振动是指遥感卫星运行过程中除滚动、俯仰与偏航以外的非系统性的不稳定振动。 逼感卫星运行中的姿态变化对其所获取的数据有很大影响,扫描成图所获取的数据随时 间序列面变化,因此卫星的位置和倾斜的时间性变化干扰扫描图像质量,所以必须在平台上 装载姿态测量传感器和记录仪,并在使用数据前做几何校正。 二、遥感卫星的轨道参数 到地球以及月球和太阳引力 的往 各式各样、但对于遥感卫星来说,独立的轨道参数有六个,即开普勒的六个参数(图2-5)。 即 轨道长半轴():卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离: 轨道偏心率(e):椭园轨道焦距与长半轴之比,又称扁率。e=c/a 轨道倾角():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(Q):轨道上由南向北自春分点到升交点的弧长: 近提地时 苦的 定轨道的形状 基淮表 根据 ,根据 可的 面中轨 的位置及速度作为轨道零 数来代替上述六个参数。 72 卫型 远地点 近地点 a- 广丹交点赤逍 图2-5卫星的空间轨道 平均高度 运行周期:卫星运行周期是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:卫星重复周期是指卫星从某地上空开始运行,经过若干时间的运行后,到该 地上空时所需的天数。 降交点时刻:降交点时刻是指卫星经过降交点时的地方太阳时的平均值。 扫描带宽度:扫描带宽度是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 (舷向)宽度
振动是指遥感卫星运行过程中除滚动、俯仰与偏航以外的非系统性的不稳定振动。 遥感卫星运行中的姿态变化对其所获取的数据有很大影响。扫描成图所获取的数据随时 间序列面变化,因此卫星的位置和倾斜的时间性变化干扰扫描图像质量,所以必须在平台上 装载姿态测量传感器和记录仪,并在使用数据前做几何校正。 二、遥感卫星的轨道参数 (1)开普勒参数 用于表示遥感卫星轨道特征的数值组叫轨道参数。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。轨道参 数各式各样、但对于遥感卫星来说,独立的轨道参数有六个,即开普勒的六个参数(图 2-5)。 即 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(Ω):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; 过近地点时刻(t0):以近地点为基淮表示轨道面内卫星位置的量。 根据 a 和 e 可以确定轨道的形状和大小,根据 i 和Ω可确定轨道面的方向,根据ω可确 定轨道面中轨道的长轴方向。根据 t0 可求出任何一时刻卫星在轨道上的位置。以上参数由 于比较直观、易于理解,多用来表示轨道状况;有时也用三轴方向的位置及速度作为轨道参 数来代替上述六个参数。 图 2-5 卫星的空间轨道 (2)其他一些常用遥感卫星参数 卫星高度:卫星高度就是卫星距离地面的高程。根据开普勒第三定律,可以计算卫星的 平均高度。 运行周期:卫星运行周期是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:卫星重复周期是指卫星从某地上空开始运行,经过若干时间的运行后,到该 地上空时所需的天数。 降交点时刻:降交点时刻是指卫星经过降交点时的地方太阳时的平均值。 扫描带宽度:扫描带宽度是当卫星沿—条轨道运行时其传感器所观测的地面带的横向 (舷向)宽度
