遙感平臺及運行特點第1頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1概念地球同步衛(wèi)星：衛(wèi)星的公轉角速度和地球自轉角速度相等。運動周期為23小時56分04秒，，相對地球靜止，可以觀測地球表面三分之一的固定區(qū)域，在地球赤道上空約36000km，又稱為靜止衛(wèi)星，或地球靜止衛(wèi)星。第2頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月地球同步衛(wèi)星的軌道GSO（GeosynchronousOrbit，地球同步軌道）：軌道平面可與赤道平面成一不為零的夾角。GEO（GeostationaryOrbit，地球靜止軌道）：軌道平面和赤道平面的夾角為零的圓形地球同步軌道。第3頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月地球同步衛(wèi)星的軌道GTO（GeosynchronousTransferOrbit/GeostationaryTransferOrbit，地球同步轉移軌道）：近地點在1000公里以下、遠地點為36000公里的橢圓軌道。是作為地球同步軌道或地球靜止軌道的轉移軌道。LEO（LowEarthOrbit）Satellite低地球軌道衛(wèi)星：對地靜止衛(wèi)星飛行在高軌道（22000英里）。第4頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2陸地衛(wèi)星用于陸地資源和環(huán)境探測的衛(wèi)星稱為陸地衛(wèi)星。5.2.1陸地衛(wèi)星類Landsat

（1）傳感器1972年發(fā)射ERTS-1（后改名為Landsat-1）。Landsat-1～3：裝載MSS多光譜掃描儀（MultiSpectralScanner），返束光導管（RBV：ReturnBeamVidicon）攝像機。Vidicon：光導攝像管。第5頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類1982年：改進設計了Landsat-4衛(wèi)星，并發(fā)射成功。Landsat-4之后：裝有MSS，RBV，TM（ThematicMapper：專題繪圖儀）。1999年：Landsat-7：裝有MSS，RBV，采用ETM+（增強-加型專題繪圖儀），增加了全色波段，分辨率為：15m。全色（Panchromatic，簡寫：Pan）：對可見光范圍內所有波長的光都敏覺的。第6頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（2）特點①軌道：太陽同步近圓形近極地軌道②平均高度：705km（Landsat4～5，7），915km（Landsat1～3）。③重訪周期：周期16天（Landsat4～5，7），18天（Landsat1～3）。④掃描寬度：185km。第7頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（2）特點⑤分辨率：30m（TM、ETM+：1～5，7），120m（TM：6），60m（ETM+：6），15m（ETM+：Pan），80m（RBV：1，2，3；MSS：4，5，6，7），40m（RBV：Pan），240m（MSS：8）。第8頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（3）產品等級0R級：經過輻射校正；1R級：未經過系統(tǒng)級幾何校正；1G級：經過輻射校正和系統(tǒng)級幾何校正。第9頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類SPOT法國于1986年2月發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星，主要用于地球資源遙感。（1）傳感器SPOT1～3：HRV（HighResolutionVisible）高分辨率可見光成像儀；SPOT4：HRVIR（HighResolutionVisibleandInfrared）高分辨率紅外成像儀和（VEGETATION）植被成像裝置。（也有縮寫：VI，VGT）。第10頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類SPOT5：高分辨率幾何裝置（HRG：HighResolutionGeometry），（VEGETATION）植被成像裝置，HRS（HighResolutionStereoscopic）高分辨率立體成像裝置。（2）特點①軌道：太陽同步圓形近極地軌道，②平均高度：832km左右。③重訪周期：26天。第11頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類④掃描寬度：60km（HRV，HRVIR），117km（HRS），2250km（VI）。⑤分辨率：SPOT1～4：20m（XS），10m（PA）；SPOT5：10m（HRG：XS，HRS：立體像對），5m，2.5m（HRG：PA），1.15km（VEGETATION）。第12頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（3）產品等級1A級：一級輻射校正；1B級：一級幾何校正；2A級：二級輻射校正；2B級：二級幾何校正；3A級：三級輻射校正；3B級：三級幾何校正；第13頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類中巴地球資源衛(wèi)星（CBERS：ChinaBrazilEarthResourseSatellite）

“資源一號”衛(wèi)星的技術發(fā)展可以分為二個階段：第一個階段是以01/02星為代表，具有多光譜、紅外以及中等分辨率，體現(xiàn)了20世紀80年代國際先進水平。第二個階段是以02B/03星為代表，具有多光譜和高、中、低不同分辨率的綜合遙感信息獲取能力，體現(xiàn)二十一世紀初國際先進水平。第14頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類1999年10月14日，中巴地球資源衛(wèi)星01星（CBERS-01）成功發(fā)射，在軌運行3年10個月；2003年10月21日02星（CBERS-02）于發(fā)射升空；2007年9月19日02B（CBERS-02Ｂ）成功發(fā)射。第15頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（1）傳感器CBERS-01/02：CCD（ChargeCoupledDevice，電荷耦合裝置）相機，IRMSS（InfraredMulti-spectralScanner）（紅外多光譜掃描儀）、WFI（寬視場成像儀）。CBERS-02B：CCD，WFI，HR（高分辨率相機）。第16頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（2）特點①軌道：太陽同步圓形近極地軌道。②平均高度：778km左右。③重訪周期：26天（CCD，IRMSS），5天（WFI），104天（HR）。④掃描寬度：113（CCD），119.5km（IRMSS），890km（WFI），28km（HR）。⑤分辨率：19.5m（CCD），78m（IRMSS：MSS）、156m（IRMSS：IR），256m（WFI），2.36m（HR）。第17頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（2）CBERS-01/02/02B星數(shù)據(jù)產品分為0～5級①0級產品（原始數(shù)據(jù)產品）：分景后的衛(wèi)星下傳遙感數(shù)據(jù)；②1級產品（輻射校正產品）：經輻射校正，沒有經過幾何校正的產品數(shù)據(jù)；③2級產品（系統(tǒng)幾何校正產品）：經輻射校正和系統(tǒng)幾何校正，并將校正后的圖像映射到指定的地圖投影坐標下的產品數(shù)據(jù)；第18頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類④3級產品（幾何精校正產品）：經過輻射校正和幾何校正，同時采用地面控制點改進產品幾何精度的產品數(shù)據(jù)；⑤4級產品（高程校正產品）：經過輻射校正、幾何校正和幾何精校正，同時采用數(shù)字高程模型（DEM）糾正了地勢起伏造成的視差的產品數(shù)據(jù)；⑥5級產品（標準鑲嵌圖像產品）：無縫鑲嵌圖像產品。第19頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類2）印度遙感衛(wèi)星（IRS：IndianRemoteSensingSatellite）

