术上发生了质的 变化, 大幅度提高了全球资料的获取能力, 进一步提高了云 区和地表特征的监测能力, 从而能够获取全球、 全天候、
三维、 定量、 多光谱的大气、 地表和海表特性参数。
第二节 气象卫星
象卫星, 与极地轨道气象卫星相辅相成, 构 • 成了我国气象卫星应用体系。
第二节 气象卫星
• FY系列的分代及轨道类型
第二节 气象卫星
• 目前，我们风云气象卫星的国际影响力不 断提高，已成为国际上同时拥有极轨和静 止两个系列业务气象卫星的三个国家或区 域组织之一，部分达到国际先进水平。
第三节 陆地卫星
第二节 气象卫星
• （一）SMS/GOES系列卫星 • 第一代——SMS-1、2/GOES-1、2、3 • 第二代——GOES-4、5、6、G、7 • 第三代——GOES-8、9、10、11、12 • 第四代——GOES-13、14、15
第二节 气象卫星
• （二）FY-2系列卫星 • FY- 2 是我国自行研制的第一代静止业务气
第一节 遥感卫星的轨道
• 卫星位置的测量方法主要有两种: • 一是通过测量卫星到测站的距离和距离的
变化率确定卫星的位置; • 二是利用来自 GPS 卫星的信号确定卫星的
位置。
第一节 遥感卫星的轨道
• 二、卫星的姿态 • 卫星姿态即卫星星体在轨道上运行所处的
空间位置状态。 • 遥感卫星的姿态一般可从三轴倾斜和振动
• 冷战是最强的兴奋剂
"We are neither making maximum effort nor achieving results necessary if this country is to reach a position of leadership."“我们既没有尽最大努力，也没有达到让美国保持领先的 程度。”———Johnson to Kennedy, "Evaluation of Space Program," April 21, 1961.
• 四、 遥感成像对卫星轨道的要求
• 卫星的轨道类型及其相应的轨道参数对遥 感探测的范围、 成像条件以及遥感图像的 比例尺、 分辨率等都有重要影响。为了有 效地实施对地观测, 获取具有全球覆盖的遥 感数据, 资源遥感卫星通常多采用近极地、 近圆形、 太阳同步准回归轨道。
第二节 气象卫星
• 气象卫星 ( meteorological satellite) 是对地球 及其大气层进行气象观测的人造地球卫星, 是太空中的高级自动化气象站, 它能连续、 快速、 大面积地探测全球大气变化情况。
不平凡的1966
第三节 陆地卫星
• Project Apollo
第三节 陆地卫星
• Project Apollo
戈达德行星登陆科学家大卫威廉姆斯（Dave Williams）认为:阿波罗计划中，要送宇航员 登上月球，首先要有个理想的登陆点，这就 需要我们在对月球地面以及进一步内部活动 研究的基础上，拍摄高分辨率的图像信息， 确定登陆位置。
第一节 遥感卫星的轨道
• 地球同步轨道 ( geosynchronous orbit ) • 地球同步轨道也称 24 h 轨道, 即卫星的轨道周
期等于地球在惯性空间中的自转周期, 且方向 也与之一致。 • 按照轨道倾角的不同, • 地球同步轨道分为
– 极地轨道 – 倾斜轨道 – 静止轨道
• 地球同步静止卫星
• 缺点： • 不能对同一地区实施连续观测, 因此，对诸
如风速和变化快而生存时间短的小尺度灾 害性天气现象难以准确预测和跟踪。
第二节 气象卫星
• ( 一) NOAA 系列卫星
• NOAA ( National Oceanic and Atmospheric Administration ) 卫星是美国第三代气象卫星。 从 1970 年 1 月 23 日发射第一颗 NOAA 卫星 以来, 已经相继研制了 19 颗 NOAA 卫星。 NOAA卫星共经历了五代, 目前使用较多的为 第五代 NOAA 卫星, 包括 NOAA- 15 、16 、 17 、18 。