三、遥感卫星的轨道类型 遥感卫星在太空中的运行轨道对遥感数据的特征有很大影响,遥感卫星的轨道可分为多 种类型。最常见的是地球同步轨道和太阳同步轨道。地球同步轨道其运行周期等于地球的自 转周期 如 野,因此 象和通 赤遭高度高,能将大 也区 太阳同步轨道是指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,卫星轨道倾角很大,绕过地球极地地区,因此又称极轨卫星。在太阳同步轨道上,卫星 于同一纬度的地点,每天在同一地方时同一方向通过,即卫星轨道面永远与当时的“地心 日心连线”保持恒定角度。因此,太阳光的入射角几乎是固定的,这对于利用太阳反射光的 被动式传感器来说,具有很大的优点,使得卫星在不同时相对同一地区遥感时,太阳高度角 大致相等。 2.3.2 常用卫星遥感系统 一、陆地卫星系列 (一)、陆地卫星Landsat计划 表2-2 Landsat系列卫星运行参数 卫是留号 项目 Landsat 1~3 Landsat4/5.7 轨道高度 H 915ka 70k 轨道倾角 99.125° 98.22° 运行周期 103.26ain 98 gmin 长半轴 7285.438km 70R3.465km 降交点时间 9:42a 9:45an 重复周期 D 18天(251国) 16天(233周) 偏移系数 -1 -7 在赤道上相邻轨道间距离 159ka 172km 成像宽 185ka 在轨道上相邻轨道间重叠度 26km(14) 13n(7%)
三、遥感卫星的轨道类型 遥感卫星在太空中的运行轨道对遥感数据的特征有很大影响。遥感卫星的轨道可分为多 种类型。最常见的是地球同步轨道和太阳同步轨道。地球同步轨道其运行周期等于地球的自 转周期,如果从地面上个地方看过去,卫星在赤道上一点是静止不动的,所以又称静止轨道 卫星。静止轨道卫星能够长期观测特定的地区,卫星高度高,能将大范围的区域同时收入视 野,因此被广泛应用于气象和通讯领域中。 太阳同步轨道是指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,卫星轨道倾角很大,绕过地球极地地区,因此又称极轨卫星。在太阳同步轨道上,卫星 于同一纬度的地点,每天在同一地方时同一方向通过,即卫星轨道面永远与当时的“地心- 日心连线”保持恒定角度。因此,太阳光的入射角几乎是固定的,这对于利用太阳反射光的 被动式传感器来说,具有很大的优点,使得卫星在不同时相对同一地区遥感时,太阳高度角 大致相等。 2.3.2 常用卫星遥感系统 一、陆地卫星系列 (一)、陆地卫星 Landsat 计划 表 2-2 Landsat 系列卫星运行参数 项 目 卫星编号 Landsat 1~3 Landsat4/5,7 轨道高度 H 915km 705km 轨道倾角 i 99.125° 98.22° 运行周期 T 103.26min 98.9min 长半轴 a 7285.438km 7083.465km 降交点时间 t 9:42am 9:45am 重复周期 D 18 天(251 圈) 16 天(233 圈) 偏移系数 d -1 -7 在赤道上相邻轨道间距离 159km 172km 成像宽度 185km 185km 在轨道上相邻轨道间重叠度 26km(14%) 13km(7%)
表2-3版S和TM的观测参数 传感器 波段 波长(μ) IFOV 0.50.6绿色 80m 6 0.60.7红色 80m 0.7一0.8近红外 80m 0.8~1.1近红外 80m 0.45一0.52蓝色 30m 0.520.60绿色 30m Q.63-0.6的红色 0.76~0.90近红外 30厢 1.55一1.75相波红外 30m 10.412.5热红外 120n 7 208~2.35短波红外 表2-4ETM+的观测参数 洁长(um) 分辨率 覆盖范围 0.450.52蓝色 30m 0,52~0.60绿色 30m 0.63-0.69红色 30m 0760.90近灯外 301 1.55-1.75短波红外 36 183×170km 10.4~12.5近红列 60m 2.08-2.35短波红外 30m 050ne0全角 15m (二)、地球观测实验卫星SPOT计划 表2-5SP0T卫星轨道特征 轨首高度 H 8321m 长半轴 7200±500km 轨道顿角 98.7 运行周期 T 101.4min 降交占时间 t 10:30am±15m 重复周期 D 26天(369圈) 偏移系数 5 在轨道上相邻轨道间距离 108.4km 单台HRW图像幅宽 60km 两台RV宽 117km(重叠3ka 表2-6SP0T-l,2,3上HRV的观测参数 波段 波长(出■) IFOV 0.5-0.59绿色 90. 0.61~-0.68红色 X53 0.78一0.89近红外 20m PA 0.51~0.73 10m