1988年3月17日印度第一顆實用的遙感衛(wèi)星IRS-1A。IRS共有4個系列：IRS-1：陸地衛(wèi)星系列，發(fā)射了5顆;IRS-1A～1E，1988.3.17～1997.9.29。第20頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類IRS-P：專用衛(wèi)星系列，發(fā)射了6顆;

IRS-P2～P7，1994.10.15～2007.1.10。其中：陸地衛(wèi)星：P2/5/6；海洋衛(wèi)星：IRS-P3/4/7。IRS-P4：1999年5月26日發(fā)射（Oceansat-1：海洋衛(wèi)星一號）。印度第一顆海洋衛(wèi)星。IRS-P5：2005年5月5日發(fā)射（Cartosat-1：繪圖衛(wèi)星-1）。第21頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類IRS-P6：2003年10月17日發(fā)射（Resourcesat-1：資源衛(wèi)星-1）。IRS-P7：2007年1月10日發(fā)射（Cartosat-2：繪圖衛(wèi)星-2）。IRS-2：海洋和氣象衛(wèi)星系列；Cartosat2A：2008年4月28日發(fā)射-軍用。Cartosat2B：2010年7月12日發(fā)射-制圖。IRS-3：SAR衛(wèi)星系列；第22頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（1）傳感器LISS（LinearImagingSelf-Scanner：線性成像自掃描相機）：LISS-Ⅰ，LISS-Ⅱ，LISS-Ⅲ，LISS-Ⅳ。第23頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類LISS-Ⅲ：VNIR（VisualNearInfrared：可見光近紅外）。SWIR（ShortWaveInfrared：短波近紅外）。PAN（PanchromaticCamera：全景相機）。WIFS（WideFieldSenser：寬視場傳感器）。AWIFS（AdvancedWideFieldSenser：高級寬視場傳感器）。第24頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類MOS：（ModularOptoelectronicScanner：模塊化光電子掃描器）。OCM：（OceanColorMonitor：海洋水色監(jiān)視儀）MSMR（Multi-frequencyScanningMicrowaveRadiometer：多頻率掃描微波輻射計）X-ray第25頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（2）特點①軌道：橢圓軌道，近圓形軌道。②平均高度：817km（1C/P2）905km（1A），904km（1B），736/825（1D），635km（P7）等。③重訪周期：5天（LISS-Ⅳ，WIFS），24天（LISS-Ⅲ），22天（LISS-Ⅰ/Ⅱ）。第26頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類④掃描寬度：23.9～70km可調（LISS-Ⅳ，MX模式：多光譜），70km（LISS-Ⅳ，MN模式：PAN），141km（LISS-Ⅲ），810km（WIFS），740km（AWIFS），148km（LISS-Ⅰ/Ⅱ），9.6km（PAN：P7）。⑤分辨率：<1m（PAN：P7），2.5m（PAN：P5同軌立體像對），5.8m（LISS-Ⅳ：MX，MN；LISS-Ⅲ：PAN），23.5m（LISS-Ⅲ：VNIR），70.5m（LISS-Ⅲ：SWIR），189m（WIFS），56m（AWIFS），72.5m（LISS-Ⅰ），36.25m（LISS-Ⅱ）。第27頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類5）ALOSAdvancedLandObservingSatellite：進對地觀測衛(wèi)星。

2006年1月24日發(fā)射ALOS。日本地球觀測衛(wèi)星計劃主要包括2個系列：大氣和海洋觀測系列以及陸地觀測系列。ALOS是JERS-1與ADEOS的后繼星。JERS-1（JapaneseEarthResourcesSatellite-1：日本地球遙感衛(wèi)星）1992年發(fā)射（具體時間不詳）；ADEOS（AdvancedEarthObservingSatellite：先進地球觀測衛(wèi)星）：1996年8月17日發(fā)射。第28頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（1）ALOS傳感器PRISM（PanchromaticRemotesensingInstrumentforStereoMapping：全色遙感立體測繪儀）；AVNIR-2（AdvancedVisibleandNearInfraredRadiometertype2：先進的可見光與近紅外輻射計-2）；PALSAR（PhasedArraytypeL-bandSyntheticApertureRadar：相控陣型L波段合成孔徑雷達）。第29頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類（2）ALOS特點①軌道：太陽同步軌道②平均高度：691km左右。③重訪周期：46天。④掃描寬度：70（PRISM：星下點成像模式，VNIR-2），35km（PRISM：聯(lián)合成像模式，40～70km（PALSAR：高分辨率模式），250～350km（PALSAR：掃描式合成孔徑雷達），20～65km（PALSAR：極化）。

第30頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1陸地衛(wèi)星類⑤分辨率：2.5m（PRISM），10m（AVNIR-2），7～44m（PALSAR：高分辨率模式28MHz），14～88m（PALSAR：高分辨率模式14MHz），100m（PALSAR：掃描式合成孔徑雷達）24～89m（PALSAR：極化）。⑥PALSAR：L波段，HH、VV、HV、VH極化，入射角8°～60°可調。第31頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2陸地衛(wèi)星類5.2.2高分辨率衛(wèi)星：自1994年克林頓總統(tǒng)簽署總統(tǒng)令，允許私人公司發(fā)射高分辨率衛(wèi)星和銷售產品，使民用高分辨率衛(wèi)星得到發(fā)展。在商業(yè)遙感衛(wèi)星領域，2001年的Quickbird-2號就做到了0.61米全色分辨率，2008年9月6日的GeoEye-1達到了0.41米分辨率，WorldView-1/2也做到了0.5米分辨率。第32頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星美國從事商業(yè)遙感實力較強的公司：空間影像（SpaceImaging）公司：IKONOS。軌道圖像（Orbimage）公司：Orbview-1～4。

