卫星参数表(实力扫盲)

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卫星参数表(实力扫盲)

卫星参数表就像产品解释书,瞄一看就知道卫星的大概性能和用处。通常卫星参数表都分两栏,据说没看过【5min喵学堂】的人都是这样看过去的↓↓

○轨道参数○

这一栏通常瞄瞄就过去了,不知道有什么用

○有效载荷参数○

这一栏通常眼睛就聚焦在空间分辩率,ok,也差不多过去了。有些连题目都看不懂大喊说人话的也不少。

然后告知喵叫兽5秒就看完了。注意!下面5分钟喵不仅要让你看完,而且要你看懂!让你从这两张让人看得性冷漠的表格中发明一片星空!!

以高分一号为例

轨道参数我们可以懂得成卫星是怎么转的,当然是绕着地球转罗,但是怎么绕呢,轨道类型、轨道高度、轨道倾角这三个参数我们只要懂得了太阳同步轨道这个概念就能拿下。

先看看下面这张GF1的运行轨迹图

从这张图你能脑补出3d的太阳同步轨道吗

太阳同步轨道

卫星的轨道面和太阳的取向一致,每天转动1,轨道倾角大于90(<100)且在两极邻近通过,又称为近极地太阳同步卫星轨道,高度在500-1000公里之间。

太阳同步轨道相似下图的极轨轨道,太阳同步轨道卫星每次都在同一时光飞越当地上空,也就是太阳都是从同一角度照耀该地,因此每次拍摄的照片都是在同一照度下取得的,这样比较可以获得更多信息,这对比相侦查卫星、气候卫星、资源卫星都很有利。卫星以雷同方向经过同一纬度的处所时总是雷同的。地球观测卫星通常都在太阳同步轨道上定期监测地球。

图上另外一条静止卫星所在的轨道是另一种常见的卫星轨道--地球同步轨道,静止卫星将始终位于赤道某地的上空,相对于地球表面是静止的,所以这条轨道也称为静止轨道,高度3万6千公里,最近大火的遥感最佳卫星高分四号就是在这条轨道上(可参考高分四号凭什么拿遥感卫星最高造诣奖(附GF4首发影像))。它的笼罩规模很广,应用散布在地球赤道上的3颗这样的卫星就可以实现全球笼罩。气候卫星、通信卫星通常都在静止轨道上定点监测地球。

太阳同步轨道属于低轨道,(原创版权www.isoyu.com)自然空间分辩率更高,离得越近看得越清;静止轨道属于高轨道,站得高看得远,自然笼罩规模更广。两种轨道可以互补到达最佳的监测后果,所以很多卫星星座采取这样的组合方法,比如风云卫星、比如高分系列,以此取得更高的时空分辩率。

回归周期

星下点轨迹周期性涌现重叠现象的人造地球卫星轨道。星下点指的是人造地球卫星在地面的投影点(或卫星和地心连线与地面的交点),用地理经、纬度表现。当卫星在星下点进行摄像时,影像的几何畸变最小。重叠现象涌现的周期称为回归周期。

回归轨道和回归周期的概念其实可以跟上面说的太阳同步轨道串联着说,比如说在太阳同步轨道上运行的高分一号卫星依照预设定的轨迹运行41天后,就会再次反复之前的轨迹,依次回到各地上空,这样的轨道叫做太阳同步回归轨道。现在问题来了高分一号的回归周期是41天,那卫星绕地球转的速度会很慢吗?

物理届的苹果达人--牛顿你们确定不生疏吧,他老早就提出物体要到达绕地球飞翔作圆周活动必需到达第一宇宙速度,咱们中学时代老师就教我们了,不过我猜你们确定忘却了。

所以我们还是从成果推导一下,下图是2016年1月18日当天的高分一号中国笼罩图,点这里可以看2021-09-28 的笼罩情形

看看其中两景,注意经纬度和成像时光

两景影像纬度雷同,可以近似看作卫星刚好绕地球一圈,时光用了97分钟

这样可以推算出高分一号卫星每天会绕地球转15圈

大家或许就有疑问了,卫星一天就绕地球15圈,回归周期却要41天,是41天后能力重新拍到同一个处所吗?非也非也,这里跟重返周期的概念容易混杂。

重返周期

重返周期指应用卫星的侧摆快百思特网速拍摄同一地点时所须要的最短时光。回归周期指卫星拍摄某地后,经过x天将再次百思特网回到此地上空拍摄此地的时光。

高分一号16m多光谱相机重返周期是2天,就是说卫星飞到北京上空某一点时拍摄的16m影像最快2天后就能重新笼罩了,但是卫星重新飞回这个地位却要阅历41天,这都多亏了卫星的侧摆才能。

侧摆才能

侧摆成像技巧,使得星载装备可在垂直于星下点轨迹的方向进行侧摆观测,增大了非星下点处地面目的观测的可能。侧摆的角度越大,响应时光越短,侧摆才能越强。

为了扩展对地观测规模,通过预先上注合理的侧摆指令进行侧摆角度设置,可以使卫星在目的可见时段内延伸观测时光、增大笼罩率,从而进步卫星对地观测效力。下图是在没有侧摆的情形下4天高分一号过境的笼罩图,从此可推断,如果加上侧摆,4天笼罩全国一遍在理论上是可操作的。

降交点处所时

太空飞翔器轨道倾角大于0时,轨道地迹线与地球赤道相交发生两个交点,飞翔器由北向南飞越赤道的交点称为降交点。卫星抵达降交点时当地时光成为降交点处所时。

在前面提到太阳同步轨道卫星每次都在同一时光飞越当地上空,卫星以雷同方向经过同一纬度的处所时总是雷同的。下面我们重新看看这两景影像验证一下

纬度雷同,可为什么时光不一样呢?