表 2-3 MSS 和 TM 的观测参数 传感器 波段 波长(μm) IFOV MSS 4 0.5~0.6 绿色 80m 5 0.6~0.7 红色 80m 6 0.7~0.8 近红外 80m 7 0.8~1.1 近红外 80m TM 1 0.45~0.52 蓝色 30m 2 0.52~0.60 绿色 30m 3 0.63~0.69 红色 30m 4 0.76~0.90 近红外 30m 5 1.55~1.75 短波红外 30m 6 10.4~12.5 热红外 120m 7 2.08~2.35 短波红外 30m 表 2-4 ETM+的观测参数 波长(μm) 分辨率 覆盖范围 0.45~0.52 蓝色 30m 183×170km 0.52~0.60 绿色 30m 0.63~0.69 红色 30m 0.76~0.90 近红外 30m 1.55~1.75 短波红外 30m 10.4~12.5 近红外 60m 2.08~2.35 短波红外 30m 0.50~0.90 全色 15m (二)、地球观测实验卫星 SPOT 计划 表 2-5 SPOT 卫星轨道特征 轨道高度 H 832km 长半轴 a 7200±500km 轨道倾角 i 98.7° 运行周期 T 101.4min 降交点时间 t 10:30am±15m 重复周期 D 26 天(369 圈) 偏移系数 d +5 在轨道上相邻轨道间距离 108.4km 单台 HRV 图像幅宽 60km 两台 HRV 幅宽 117km(重叠 3km) 表 2-6 SPOT-l,2,3 上 HRV 的观测参数 波段 波长(μm) IFOV XS1 0.5~0.59 绿色 20m XS2 0.61~0.68 红色 20m XS3 0.78~0.89 近红外 20m PA 0.51~0.73 10m
表2-7SP0T-4上HRVIR的观测参数 波段 波长《4围) XS1 0.50.59绿色 20m XS2 0.610.68红色 20m 0.780.89近红外 20 X54 1.581.75短波红外 PA 0.61-0.68 (三)、中巴地球资源一号卫星计划 表2-8资源 传感器名称 相机 传感器类型 推扫式 推扫式(分立相机)振荡扫描式(前向和反向》 1,0.45-0.52费米 2:0.52~0.59微米 10.0.630.69米 可见/近红外波段 -0.69微米 11:0.7~0.89微米 6:0.50-0.90微米 5:0.51-0.73微米 无 7:1.55一1.75微米 短波红外波段 8:2.08-2.35微米 热红外波段 无 无 9:10.412.5微米 辐射量化 8bit 8bit 8bit 扫描带宽 113公里 890公里 119.5公里 每波段象元数 5812象元 3456象元 波段6、7、8:1536象元 波段9:768象元 空间分辨率(星下点) 19.5米 258米 波段6、7、8:78米 波段9:156米 且右视功传 有(-32°-+32°) 无 无 视场角 8.32° 59g。 880- 表2-90 rbview4卫星特征参数 成像模式 全色 多光蒂 超光诺 空间分莽率/加 4 成像谱段数 200 450-520 520600 谱段成像/但 450-900 450-2500 625695 760900 幅宽/km 8 5 成像面积/k如 64 25 垂访用期 小于3天 轨道高度/ 设计寿命 5年
表 2-7 SPOT-4 上 HRVIR 的观测参数 波段 波长(μm) IFOV XS1 0.5~0.59 绿色 20m XS2 0.61~0.68 红色 20m XS3 0.78~0.89 近红外 20m XS4 1.58~1.75 短波红外 PA 0.61~0.68 10m (三)、中巴地球资源一号卫星计划 表 2-8 资源一号卫星传感器的基本参数 传感器名称 CCD 相机 宽视场成像仪(WFI) 红外多光谱扫描仪 (IRMSS) 传感器类型 推扫式 推扫式(分立相机) 振荡扫描式(前向和反向) 可见/近红外波段 1:0.45~0.52 微米 2:0.52~0.59 微米 3:0.63~0.69 微米 