2006年兩公司合并為：地眼公司（GeoEye）：IKONOS、Orbview-1～4、GeoEye-1（Orbview-5）。地球觀測（EarthWatch）公司：Earlybird。其網(wǎng)絡公司：數(shù)字地球（DigitalGlobe）公司：Quickbird-2，WorldView-1～2。第33頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星GSD（GroundSampleDistance）：地面采樣距離。（像素分辨率）CE90（CircularErrorat90%Probability）：圓點誤差。例如2mCE90,即影像中90%以上兩點之間測得的結果與實測值之間的誤差在2米以內；NMAS（NationalMapAccuracyStandards）（美國）國家地圖精度標準。RPC（RationalPolynomialCoefficient）文件：有理多項式函數(shù)系數(shù)文件。第34頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星1）IKONOS（美國）

1999年4月27日IKONOS1發(fā)射失敗。1999年9月24日IKONOS發(fā)射成功。第一顆高分辨率的商業(yè)衛(wèi)星。載有高性能的GPS接收機，恒星跟蹤儀和激光陀螺，保證了在沒有地面控制的情況下，KONOS衛(wèi)星影像也能達到較高的地理定位精度。第35頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星特點：（1）軌道：太陽同步軌道。（2）平均高度：681km。（3）掃描寬度：13km。（4）重訪周期：2.9天（1m分辨率），1.5天（1.5m分辨率）。（5）分辨率：4m（MSI），1m（Pan）。0.82m（Pan，星下點）。（6）制圖精度（無控制點）：水平精度12m，垂直精度：10m。第36頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星立體成像：異軌立體成像，側擺成像（橫軌跡方向）；同軌立體成像，前后擺動成像（沿軌跡方向）；數(shù)據(jù)獲獲方式：存檔數(shù)據(jù)、編程數(shù)據(jù)；產品類型：GEOL2，單片；Orthokit采集角度>70；GeoL2立體Stereo。第37頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月產品類型定位精度正射糾正采集角度構成立體CE90RMSNMASGeo<=50mN/AN/A否60o--90o否Reference<=25.4m<=11.8m1:50000是60o--90o是Pro<=10.2m<=4.8m1:12000是66o--90o否Precision<=4.1m<=1.9m1:4800是(GCP)72o--90o是PrecisionPlus<=2m<=0.9m1:2400是(GCP)75o--90o否產品分級第38頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星2）Orbview（美國）

1995年4月3日Orbview-1(MicroLab1)發(fā)射成功。大氣成像衛(wèi)星。有效載荷：OTD（OpticalTransientDetector：光學瞬間探測器)，GPS/MET。1997年8月1日Orbview-2（SeaStar）發(fā)射成功。海洋多光譜成像衛(wèi)星。第39頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星2001年9月21日Orbview-4發(fā)射成功。裝載有：1m分辨率的全色相機，多光譜4米分辨率的遙感器，8m分辨率的200個通道的高光譜影像。2003年6月26日Orbview-3發(fā)射成功。攜帶了全色1米分辨率和多光譜4米分辨率的遙感器。2008年9月6日的GeoEye-1（Orbview-5）第40頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星2008年9月6日的GeoEye-1（Orbview-5）

GeoEye-1（Orbview-5）:（1）軌道：太陽同步軌道。（2）平均高度：681km。遠地點（Apogee）：687km，近地點（Perigee）：670km。（3）掃描寬度：星下點15.2km；單景225km2(15×15km)。（4）重訪周期：2-3天。第41頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2高分辨率衛(wèi)星（5）分辨率：星下點：0.41m（PAN），1.65m（MS：4個波段）；側視28°：0.5m（PAN）。（6）定位精度（無控制點）：立體：CE90：4m；LE90：6m；單片：CE90：5m。第42頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星1）遙感影像按光譜分辨率分類

陳述彭（1920年2月-2008年11月25日）等，于1998提出以光譜波長λ數(shù)量級對遙感影像分類：（1）多光譜（Multispectral）：一般只有幾個、十幾個光譜通道；在波段之間存在間隔。光譜分辨率在λ/10數(shù)量級范圍。如：Landsat：RBV，MSS，TM；SPOT。第43頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星（2）高光譜（Hyperspectral）：成像光譜儀在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內，獲取許多非常窄的光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)的技術。（Lillesand&Kiefer2000）。光譜分辨率在λ/100數(shù)量級范圍（1～10nm）。目前，中國有很多的公開發(fā)表的文章把Hyperspectral翻譯成：高光譜、超光譜。（3）超光譜（Ultraspectral）：光譜分辨率在λ/1000數(shù)量級范圍。第44頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星2）高光譜儀的類型（1）地面光譜儀美國：DAIS、ASD、GER、熱紅外FT-IR。澳大利亞：PIMA。（2）機載成像光譜儀

美國：AIS、AVIRIS（機載可見光/紅外成象光譜儀），DAIS，SEBASS（SpatiallyEnhancedBroadbandArraySpectrographSystem：空間增強寬波段陣列光譜儀，242個熱波段）。第45頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星

（2）機載成像光譜儀-續(xù)

澳大利亞：HyMap；加拿大：FLI、CASI；中國：OMIS系列（實用型模塊化成像光譜儀）、MAIS、PHI（推帚式成像光譜儀）；德國：ROSIS。第46頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星（3）星載成像光譜儀美國：美國EOS-AM1、EOS-PM1衛(wèi)星的MODIS、美國EOS-AM1衛(wèi)星的ASTER探測器，美國EO-1衛(wèi)星：Hyperion探測器(2000年11月)，軍用衛(wèi)星MightySat-2.1衛(wèi)星上的FTHSI(256個熱波段)；歐洲環(huán)境衛(wèi)星ENVISAT上的MERIS，歐空局2000年10月22日發(fā)射的PROBA小衛(wèi)星上的CHRIS；第47頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星（3）星載成像光譜儀-續(xù)澳大利亞：ARIES；德國：EnMAP（2012待發(fā)）；日本：NASDA之ADEOS-2衛(wèi)星(搭載GLI（244波段）)皆發(fā)射成功。中國：2008年9月6日,環(huán)境減災小衛(wèi)星星座A/B星(HJ-1A/B)成功發(fā)射，搭載高光譜成像儀，0.45-0.95μm，有110-128個波段、光譜分辨率優(yōu)于5nm。第48頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星第一個推帚式(pushbroom)機載成像光譜儀為加拿大Moniteq的FLI(FluorescenceLineImager，1984年)。第一個星載成像多光譜儀是德國DLR的MOS-IRS(MultispectralOptoelectronicScanner，1996年)。第一臺星載高光譜儀為美國TRW所推出HSI：HyperspectralImagers，384個波段，1997年8月25日)。第49頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星3）常用星載傳感器（1）MODIS（ModerateResolutionImagingSpectroradiometer：中分辨率成像光譜儀）

