第三章 遥感平台及与运行特点

Landsat系列卫星
最高空间分辨率：全色15米（传感器ETM+）
多光谱30米（传感器TM）
波段号 1 2 3
类型 Blue-Green Green Red
波谱范围 0.450-0.515 0.525-0.605 0.630-0.69
地面分辨率 30m 30m 30m
4
5
Near IR
SWIR
0.775-0.90
第三章 遥感平台及与运行特点
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 遥感平台的种类 卫星轨道及运行特点 陆地卫星及运行特点 其他卫星及运行特点
第一节 遥感平台的种类
航天平台
高度
> 150km
卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。
遥感平台 航空平台 高度 30km以内
各类飞机、飞艇、气球等 地面平台 高度 < 100米
四、CBERS-1 中巴资源卫星
CBERS-1 中巴资源卫星由中国与巴西于1999 年10月14日合作发射，是我国的第一颗数字传 输型资源卫星。 卫星运行特点： 与太阳同步 近极地 近圆形轨道
主要技术指标
红外多光谱扫描仪：
波段数： 4 波谱范围： B6：0.50 –1.10(um) B7：1.55 – 1.75(um) B8：2.08 – 2.35(um) B9：10.4 – 12.5(来自百度文库m) 覆盖宽度：119.50公里 空间分辨率：B6 – B8：77.8 米 B9：156米
（三）开普勒第三定律 行星的公转周期的平方与它的轨道长半径的立方成 正比。 卫星绕地球的运行周期的平方与它的轨道长半径的 立方成正比。 T2/a3=C T：运行周期；a：长半径；C：开普勒常数
二、轨道参数 1、倾角—地球赤道平面与卫星轨道平面间的夹角， 具体计算是在卫星轨道升段时由赤道平面反时针 旋转到 轨道平面的夹角。 2、升交点赤经—卫星轨道的 升交点与春分点之间的角距。 升交点为卫星由南往北飞行在 赤道上的交点。
卫星运行周期与地球自转周期 相同的轨道称为地球同步卫星轨道
太阳同步轨道（ sun-synchronous satellite orbit ）
卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向。
地球静止卫星轨道 (geostationary satellite orbit) 在无数条同步轨道中，有一条圆形轨道，它的轨道平面与地球 赤道平面重合，在这个轨道上的所有卫星，从地面上看都像是悬 在赤道上空静止不动，这样的卫星称为地球静止轨道卫星，简称
1.550-1.75
30m
30m
6
7 8
LWIR
SWIR Pan
10.40-12.5
2.090-2.35 0.520-0.90
60m
30m 15m
LandSat30米TM多光谱卫星影像
LandSat15米ETM全色卫星影像
Landsat 8 发 射 者： NASA 类 型：卫星 发射时间：2013年2月11号 LandSat-8上携带有两个主要传感器：OLI和TIRS。其中OLI
IKONOS 图像
分辨率： 1m 地区：
上海浦东 采集时间： 2000年 3月26日
（二）QuickBird卫星
美国DigitalGlobe公司研制 于2001年10月18日发射。
卫星轨道参数：
轨道高度：450 km
倾角：98°
重访周期：1～6 d 。
QuickBird数据的光谱段
数据类型 波段范围/ μm 蓝：0.45~0.52 绿：0.52~0.60 多 波 段 红：0.63~0.69 近红外：0.76~0.90 全 波 段 0.45~0.90 分辨率/ m 2.44 2.44 2.44 2.44 0.61
中等高度（832 km)圆形近极地太阳同步 轨道。 主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪 （HRV，HRG），VEGETATION，HRS。
SPOT传感器
SPOT
卫 星 的 运 行
SPOT卫星群的组合
SPOT的HRV波谱段
光谱段 光谱特性 分辨率
0.50~0.59 μm
0.61~0.68 μm 0.79~0.89 μm 0.51~0.73 μm
地球自转轴旋转。
卫星轨道倾角接近90°，绕过极地地区，也称极轨卫星。 在太阳同步轨道上，卫星每次在同一地方时通过某地。
第三节 陆地卫星及轨道特征
☆ 美国陆地卫星系列 Landsat ☆ 法国资源卫星系列 SPOT ☆ 印度资源卫星系列 IRS等 ☆ 中国资源一号卫星——中巴地球资源卫 星（CBERS) ☆高分辨率陆地卫星系列 ☆ SAR类卫星
静止卫星，这条轨道就称为地球静止卫星轨道，简称静止卫星轨
道，高度大约是35800公里。 能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的区域同 时收入视野，应用于气象和通讯领域 人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。
太阳同步轨道
(sun synchronous orbit)
卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的, 但会绕
广角成像仪：
波段数： 2 波谱范围： B10：0.63 – 0.69(um) B11：0.77 – 0.89(um) 覆盖宽度：890公里 空间分辨率：256米
资源三号（ZY-3）卫星 2012年1月9日发射
传感器类型：
（1）1台地面分辨率优于2.1米的正视全色TDI CCD相机； （2）2台地面分辨率优于3.5米的前视、后视全色TDI CCD相机； （3）1台地面分辨率优于5.8米的正视多光谱相机。 卫星参数： 轨道形式：太阳同步圆轨道 高度：505.984公里 倾角：97.421° 重访周期：5天 降交点地方时：10:30AM
r3 T 2 GM
卫星高度：卫星在太空绕地球运行的轨道距地球表面 的高度。 重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过若干时间
的运行后，回到该地上空所需要的天数。
星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点。
三、卫星姿态角 滚动 俯仰 航偏
四、遥感卫星的轨道类型
地球同步轨道（Geosynchronous satellite orbit ）
Band 9 Cirrus
1.360–1.390
30