注意这里的时光是北京时光,上面我们说的是处所时雷同。这个时候又要说说咱们的中学常识了--处所时,信任大家忘却得七七八八了,喵给大家重温一下哈,中国横跨东五区-东九区,统一应用北京时光,但处所时向西一个时区(15),手表要拨慢1小时;向东则拨快1小时,这两景影像经度相差24.4,所以两景影像虽然北京时光相差了97分钟,也就是卫星绕地球走了一圈的时光,但是其实处所时是雷同的。

当高分一号卫星达到如上图所示地位即降交点时的处所时是上午10点30分,就是说卫星每次过境赤道都是上午10点30分,这样我们可以依据地理地位大概估量卫星过境各地的时光。

到此为止,轨道参数表ko!

下面再来攻克有效载荷参数,其中重返周期和侧摆才能上文已经说过了,下面把其他参数也各个击破。

当然说到这个表,有人看到有效载荷就晕了,大喊说人话,其实有效载荷通俗来说就像卫星的大脑,决议卫星的功效,通信卫星、导航卫星还是遥感卫星。本课说的卫星参数表呢针对的是遥感卫星,所以这里的有效载荷就是卫星上的遥感器,可以简略懂得为相机,这样就好懂多了吧。

遥感卫星

卫星上搭载的有效载荷是遥感器的卫星,也叫地球观测卫星,常用的高分系列、资源系列、Landsat系列、spot系列、worldview系列等都是遥感卫星。

遥感卫星是一种常用的遥感平台,当然遥感平台远远不仅是这些,还包括飞机、地面监测车、热气球等。

遥感器

用来远距离检测地物和环境所辐射或反射的电磁波的仪器。

说到这里遥感中一个很主要的概念--电磁波涌现了。在这之前我抛出一个问题,遥感是什么?信任不止是外行人,就算是RSers们有时候也很难解析。本课我们试试从来从另一个角度认识遥感。

遥感

远离目的

通过非直接接触

而判定、测量并剖析目的性质的技巧。

所以这多人都说遥感是遥远的感知,既然不能接触,怎么感知呢?没错,靠的就是电磁波。电磁波啊,也是中学必学的东西,但我们这些大学毕业的人可能又还给老师了,感到2021-09-28 的课程是被中学生碾压的一堂课

你们还认得他吗

他叫麦克斯韦,如果你还没印象,想想刚刚提到的牛顿蜀黍,麦哥当时发表了《论电和磁》,被称为百思特网继牛顿之后的一部最主要的物理学经典 ,所以你知道了吧,他是一位大牛。遥感对目的进行信息采集重要就是应用了从目的反射或辐射的电磁波,所以可以说遥感是通过电磁波到达辨认物体的技巧。

一切物体,由于其种类及环境条件不同,因而具有反射或辐射不同波长的电磁波的特征。就是说每样物体都有自己奇特的光谱特征,也称作光谱指纹。

不要长按辨认了,这只是比方!!还记得之前很火的一则新闻吗

高分一号的的分辩率是2m,怎么看清罂粟呢?靠得就是光谱指纹,各种常见作物的反射光谱都会被遥感专家记载下来,形成如下图所绘制的的“光谱指纹”。

每种植物都有自己奇特而唯一的“光谱指纹”,此后要对地面作物的种类和生长情形做出断定时就可以对比“指纹”配对了。同理“光谱指纹”也可以运用在发明罂粟上,赞助警察叔叔捉“坏人”不在话下,只要对比“光谱指纹”罂粟大军就无所遁形!这些都跟电磁波在各个波段的反射率有关系,所以遥感器获取的波段和光谱规模至关主要。

上面是遥感上常用的波段及该波段的运用,再比对一下下表。

可以看出高分一号的光谱规模对应的是可见光的红绿蓝波段和近红外波段, 对植被来说在可见光波段,植物看上去都是绿色的。但是在近红外波段,植物有比拟强的反射,这个反射强度跟植物叶片的形状有关。其他地物也各有各的特色。

幅宽

每景影像的宽度,几台相机组合时则是组合宽度。

从参数上比对下图,视察一下2m全色/8m多光谱相机和16m多光谱相机分离有几台,对应的幅宽展现是左边还是右边。

很显著,左侧是2台2m全色/8m多光谱相机组合拍摄的幅宽60km的影像,右侧是4台16m多光谱相机组合拍摄的幅宽800km的影像,所以高分一号的大幅宽是这样来的,而不是一台相机就有800km。

空间分辩率

遥感影像上能够辨认的两个相邻地物的最小距离,也称为地面分辩率。

这是一幅高分一号的影像,当你在arcgis里把影像放大到马赛克大小时

量一下,你会发明一格马赛克的宽度是2m。空间分辩率数值越小,通常我们说空间分辩率越大。空间分辩率越大,辨认地物形状才能越好。另外你会发明说到空间分辩率经常会有全色和多光谱这两个概念,如下图,哪幅影像是全色哪幅影像是多光谱呢。

一个最简便的鉴别办法,黑白的是全色,彩色的是多光谱。全色波段,因为是单波段,所以在图上显示是灰度图片。全色遥感影像一般空间分辩率高,但无法显示地物颜色。多光谱,是指对地物辐射中多个单波段的摄取。得到的影像数据中会有多个波段的光谱信息。对各个不同的波段分离赋予RGB色彩将得到彩色影象。多波段遥感影象可以得到地物的丰硕光谱信息和颜色,但是空间分辩率较低。通常我们会通过影像融会既进步多光谱影像空间分辩率,又保存其多光谱特征。