EOS（EarthObservingSystem）衛(wèi)星是美國地球觀測系統(tǒng)計劃中一系列衛(wèi)星的簡稱。1999年12月18日，EOS的Terra（地球）（上午星：每日地方時上午10：30時過境）發(fā)射升空，主要目的是觀測地球表面。第50頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星2002年5月4日，EOS的Aqua（水）（下午星：每日地方時下午1：30時過境）發(fā)射升空，主要目的是觀測地球海洋。MODIS是搭載在Terra（上午星）（EOS-AM1）、Aqua（下午星）（EOS-PM1）衛(wèi)星上的傳感器。MODIS是被動式成像分光輻射計，共有490個探測器。第51頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星MODIS（傳感器）特點：①軌道：太陽同步極軌。②平均高度：705km③圖像幅寬：2330km(垂軌)X10km(星下點順軌)。④重訪周期：1-2天。第52頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星MODIS（傳感器）特點：⑤地面分辨率：250m（Band1-2），500m（Band3-7），1000m（Band8-36）。⑥波段：0.4-14.4μm，36個波段。⑦光譜分辨率：10nm（Band9-15）。其余的為15-300nm不等。第53頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星（2）Hyperion1994年下半年，美國NASA開始制訂新千年計劃(NMP：NewMillenniumProgram)。NMP的目的是通過發(fā)射試驗衛(wèi)星來驗證一系列21世紀衛(wèi)星新技術，稱為飛行驗證。在2000年以前已列入3項計劃的有：地球觀測（EO：EarthObserving）計劃；深空探測（DS：DeepSpace）計劃；空間技術（ST：SpaceTechnology）計劃。第54頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星

EO衛(wèi)星計劃已確定3項任務：EO-1、2、3。目前，EO-1衛(wèi)星已發(fā)射，EO-2、3衛(wèi)星尚未發(fā)射。2000年11月21日，美國NASA發(fā)射了一顆的衛(wèi)星--地球觀測-1（EO-1：EarthObserving-1）衛(wèi)星。EO-1內裝：先進陸地成像儀（ALI：AdvancedLandImager）、LEISA（大氣校正儀LAC）和高光譜成像儀(Hyperion)等3臺儀器。

第55頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星高光譜儀：LEISA大氣校正儀LAC（LEISAAtmosphericCorrector）：有256個波段，0.85~1.65μm，光譜分辨率：1.0~2.5nm。高光譜成像儀(Hyperion)第56頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3高光譜類衛(wèi)星Hyperion（傳感器）特點：①軌道：太陽同步軌道。②平均高度：700km。③掃描寬度：7.5km。④重訪周期：16天。⑤波段：0.4～2.5μm，波段數(shù)220。⑥地面分辨率：30m。⑦光譜分辨率：10nm。第57頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.4SAR類衛(wèi)星（雷達衛(wèi)星）

衛(wèi)星上載有合成孔徑雷達（SAR）的對地觀測遙感衛(wèi)星的統(tǒng)稱。自1978年6月27美國發(fā)射了第一顆載有SAR的衛(wèi)星Seasat以后，俄羅斯、歐空局、加拿大、日本、印度等都分別發(fā)射了許多SAR衛(wèi)星，如SeasatSAR,AlmazSAR,JERS-1SAR,ERS-1/2SAR，與它們搭載在同一遙感平臺上還裝載著其他傳感器，用于海洋和陸地探測。第58頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3氣象衛(wèi)星氣象衛(wèi)星（MeteorologicalSatellite）：從外層空間對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛(wèi)星。實際外文網(wǎng)站：Weathersatellite。遙感探測儀器①成像儀：采集大氣窗口的數(shù)據(jù)。②垂直探測儀：采集大氣吸收帶及其邊緣的數(shù)據(jù)。第59頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3氣象衛(wèi)星氣象衛(wèi)星分類

按軌道分為：地球靜止軌道氣象衛(wèi)星（GeostationaryMeterologicalSatellite，簡稱GMS）和太陽同步軌道氣象衛(wèi)星，也稱極地軌道氣象衛(wèi)星（簡稱：PolarOrbitingMeterologicalSatellite，POMS）。按是否用于軍事目的分為：軍用氣象衛(wèi)星和民用氣象衛(wèi)星。到目前為止，美國、蘇聯(lián)、日本、歐洲空間局、中國、印度等共發(fā)射了100多顆氣象衛(wèi)星。第60頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星

靜止軌道氣象衛(wèi)星又稱為高軌氣象衛(wèi)星，或地球同步軌道氣象衛(wèi)星。特點：時間分辨率高，20-30分鐘獲得一次觀察資料，可連續(xù)觀察，時效性好，適于地區(qū)性、短期氣象業(yè)務。如：對監(jiān)測災害性天氣，海洋動力學等。探測儀器：可見光紅外自旋掃描輻射計（VISSR：VisibleandInfraredSpin-ScanRadiometer）。第61頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星（1）美國GOES衛(wèi)星美國的靜止氣象衛(wèi)星也經歷了試驗和業(yè)務兩個階段。試驗階段的衛(wèi)星ATS1～6。1966.11.07～1974.5.30。ATS（ApplicationTechnologySatellite，應用技術衛(wèi)星）采用LEO軌道衛(wèi)星系統(tǒng)用于氣象、通迅、衛(wèi)星穩(wěn)定技術的實驗。

