一科学技术前沿系列丛书 类的特征信息,直接找油;用于石油、天然气长输管道的选线,大 型工程选址。1991年新疆库尔勒、乌鲁木齐到河南洛阳的 3700km石油管道选线,1992年陕甘宁靖边至北京的输气管道 选线都是利用了卫星遥感技术。塔里木盆地6×105km2面积只 要用57幅卫星遥感图像,通过计算机就能镶嵌成一幅全盆地影 像图,地物景观真实,为油气远景开发提供了可靠资料。石油遥 感所处理了1976年以来黄河三角洲的卫星遥感图像,系统认识 了这一地区沿岸和海底变化,认识了河口及海岸冲淤的变化规 律,为胜利油田和黄委会治理黄河入海口,开发三角洲提供依 据,直接为黄河治理工程,油田入工河道、堤址、水库、电站和引 沙造路工程服务。卫星遥感技术在胜利油田的勘探开发、环境 监测中已收到了良好的应用效果。 (7)在矿产资源等方面应用 卫星遥感技术提供的地质信息为寻找矿产资源、考古、更新 地图等方面有很大效果。例如,在北京地区找到7个成矿区;巴 基斯坦找到2个铜矿区;在玻利维亚南部智利北部、阿根廷西 北部和秘鲁南部的沙漠和半沙漠地区发现320个干盐河和咸水 河,修改了以前地图上的86个威水湖的界线;在东撒哈拉沙漠 几米深的地下发现存在着河道及冲积沉积物,实地勘查又获得 了石器时代物品,表明一二十万年前,沿此古河道有人生存。 (8)在制作专题地图方面应用 利用卫星遥感图像制作各种专题地图。例如,纳米比亚为 北部森林编制计划,需增加1:5000和1:10000比例尺的卫星 影像地图320幅;蒙古将绘制乌兰巴托附近地区1:50000地图 25幅,用于测绘土地的覆盖和变化;孟加拉国在土地利用计划 中,制作1:50000卫星影像全国国土地图。这类专题地图还有 地质、矿产、水文植被、污染等各个方面。 28
一科学技术前沿系列丛书 4.卫星在导航定位方面的应用 全球定位系统( global positiOning system,GPS)的导航卫星 可为装有GPS接收机的舰船、飞机、车辆、导弹、卫星,以及探险 队、考察队等野外人员提供导航和定位用数据。GPS还可用于 大地基准测量,地球物理探矿;地壳形变、水坝等大型建筑物和 滑坡体的位移、油气田沉降监测;为航天发射场和测控站、火炮 阵地、油气钻井台、侦察目标等定位。 在公共交通管制方面的应用。GPS最大的特点是能够提 供精确的时间和位置信息。只要在跑道的已知位置设一GPS 信标机,就可引导飞机在跑道降落;在雷达夏盖不到的越洋航线 上,用于空中交通管制。在地面交通应用中,用于长途客货运等 场合。车队上的GPS接收机显示的位置数据能过继给调度室, 并显示在地图上,避免语音无线通信同时传输许多车队司机的 调度产生的干扰和混乱。 野生动物管理是GPS的另一种应用。人们已利用GPS接 收机跟踪监视美国蒙大那州的螃鹿和莫哈维沙漠中的龟,北海 的象、海豹等。 在地球动力学中的应用,GPS技术比常规大地测量速度更 快、精度更高,可在全球范围监测各大板块之间的相对运动、活 动断层的构造活动,为地震研究提供依据。日本在全国建立了 地壳形变监测网。1988年,我国在京津地区用3台GPS接收 机,建立了我国第1个地壳形变监测网,井将建立全国地壳形变 监测网,监测大陆地壳运动,预测地震,监测青藏高原地壳运动。 我国已完成西沙和南沙群岛与大陆联测,确定了南极乔治岛上 中国长城站的地理位置。河北省采用卫星导航定位与航空遥感 技术,查明广全省132个海岛的面积海岸线长度和地理位置。 29