TIRS传感器参数
波段名称 Band 10 TIRS 1 Band 11 TIRS 2 波段(μm) 10.3—11.3 11.5—12.5 空间分辨率 (m) 100 100
二、 SPOT系列卫星
1978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些 国家，设计、研制了一颗名为“地球观测实验系统”(SPOT) 的卫星，也叫做“地球观测实验卫星”。 SPOT1，1986年2月发射，至今还在运行。 SPOT2，1990年1月发射，至今还在运行。 SPOT3，1993年9月发射，1997年11月14日停止运行。 SPOT4，1998年3月发射，至今还在运行。 SPOT5, 2002年5月4日发射。
印度的第二代运行性遥感卫星
（1）1999年5月，发射IRS-P4(OCEANSAT-1) 携带两个传感器，即OCM(Ocean Color Monitor)和 MSMR(Multi-frequency Scanning Microwave Radiometer) （2）2003年10月17日，发射RESOURCESAT-1(IRS-P6) （3）2005年5月发射CARTOSAT-1(IRS-P5) 携带两个分辨率为2.5 米的全色传感器 数据主要用于高程建模， 地形图制图和地籍制图。
三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部等
人造地球卫星——目前运用最广的遥感平台
（1）低高度、短寿命卫星：150~350km，不到一年
（2）中高度、长寿命卫星：350~1800km，3~5年
（3）高高度、长寿命卫星：约为36000km
遥感卫星系列
气象卫星系列
陆地卫星系列
海洋卫星系列
第二节 卫星轨道及运行特点
•一、Landsat系列卫星
陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，随后陆 续发射了8颗，已连续三十多年为人类提供陆地 卫星图像，产品主要有MSS,TM,ETM，OLI,属于中 高度、长寿命的卫星。 陆地卫星的运行特点： （1）近极地、近圆形的轨道； （2）轨道高度为700～900 km； （3）运行周期为99～103 min/圈； （4）轨道与太阳同步。
印度的第一代运行性遥感卫星
(1)1995年12月，发射IRS-1C (2)1997年9月， 发射IRS-1D
全色传感器：分辨率为5.8米可见光波段，幅宽为70公里，
±26度左右可调侧视 。 LISS-III多光谱传感器：分辨率为23.5米的可见光和近红外波 段，70米的短波红外波段，幅宽为141公里。 WiFS广角传感器：分辨率为188米的可见光和近红外两个波 段 ，幅宽810公里。 (3)1996年4月，发射IRS-P3 携带3个传感器，其中AWiFS传感器增加一个波段 。
一、卫星运行规律—开普勒定律（天体运行的规律） 卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。
（一）开普勒第一定律
星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，地 球（太阳）位于椭圆的一个焦点上。
近地点 近地点
（二）开普勒第二定律
从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在单 位时间扫过的面积相等。 卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离地远的地 方运行的速度要慢些。
ETM+ 空间分 波段名称 辨率(m) 30 30 30 30 30 30 30 15 Band 1 Blue Band 2 Green Band 3 Red Band 4 NIR 0.450–0.515 0.525–0.605 0.630–0.690 0.775–0.900 30 30 30 30 30 30 15 波段(μm) 空间分 辨率 (m)
绿
红 近红外 绿—红全波段
20 m
20 m 20 m 10 m
10 全 色
SPOT5的HRG、HRS波谱段
光谱段/ μm 0.50~0.58 0.61~0.67 0.78~0.89 0.49~0.715 光谱特性 绿 红 近红外 绿~红全波段 分辨率/m 10 10 10 5
三、IRS系列卫星
Band1 Coastal Band 2 Blue Band 3 Green Band 4 Red Band 5 NIR
Band 6 SWIR 1 1.560–1.660 Band 7 SWIR 2 2.100–2.300 Band 8 Pan 0.500–0.680
Band 5 SWIR 1 1.550–1.750 Band 7 SWIR 2 2.090–2.350 Band 8 Pan 0.520–0.900
3、近地点角距—在轨道平面内升交点和近 地点之间的夹角。
4、卫星轨道长半轴—卫星远地点到轨道椭 圆中心的距离。 5、偏心率 —焦距与轨道半长轴之比。
一些常用参数
卫星速度：
GM v r
其中： M—地球质量
G—万有引力常数 r—卫星距地心高度（R+h）
卫星运行周期：卫星在轨道上绕地球运行一周所需要 的时间，公式为：
六、高分辨率陆地卫星
（一）IKONOS卫星
由美国空间成像公司(Space-Imaging)研制
于1999年9月24日发射
分辨率：全色1 m，多光谱4 m
IKONOS光谱段
全色光谱响应范围： 0.15～0.90μm 而多光谱则相应于Landsat-TM的波段： MSI-1 0.45～0.52μm 蓝绿波段 MSI-2 0.52～0.60μm 绿红波段 MSI-3 0.63～0.69μm 红波段 MSI-4 0.76～0.90μm 近红外波段
（Operational Land Imager ）由卡罗拉多州的鲍尔航天技术
公司研制；TIRS（Thermal Infrared Sensor），由NASA的戈 达德太空飞行中心研制。
OLI陆地成像仪 波段名称 波段(μm) 0.433–0.453 0.450–0.515 0.525–0.600 0.630–0.680 0.845–0.885
CCD相机：
波段数： 5 波谱范围： B1：0.45 – 0.52(um) B2：0.52 – 0.59(um) B3：0.63 – 0.69(um) B4：0.77 – 0.89(um) B5：0.51 – 0.73(um) 覆盖宽度：113公里 空间分辨率：19.5米(天底点) 侧视能力：-32 士32