第62頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星業(yè)務階段

GOES（GeostationaryOperationalEnvironmentalSatellite，地球靜止軌道環(huán)境業(yè)務衛(wèi)星），采用雙星運行體制，GOES-East衛(wèi)星和GOES-West衛(wèi)星分別定點在75°W和135°W的赤道上空，覆蓋范圍為20°W～165°E，占近1/3地球面積。第63頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星第1代業(yè)務靜止氣象衛(wèi)星GOES1～3。有效載荷：GOESA～C。1975.10.16～1978.06.16。采用自旋穩(wěn)定方式，主要裝載了可見光/紅外掃描輻射計（VISSR）。第2代業(yè)務靜止氣象衛(wèi)星GOES4～5，G，7。有效載荷：GOESD～H。1980.09.09～1987.02.26。采用自旋穩(wěn)定方式，主要改進是采用可見光紅外自旋掃描大氣輻射探測儀（VAS），又增加了大氣探測器，從而能進行垂直溫度和濕度探測。第64頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星第3代業(yè)務靜止氣象衛(wèi)星GOES8～12。有效載荷：GOESI～M。1994.04.13～2001.07.23。采用三軸穩(wěn)定，星上垂直探測器和成像儀可同時獨立進行探測，分辨率和靈敏度大為提高。第65頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星第4代業(yè)務靜止氣象衛(wèi)星GOES13～15。有效載荷：GOESN～P。2006.05.24～2010.03.04。擁有更穩(wěn)定的平臺支持更新的成像儀、垂直探測器和太陽X射線成像儀(SXI)等。第5代業(yè)務靜止氣象衛(wèi)星計劃于2012年發(fā)射。

第66頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星（2）印度INSAT衛(wèi)星“印度衛(wèi)星”（INSAT）是集通信、廣播和氣象探測于一身的多功能靜止衛(wèi)星。第一代INSAT-1多用途衛(wèi)星INSAT-1A～D。1982.04.10-1990.06.12。C波段、S波段信號轉接器，向全國各提供通信和電視節(jié)目的轉播，同時還進行氣象和災害的預警功能。第67頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星第二代INSAT-2衛(wèi)星總共5顆，其中有氣象探測功能:INSAT-2A/2B/2E。1992.07.09～1993.06.04。衛(wèi)星裝載了18臺C-波段和兩臺S-波段的信號接收和發(fā)送器，一臺2千米分辨率(IR8千米)氣象成像系統(tǒng)。第68頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星第三代INSAT-3衛(wèi)星總共4顆，其中有氣象探測功能:INSAT-3B/3A。2000.03.12-2003.04.10。它可以傳送無線通訊、電視廣播、氣象信息，以及衛(wèi)星輔助搜救服務，其壽命為12年。Insat-3A，有12個C波段、6個擴展C波段、6個Ku波段。第69頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1靜止軌道氣象衛(wèi)星2002年9月12日發(fā)射了METSAT（改名作為“KALPANA-1”）

采用地球同步轉移軌道（GTO）。衛(wèi)星上裝載有一臺甚高分辨率輻射計(VHRR)，它能用可見光、水氣和熱紅外三個譜段獲取地球的圖像。其可見光譜段的空間分辨率為2km×2km，水氣和熱紅外譜段的空間分辨率為8km×8km。第70頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星

極地軌道氣象衛(wèi)星又稱為低軌氣象衛(wèi)星，或太陽同步軌道氣象衛(wèi)星。特點：中等重復周期，中期數(shù)值天氣預報、氣候演變預測、全球生態(tài)環(huán)境變化（如：大氣成分變化）、軍事資料等。探測儀器（有效載荷）：自動圖像傳輸儀（APT）、電視攝像機、掃描輻射計、垂直濕度輪廓輻射儀、數(shù)據(jù)收集平臺轉發(fā)設備等。第71頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星（1）美國NOAA衛(wèi)星美國極軌氣象衛(wèi)星系列包括NOAA、DMSP和NPOESS。NOAA：NationalOceanicandAtmosphericAdministration，（美國）國家海洋和大氣管理局。DMSP：DefenseMeteorologicalSatellitesProgram，國防氣象衛(wèi)星計劃。NPOESS：NationalPolarOrbitingOperationalEnvironmentalSatelliteSystem，國家極軌業(yè)務環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)。第72頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星第一代稱為TIROS實驗衛(wèi)星系列TIROS試驗氣象衛(wèi)星系列Tiros1～10，ESSA1～2。有效載荷：TirosA～B（A-1～A-3）、TirosD（A-9）、TirosE（A-50）、TirosF2（A-51）、TirosG～I（A-52～A-54）、TirosOT1～OT3。1960.4.1～1966.2.28年。TIROS（TelevisionInfraredObservationSatellite：電視攝影及紅外觀測衛(wèi)星）最后兩顆才是太陽同步軌道衛(wèi)星。第73頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星TOS實用氣象衛(wèi)星系列

ESSA3～9。有效載荷：TOSA～G。1966.10.2～1969.2.26。TOS（TIROSOperationalSatellite：TIROS工作衛(wèi)星）ESSA：（EnvironmentalScienceServicesAdministration，環(huán)境科學服務業(yè)務衛(wèi)星）。均為太陽同步軌道氣象衛(wèi)星。

第74頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星第二代稱為ITOSITOS1，NOAA1，ITOSB，NOAA2，ITOSE，NOAA3～5。有效荷載：TIROS-M和ITOSA～B，ITOSD～H。1970.1.23-1976.7.29。ITOS（ImprovedTIROSOperationalSatellite：Tiros改進型工作衛(wèi)星）氣象衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定第75頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星第三代稱為TIROSN業(yè)務氣象衛(wèi)星TIROSN（ATN）TIROS-N，NOAA6，NOAAB,NOAA-7,12,17。有效載荷：TIROS-N，

NOAAA～D，M。1978.10.13-2002.6.24。AdvancedTIROSNNOAA8～11，13～16，18～19。有效載荷：NOAAE～I，K，K～L，N～O）。1983.3.28-2009.2.6。采用三軸穩(wěn)定方式。第76頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星（2）蘇聯(lián)/俄羅斯Meteor衛(wèi)星試驗階段蘇聯(lián)早在1964.8.28～1969.2.1年間就發(fā)射了20多顆“宇宙”（Cosmos）系列衛(wèi)星進行氣象探測試驗。最后一顆：Meteor：1969年2月1日第77頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星業(yè)務階段第一代極軌氣象衛(wèi)星Meteor1(流星-1)總共31顆，Meteor1-01～31。發(fā)射于1969.03.26～1981.07.10。MeteorMMeteor1-01～17，19～24，26～27。1969.03.26～1977.04.05