一科学技术前沿系列丛书 5.卫星在救援方面的应用 国际搜索和营救卫星系统( COSPAS- SARSAT)是由美国 前苏联、加拿大、法国合作建立的,从1982年9月9日开始试 验,到1985年7月投入实用,这期间,世界上发生了194起船 只和飞机失事,有527人遇难,通过卫星搜索和营救了475人。 配备有应急信标机的用户,在失事时,信标机自动接通电源,不 断发出有失事类别(铅只、飞机等)登记号、国籍、坐标、时间和 失事性质的编码信息,卫星一旦收到这一信息,就能向地面站转 发,用户就能获救。这一种具有社会效益的人道主义应用已经 无法衡量其经济价值。 6.航天器在科学研究方面的应用 包括人造地球卫星、空间站和行星探测器在内的航天器在 科学研究方面的应用是多方面的,如天文学、生命科学、物理学 微重力科学等特别是前面提到的在空间科学方面的应用。对于 突发事件的应用,航天器更提供了有价值的科学资料,1994年7 月发生的苏梅克-列维9号( Shoerneker-Lavg9)彗星与木星碰 撞事件就是一例。这一千载难逢的天文事件,全世界共动用了 哈勃空间望远镜( Hubble space telescope)、伽里略木星探测器 Galileo probe)旅行者2号探测器( Voyager2 probe)尤利西斯 太阳探测器( Ulysses solar probe)、极紫外探险者卫星( extreme ultraviolet explorer satellile)和国际紫外探险者卫星 ( international ultraviolet explorer satellit)记录和测量这一碰撞 产生的能量辐射、木星天气层的温度变化、木星磁场和电磁辐射 变化等数据 30
科学技术前沿系列丛书 目的服务,航天技术首先在军事领域里得到应用,这一动力支持 和加速了航天技术和航天产业的发展进程。随着政治和军事这 需求得到满足和匡际形势缓和,先是出现军民结合的应用卫 星,而后军用和民用卫星分开,到现在,已形成各类卫星应用系 统。航天技术成果也向民用产业扩散,将新设备、新技术向其他 部门输送。航天技术的所有这些应用为国民经济和人民生活服 务,体现了它的经济效益和社会效益,有力地推动了国民经济发 展和社会的进步。 32
一科学技术前沿系列丛书— 诱导环境能通过测试和计算获得数据。 其实,航天器从制成出厂到发射,进入空间飞行还包括地面 运输和贮存环境,运载器发射时产生的振动、冲击、噪声和加速 度等力学环境。这些环境有的能通过测量和计算预见到,有的 能加以控制。空间环境则因太阳活动而变化,以及人类目前还 不知晓的潜在因素,需要不断探测,不断发现,改进航天器的设 计和制造。 1.地球大气层 地球大气层( earth atmosphere)的状态千变万化,且受昼夜、 季节、纬度和太阳活动而变化。地球大气层对航天器的影响有 以下三大方面。 (1)大气密度 大气密度随高度的递增按指数律迅速下降,从地面到 500km高度,大气密度降低12个数量级;从500~1000km,仅 降低2个数量级。虽然在500km左右的高空,大气密度很低, 航天器在飞行中仍会遇到大气阻力,使飞行速度慢慢下降,轨道 高度逐渐降低,最终在大气中陨落。由此可见,大气密度直接影 响了航天器的轨道寿命。例如,前苏联第1颗人造卫星的近地点 高度为228.5km,远地点高度为946.1km,轨道寿命为3个月。 即使中高轨道的航天器也会受大气阻力的影响。这是因为受到 太阳强烈活动影响,高层大气受热膨胀,增加了高层大气密度。 (2)大气压力 大气压力随高度的递增,基本上也按指数律下降。由地面 到350km,大气压力降低10个数量级,由350-700km降低2 个数量级。在这种真空环境中,一些材料和器件会发生一些物 理和化学变化。材料会失去内部溶解的气体和表面吸附的气 体,产生出气现象,再加上辐射和其他环境效应的共同作用,材 35