第一节 遥感卫星的轨道
• 一、卫星的轨道参数 • 经典轨道六要素
基于行星绕太阳的椭圆运动， 约翰逊·开普勒提出了一种描述轨道 的方法，可以直观的想象轨道的尺 寸、形状和位置，开普勒抽象出了 可以完全确定卫星，在空间运动的 六个轨道要素，称为经典轨道要素。
1、轨道长半径（a）
• 又称为为半长轴a，是轨道长轴的一半。
*6、真近点角（ θ ）
• 最后是真近点 角θ，是从近 地点到卫星位 置矢量的角， 真近点角在轨 道平面内度量， 并且总是沿卫 星运动方向， 在六个经典轨 道要素中，只 有真近点角随 着时间变化。
6、卫星近地点时刻（t）和运行周 期（T）
• 卫星过近地点的时间称为过近地点时刻。 当卫星轨道形状和空间位置确定以后, 在某 一时间 τ, 卫星所在位置与过近地点时刻 t 满 足开普勒方程, 即
• 静止轨道气象卫星也称高轨地球同步轨道 气象卫星, 定点于赤道上空约 36000 km 的高 度上, 可连续、 重复不断地对其覆盖的地球 表面进行实时观测, 每隔 1 h 或 0． 5 h 获得 一幅各个通道的地球全景圆盘图。
第二节 气象卫星
• 优点：
– 覆盖范围大 – 时间分辨率高
• 缺点：
– 空间分辨率低 – 边缘几何畸变严重 – 定位与配准精度不高 – 对高纬度地区的观测能力较差
首张在月球轨道拍摄的地球全景照
两个方面来描述。
第一节 遥感卫星的轨道
• 二、卫星的姿态
第一节 遥感卫星的轨道
• 二、卫星的姿态 • 卫星的姿态对遥感图像的应用有较大影响,
为了修正这些影响, 必须在获取数据的同时 测量、 记录卫星的姿态参数。 确定卫星姿 态的方法通常有两种:
– 利用姿态测量传感器进行测量（红外姿态测量 仪、 星相仪、 陀螺姿态仪等）;
第二节 气象卫星
• 悲情的NOAA-19
第二节 气象卫星
• NOAA卫星的参数 • 轨道: 近圆形太阳同步轨道 • 轨道高度: 870 km 和 833 km • 轨道倾角: 98. 9 °和 98. 7 ° • 周期: 101． 4 min • 观测频率： 单星两次 , 双星4 次
第二节 气象卫星
第二节 气象卫星
• FY-1A FY-1B FY-1C FY-1D
发射时间
1988年9月7日 1990年9月3日 1999年5月10日 2002年5月15日
工作情况 失效 失效 失效 失效
服役时间
39天 165天 7年多 10年
第二节 气象卫星
• （二）FY-1、FY-3系列卫星
【学习重点】
重点掌握 Landsat、 SPOT 等主要陆地卫星的成像特点和图像 特征。
第一节 遥感卫星的轨道
• 什么是卫星？ • 什么是卫星轨道？ • 卫星的轨道参数有哪些？ • 卫星的姿态和轨道类型有哪些？
第一节 遥感卫星的轨道
• 遥感平台是 搭载传感器 的工具。依 据运载工具 的类型，可 分为航天平 台、航空平 台和地面平 台。
美国的 NOAA 系列卫星
第二节 气象卫星
• 气象卫星按轨道的不同分为极地轨道气象卫 星（NOAA、METOP、Meteor、FY-1、FY-3） 和静止轨道气象卫星（SMS/GOES、Meteosat、 GMS/MITSAT、GOMS、INSAT、FY-2）。
第二节 气象卫星
• 极地轨道气象卫星可获得全球资料, 提供中 长期数值天气预报所需的数据资料。
第一节 遥感卫星的轨道
• 太阳同步轨道 ( sun synchronous orbit )
第一节 遥感卫星的轨道
• 太阳同步轨道 ( sun synchronous orbit ) • 太阳同步轨道可分为回归轨道和准回归轨
道两种类型, 遥感卫星通常采用太阳同步准 回归轨道。
第一节 遥感卫星的轨道
– 轨道面 – 行下点 – 星下点轨迹
第一节 遥感卫星的轨道