第78頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星Meteor-PrirodaMeteor1-18，25，28～31。1974.07.09～1981.07.10第二代極軌氣象衛(wèi)星Meteor2Meteor2-01～03，Cosmos1045，Meteor2-04～21。1975.07.11～1993.08.31第三代極軌氣象衛(wèi)星Meteor3共7顆，Cosmos1612，Meteor3-01～06，1984.11.27～1994.01.25第79頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星第四代極軌氣象衛(wèi)星Meteor3MMeteor3M-N1，2001年12月10日發(fā)射。Meteor3M-N2未發(fā)射。第80頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.3中國氣象衛(wèi)星1）風云一號（FY-1）風云一號氣象衛(wèi)星（FY-1）是中國研制的第一代太陽同步軌道氣象衛(wèi)星。共4顆，風云一號A～D。1988.9.7～2002.5.15第81頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星風云一號C特點：軌道：近極地太陽同步軌道平均高度：863km。重訪周期：1.061天。掃描寬度：2800km（10個通道）?？臻g分辨率：10個通道1.1km；4個通道4km。輻射分辨率：1024個等級（10個通道）。第82頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2極地軌道氣象衛(wèi)星2）風云二號（FY-2）共5顆，風云二號A～E。兩顆試驗星（風云二號A～B），三顆業(yè)務星（風云二號C～E）。3）風云三號（FY-3）

風云三號：2008年5月27日發(fā)射成功。4）風云四號（FY-4）風云四號氣象衛(wèi)星是我國第二代靜止氣象衛(wèi)星，正在研制。第83頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.4氣象衛(wèi)星主要觀測內容1）衛(wèi)星云圖的拍攝。2）云頂溫度、云頂狀況、云量和云內凝結物相位的觀測。3）陸地表面狀況的觀測，如冰雪和風沙，以及海洋表面狀況的觀測，如海洋表面溫度、海冰和洋流等。4）大氣中水汽總量、濕度分布、降水區(qū)和降水量的分布。第84頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.4氣象衛(wèi)星主要觀測內容5）大氣中臭氧的含量及其分布。6）太陽的入射輻射、地氣體系對太陽輻射的總反射率以及地氣體系向太空的紅外輻射。7）空間環(huán)境狀況的監(jiān)測，如太陽發(fā)射的質子、α粒子和電子的通量密度。第85頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4微波遙感基礎5.4.1微波1）概念（略）2）微波波段第86頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.1微波波段代號標稱波長(cm)頻率波長(GHz)波長范圍(cm)P651-0.330-100L221-230-15S102-415-7.5C54-87.5-3.75X38-123.75-2.5Ku212-182.5-1.67K1.2518-271.67-1.11第87頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.1微波波段代號標稱波長(cm)頻率波長(GHz)波長范圍(cm)Ka0.827-401.11-0.75U0.640-600.75-0.5V0.460-800.5-0.375W0.380-1000.375-0.3在微波遙感中，廣泛應用L波段、C波段、X波段，有時也用P波段。第88頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.1微波波段頻率（GHz）測量對象L1-2波浪S3-4地質C4-8土壤水分X8-12降雨Ku12-18風，冰，大地水準面K18-27植被Ka27-40雪W80-100云第89頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點1）微波性質微波的基本性質通常呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個特性。（1）穿透對于玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收。（2）反射對金屬類東西，強烈反射微波。第90頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點（3）吸收水和食物會吸收微波而使其中的極性分子高頻振動從而發(fā)熱。如：微波爐。物質吸收微波的能力，主要由其介質損耗因數(shù)來決定。介質損耗因數(shù)大的物質對微波的吸收能力就強，相反，吸收微波的能力也弱。極性分子：分子內部正負電荷分布不對稱，顯示局域電荷特性。第91頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點（4）非電離性微波的量子能量不足與改變物質分子的內部結構或破壞分子之間的鍵。但在物理學方面，分子、原子與核系統(tǒng)所表現(xiàn)的許多共振現(xiàn)象都發(fā)生在微波的范圍，因而微波為探索物質的基本特性提供了有效的研究手段。如：深脂熔脂儀——采用微波共振技術。第92頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點2）微波的熱效應和非熱效應（1）熱效應因為微波具有穿透性，當微波穿透某種物質時，這種物質吸收微波的能量，物質中極性分子在微波高頻電場的作用下反復快速取向轉動而摩擦生熱，引起溫度的升高。第93頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點（1）熱效應-續(xù)當微波的功率密度為0.5w/cm2、單個脈沖釋放的能量達到20J/cm2時，會造成人體皮膚輕度燒傷；當功率密度為20w/cm2時照射2秒，可造成三度燒傷；當功率密度為80w/cm2時，僅1秒就可使人喪命。103～104W/cm2時，會在很短的時間內使目標受高熱而破壞，甚至能夠提前引爆導彈中的戰(zhàn)斗部或炸藥。金屬不受熱效應的影響。第94頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點（2）非熱效應指除熱效應以外的其他效應，例如電效應、磁效應及化學效應等。①使微生物的生理活性物質發(fā)生變化。②電場也會使細胞膜附近的電荷分布改變，導致細胞膜功能障礙。③微波還可以導致細胞DNA和RNA分子結構中的氫鍵松弛、斷裂和重新組合。第95頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點微波武器非熱效應的殺傷作用殺傷人員當微波照射強度低時，微波的功率密度達到13mw/cm2，使導彈和雷達的操縱人員、飛機駕駛員以及炮手、坦克手等的生理功能紊亂（如煩躁、頭痛、記憶力減退、神經錯亂以及心臟功能衰竭等）。只要目標的縫隙大于微波的波長，微波就可以經過這些縫隙進入目標的內部，還可通過玻璃或纖維等不良導體進入駕駛艙內，殺傷里面的人員。第96頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點破壞各種武器系統(tǒng)中的電子設備