4:0.77~0.89 微米 5:0.51~0.73 微米 10:0.63~0.69 微米 11:0.77~0.89 微米 6:0.50~0.90 微米 短波红外波段 无 无 7:1.55~1.75 微米 8:2.08~2.35 微米 热红外波段 无 无 9:10.4~12.5 微米 辐射量化 8bit 8bit 8bit 扫描带宽 113 公里 890 公里 119.5 公里 每波段象元数 5812 象元 3456 象元 波段 6、7、8:1536 象元 波段 9:768 象元 空间分辨率(星下点) 19.5 米 258 米 波段 6、7、8:78 米 波段 9:156 米 具有侧视功能 有(-32°~+32°) 无 无 视场角 8.32° 59.6° 8.80° 表 2-9 Orbview4 卫星特征参数 成像模式 全色 多光谱 超光谱 空间分辨率/m 1 4 8 成像谱段数 1 4 200 谱段成像/nm 450~900 450~520 450~2500 520~600 625~695 760~900 幅宽/km 8 5 成像面积/km2 64 25 重访周期 小于 3 天 轨道高度/km 470 设计寿命 5 年
表2-100 rbview3卫星特征参数 成像模式 全色 多光谱 空间分端教/m 4 成像谱段数 1 4 450520 520-600 话段成像/m 450-900 625695 760-900 幅宽km 成像而积/八km 64 重法思期 小于3天 轨道高度 设计寿命 5年 表2-11 QuickBird卫星主要成像参数 成像方式 推扫式成像 传感器 全波段 多光 分拼率 0.61米(星下点) 24米(星下点) 蓝:450-520nm 波长 450-900mm 绿:520-600m 红.630-690 近红外:760-900m 量化值 11位 星下点成像 沿轨/横轨迹方向(+/-25度) 立体成像 沿轨/横轨迹方向 辐照宽度 以星下点轨迹为中心,左右各272公里 成像模式 单景16.5公里X16.5公里 条带16.5公里X165公里 轨道高度 450公甲 倾角 98度(太阳同步) 重访周期 6天(70里米分辨率,取决于纬度高低) 二、气象卫星系列 去2-12 AVHRR波铅参数 通逍 泼长(μm】 0.58-0.6 天气预报、云边景图,冰雪探深 0.7251.10 水体位置、并雪融化、植被和农作物评价及草场调查 3 3.55-393 海面湿度、夜间云覆盖、水陆边界、森林火灾、禾草燃烧探测 10301130 11.50-12.50 海面湿度、昼夜云量、士堆湿度
表 2-10 Orbview3 卫星特征参数 成像模式 全色 多光谱 空间分辨率/m 1 4 成像谱段数 1 4 谱段成像/nm 450~900 450~520 520~600 625~695 760~900 幅宽/km 8 成像面积/km2 64 重访周期 小于 3 天 轨道高度/km 470 设计寿命 5 年 表 2-11 QuickBird 卫星主要成像参数 成像方式 推扫式成像 传感器 全波段 多光谱 分辨率 0.61 米(星下点) 2.44 米(星下点) 波长 450-900nm 蓝: 450-520nm 绿: 520-600nm 红: 630-690nm 近红外:760-900nm 量化值 11 位 星下点成像 沿轨/横轨迹方向(+/-25 度) 立体成像 沿轨/横轨迹方向 辐照宽度 以星下点轨迹为中心,左右各 272 公里 成像模式 单景 16.5 公里 X 16.5 公里 条带 16.5 公里 X 165 公里 轨道高度 450 公里 倾角 98 度(太阳同步) 重访周期 1 – 6 天 (70 厘米分辨率,取决于纬度高低) 二、气象卫星系列 表 2-12 AVHRR 波段参数 通道 波长(μm) 主要应用(1.1km 分辨率) 1 0.58~0.68 天气预报、云边景图,冰雪探测 2 0.725~1.10 水体位置、并雪融化、植被和农作物评价及草场调查 3 3.55~3.93 海面湿度、夜间云覆盖、水陆边界、森林火灾、禾草燃烧探测 4 10.30~11.30 海面湿度、昼夜云量、土壤湿度 5 11.50~12.50 海面湿度、昼夜云量、土壤湿度