當微波的功率密度為0.01～1μW/cm2時，可以干擾相應頻段的雷達、通信、導航設備的正常工作；0.01～1W/cm2時，可使探測系統(tǒng)、武器系統(tǒng)設備中的電子元器件失效或燒毀；10～100W/cm2時，高頻率微波輻射形成的瞬變電磁場可使金屬表面產生感應電流，通過天線、導線、電纜和各種開口或縫隙耦合到衛(wèi)星、導彈、飛機、艦艇、坦克、裝甲車輛等內部，破壞各種敏感元件。如傳感器和電子元器件，使元器件產生狀態(tài)反轉、擊穿，出現(xiàn)誤碼、記憶信息抹掉等。第97頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點能夠攻擊隱身武器隱身武器除了具有獨特的氣動外形設計以減少雷達反射波之外，更重要的是采用吸波材料，吸收雷達要探測的電磁波。高頻率微波源的發(fā)射功率足以抵消這種隱身效果，輕者可使機毀人亡，重者甚至可使武器即刻熔化。第98頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點3）微波特點（1）微波能夠夜間工作，具有穿透云層、霧和小雨的能力，因此微波能全天候，全天時工作；（2）對某些地物具有特有的波譜特征如：微波波段冰、水的的比輻射率懸殊，分別為0.4和0.99，可以很好區(qū)分。對金屬強的強烈反射。第99頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點（3）微波對某些地物有穿透能力如對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力，可以探測林中的軍事目標、地下古墓等。趨膚深度：電磁波衰減(振幅減小)1/e倍(約37%)的穿透深度。式中：

ε：地物介電常數(shù)；

σ：地物導電率；H：穿透深度。第100頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點如對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力，可以探測林中的軍事目標、地下古墓等。L波和P波比K或X波段更有穿透力。對于森林，C波段雷達波長較短，所以在樹冠就反射了，沒有穿透力；但其它較長波段，由于大多數(shù)樹葉較小對雷達波的傳播不影響。第101頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.2微波特點（4）微波遙感器可采用多頻率、多極化、多視角方式工作，具有多普勒效應，從而獲取目標的多種信息。（5）可以記錄目標的相位信息，通過相位差，確定兩點間距離的方法。（6）微波頻率很高，在不大的相對帶寬下，其可用的頻帶很寬，其信息容量大。第102頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3微波遙感傳感器1）分類（1）按成像方式分類：非成像遙感器和成像遙感器。非成像遙感器有微波散射計，雷達高度計，微波輻射計。微波散射計：測量地物表面（體積）的散射或反射特性，用于研究極化和波長變化對目標散射特征的影響。雷達高度計：根據(jù)往返雙程的時延，測量計算遙感平臺到目標距離。第103頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3微波遙感傳感器

微波輻射計（MicrowaveRadiometer）：直接接收物體發(fā)射的微波。所測得的信號，不只是目標的亮度溫度，還包括了大氣層和其它一些影響。微波輻射計也用于其它遙感器的大氣修正。第104頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3微波遙感傳感器成像遙感器分為微波輻射計，側視雷達，合成孔徑側視雷達。微波掃描輻射計（MicrowaveScanningRadiometer）：有掃描功能的微波輻射計。微波掃描輻射計有兩種掃描方式：機械方式：用機械方法旋轉天線，實現(xiàn)多頻率掃描。（缺點：慣性大、速度慢。）電子方式：采用可控射束掃描天線（相控陣天線），通過相位消除或增強的方法改變天線的指向。第105頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3微波遙感傳感器（2）按輻射源分類：被動遙感器和主動遙感器。被動（無源）遙感器有：微波輻射計。主動（有源）遙感有：微波散射計，雷達高度計，真實孔徑雷達，合成孔徑側視雷達（SAR）等。雷達（此處略，單獨有一節(jié)講解）第106頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3微波遙感傳感器2）微波傳感器的觀測內容（1）SAR類傳感器主要觀測海浪、內波、海底地形、淺海水深、邊界流、渦旋和鋒面，準確地確定海水邊界、海冰類型、密集度和冰間水域、能監(jiān)測油膜污染、艦船和海岸帶變遷等。內波：流體運動中最大振幅在流體內或在一個內邊界上的波動。第107頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3微波遙感傳感器（2）微波輻射計主要用于探測土壤溫度、海面溫度、降水、大氣水汽含量、積雪、土壤成分；還可以得到植被生長情況，對農作物進行估產。（3）雷達高度計可獲得海浪的有效波高、洋流、波浪、潮汐等海洋動力學參數(shù)。第108頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3微波遙感傳感器（4）微波散射計可以測量海面風速與風向，從而測到海面風場，可應用于海洋動力學研究、海況預測及災害監(jiān)測等許多方面。第109頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎主動遙感利用地物后向散射；被動遙感利用地物微波輻射。微波與目標的相互作用，可以測量目標的后向散射特性、多普勒效應、極化（偏振）特性等，還可以反演目標的物理特性（介電常數(shù)、濕度等），及幾何特性（目標大小、形狀、結構、粗糙度等）多種有用信息。第110頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎1）微波的散射（1）表面散射①鏡面反射入射電磁波的波長大于物體表面的起伏程度（λ>h），則可看成“鏡面”，入射的能量與表面相互作用后形成兩束平面波，一束為表面向上的反射波，即鏡面反射。另一束為表面向下的折射波或透射波。鏡面反射微波很少返回到雷達接收機中，因此顯得很暗。第111頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎第112頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎②漫反射入射電磁波的波長小于物體表面的起伏程度（λ<h）或小于構成表面的顆粒的線度時，即使肉眼看上去是光滑的，對入射電磁波來說，仍是一個粗糙面，它對入射電磁波的反射是漫反射，亦即散射（這符合朗伯余弦定律），回波較強。另外一種稱為“角隅反射”，其反射回波強度更大。第113頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎2）體散射體散射指在介質內部產生的散射，為經多次散射后所產生的總有效散射。當介質不均勻，或不同介質混合的情況下，往往發(fā)生體散射。如：降雨(屬多個散射體分布)、土壤、積雪內部、植被等。3）散射截面與散射系數(shù)散射截面：一個可與目標等效的各向同性反射體的截面積。后向散射：沿電磁波入射方向返回的散射；第114頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎2）雷達方程式中：Wt：接收功率；Wτ：發(fā)射功率；G：天線增益；R：目標離雷達的距離；

σ：目標的雷達散射截面；Ar：接收天線孔徑的有效面積第115頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎3）多普勒效應(Doppler)

盡管對于飛機或空間飛行器的運動速度來說，頻率的改變是很小的，但它對遙感是有用的。遙感利用多普勒效應，可以觀測目標的運動，得到地表物體的信息，并可以通過外差技術測出和區(qū)分多普勒頻移，以避免產生圖像模糊，確保獲得高分辨率的雷達圖像。第116頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎4）地面目標特性（1）復介電常數(shù)物體的復介電常數(shù)ε反映本身的電學性質，它是由物質組成及濕度決定的。介電常數(shù)ε越大，回波強度越強，雷達圖像上色調越淺。例如：金屬橋梁、鐵軌、飛機的ε大，反射雷達波很強，呈淺色?；鶐r的ε大于沙丘的ε，因而在雷達圖像上，基巖較沙、沙丘色淺。第117頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎水的ε較大(約80分貝)，呈淺色。但若呈鏡面反射則雷達天線接收不到回波而呈黑色。地面物體不同的含水量將反映出不同的反射強度。（2）地形坡度（入射角θ）朝向飛機方向的坡面反射強烈，朝天頂方向就要弱些，背向飛機方向反射雷達波很弱，甚至沒回波。沒回波的地區(qū)稱為雷達盲區(qū)。其次，地形坡度產生陰影效果，增強了圖像的立體形狀。第118頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.4微波遙感基礎（3）表面粗糙度表面粗糙度對雷達回波有明顯反映，它可使雷達回波有40dB（分貝）的變化。鏡面反射，雷達天線幾乎不接收回波，圖像色調暗；漫反射，雷達回波增大，圖像色調淺，由于回波幅度具有隨機性，圖像呈現(xiàn)一系列亮度不一的光斑。第119頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5雷達1）雷達（Radar：RadioDirectionandRange）：無線電檢測和測距。2）雷達分類（1）按是否成像：成像雷達和非成像雷達。（2）按孔徑：成像雷達又分為真實孔徑雷達（RAR：RealApertureRadar）和合成孔徑雷達（SAR：SyntheticApertureRadar）。二者均為側視雷達。真實孔徑的空間分辨率較低（約為1km～2km量級）第120頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.1真實孔徑雷達1）側視雷達（SLAR：SideLookingApetureRadar）（1）天線的安裝與遙感平臺的運動方向形成一定的角度，朝向一側或兩側傾斜安裝，向側下方發(fā)射一束窄微波脈沖，覆蓋地面上的一個條帶,傳感器接收在這一條帶上地物的反射波,從而形成一個圖像帶。隨著飛行器前進,不斷地發(fā)射這種脈沖波束,又不斷地接收回波,從而形成一幅一幅的雷達圖像。第121頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.1真實孔徑雷達A：飛行方向flightdirection；B：天底nadir；E：方位向azimuthflightdirection；D：距離向lookdirection；W：掃描寬度

swath

width第122頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.1真實孔徑雷達α：入射角incidenceangle；β：視角lookangle；L：斜距Slantdistance；D：地距Grounddistance；

第123頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.1真實孔徑雷達（2）分辨率①距離分辨率：在側視方向上(垂直于航行方向上)，能分辨兩個目標的最小距離。

式中：c：波速

τ：脈沖寬度

φ：俯角第124頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.1真實孔徑雷達距離分辨力與距離無關。脈沖寬度越大，俯角越大，距離分辨率越低。減小脈沖寬度使作用距離減小，為了保持一定的作用距離，需加大發(fā)射功率，造成設備龐大，費用昂貴。目前一般是采用脈沖壓縮技術來提高距離分辨力。第125頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.1真實孔徑雷達②方位分辨率：沿航線方向上，能分辨兩個目標的最小距離。式中：

R：為傳感器距目標的距離；

β：波瓣角；

λ：波長；

D：天線孔徑。發(fā)射波長越短、天線孔徑越大、距離目標地物越近，則方位分辨率越高第126頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.1真實孔徑雷達2）真實孔徑雷達（RAR：RealApertureRadar）以實際孔徑天線進行工作的側視雷達。要提高方位分辨力，需采用波長較短的電磁波，加大天線孔徑和縮短觀測距離。這幾項措施無論在飛機上或衛(wèi)星上使用時都受到限制。目前是利用合成孔徑側視雷達來提高側視雷達的方位分辨力。第127頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.2合成孔徑雷達合成孔徑雷達是(SAR：SyntheticApertureRadar)：利用遙感平臺的勻速前進運動，將一個小孔徑的天線安裝在平臺的側方，以一定的時間間隔發(fā)射一個脈沖信號，天線在不同位置上接受回波信號，保存接收信號的幅度和相位。使一個小孔徑天線，起到了大孔徑天線的作用，提高方位分辨率的雷達。每個反射信號在數(shù)據(jù)膠片上，連續(xù)記錄成間距變化的一條光柵狀截面，形成的整個圖像是相干圖像，它需經處理后，才能恢復地面的實際圖像。第128頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.2合成孔徑雷達合成孔徑雷達方位分辨率：由于雙程相移，方位分辨力還可提高一倍，即Rs=D/2。第129頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.3側視雷達圖像的幾何特征1）斜距投影側視雷達圖像在垂直飛行方向（y）的像點位置是以飛機和目標的斜距來確定，稱之為斜距投影。圖像點距離星下點的距離為：第130頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.3側視雷達圖像的幾何特征第131頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.3側視雷達圖像的幾何特征2）圖像幾何特點（1）垂直飛行方向（y）的比例尺由小變大。因此，距離星下點越遠，比例尺越大。第132頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.3側視雷達圖像的幾何特征（2）透視收縮器的山坡影像被壓縮，這一部分往往表現(xiàn)為較高的亮度，坡底的收縮度比坡頂大；山坡的坡度越大，收縮量越大。背向傳感器的山坡被拉長，還會出現(xiàn)不同地物點重影現(xiàn)象。第133頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.3側視雷達圖像的幾何特征第134頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.3側視雷達圖像的幾何特征（3）頂?shù)孜灰飘斆嫦蚶走_的山坡很陡時，出現(xiàn)山頂比山底更接近雷達的情況，因此，在圖象的距離方向，山頂和山底的相對位置顛倒。與中心投影影像投影差位移的方向相反，位移量也不同。收縮度：坡頂?shù)氖湛s度比坡底大。第135頁，課件共163頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.5.3側視雷達圖像的幾何特征第136頁，課件共163頁，創(chuàng)作