第1-4章 气象卫星遥感原理
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优点： （1）轨道近似圆形，轨道预告、接收和资料定位方便； （2）有利于资料处理和使用； （3）全球观测； （4）在观测时有合适的照明，可以得到戳充分的太阳能。 缺点： （1）对同一地点观测的时间间隔太长； （2）不利对中小尺度天气系统的监测； （3）相临两条轨道的观测资料不是同一时刻，利用不利。
三.地球同步卫星轨道
第一节 气象卫星遥感的意义和内容 背景：二十世纪40—50年代，科技发展的两大 突出进展： ➢ 1946年现代电子计算机技术研制成功，大 大地缩短了科学进程。 ➢ 空间科学的迅速发展，出现了人造卫星， 人类向宇宙空间进军，并广泛应用于天文、气象 、地质、海洋、农业、军事和通信等领域。
气象卫星 ➢ 1960年4月1日，TIROS卫星升空，开 创了人造卫星应用于气象的新纪元。 ➢气象卫星:在宇宙空间、固定的轨道上， 携带着各种气象探测仪器，测量诸如温度、 湿度、风、云、和辐射等气象要素和雷电等 天气现象，用于气象观测目的的人造星体。
春 9：00
夏
3：00
球地 轨 道
太阳
卫星轨道
冬
15：00
21：00 秋
图2-9 卫星轨道平面随地球绕太阳公转时的平动运动
（2）卫星·轨道平面进动的利用
10/（1- e2）2 ·（R/a）3.5 osi=0.985/天
若太阳同步轨道圆形轨道，则a=R+H e=0
cosi=-9.8510-2[R/（R+H）]3.5
仪器越来越先进，精度越来越高。
遥感的概念
在一定距离之外，不直接接触被测 物体和有关物理现象，通过探测器接收 来自被测目标物发射或反射的电磁辐射 信息，并对其处理、分类和识别的一种 技术。
遥感探测的设备 ➢ 传感器，运载工具
遥感探测的内容 ➢ 遥感信息获取手段的研究； ➢ 各类物体的辐射波谱特性及
▲实际卫星轨道不可能是圆，有点椭圆形；倾角也不正好 等于0，常有1的倾角。这种误差会使卫星的星下点在以赤道
为中心的两侧产生“8”字形的摆动。
3、地球同步卫星轨道的有效利用
若在地球同步轨道上每3放置一颗卫星，共可放置120 颗卫星，两相临卫星间的距离为2210.04公里卫星的波束 宽度应小于20.5。
极轨卫星观测
自上而下进行观测 遥感探测 丰富的观测资料
静止卫星观测
第三节 卫星遥感观测资料的作用
在大气科学中的应用 农业遥感中的应用 林业遥感中的应用 海洋遥感中的应用 军事气象中的应用 航空气象中的应用 空间环境监测中的应用 通信中的应用
➢气象卫星资料在大气科学中的应用
增加了气象观测资料的内容 填补了洋面和荒漠地区的观测资料 实现了连续监视暴雨洪水和冰雹、龙卷、强风、
一.近极地轨道气象卫星的发展
1、美国的地球静止轨道气象卫星 发射近极地轨道气象卫星的国家有：美国、苏联、中
国和日本。 世界上第一颗气象卫星，美国泰罗斯-1（TIROS），
传输规律的研究； ➢遥感信息的处理与分析判读
技术的研究。
遥感探测的分类：
➢ 按工作方式分为：被动遥感和 主动遥感；
➢ 按波段分为：紫外遥感、可见 光遥感、红外遥感和微波遥感；
➢ 按对象分为：大气遥感、海洋 遥感、农业遥感和地质地理遥感等。
第二节 气象卫星遥感观测的特点
在空间固定轨道上运行 全球和大范围的观测 使用新的探测技术 受益面广
二.近极地太阳同步卫星轨道
1、什么是近极地太阳同步卫星轨道
春
地 球 轨 道
太阳
夏
卫星轨道
冬
秋
图2-8 太阳同步轨道
2、近极地太阳同步卫星轨道的实现
（1）卫星轨道平面随地球绕太阳公转时的平动运动 一年使卫星卫星轨道平面发生360的转动，平均每天变化为： 360/365天=0.985/天 变化方向从东向西
1、什么是地球同步卫星轨道
N
H=35860Km
S 图2-11 地球同步卫星轨道
2、地球同步卫星轨道的实现
①卫星运行方向与地球自转方向相同； ② 轨道倾角i=0，地球赤道平面与卫星轨道平面重合；
③ 轨道偏心率e=0，即轨道是圆形；
④ 卫星运行周 期T=23小时56分04秒。 H=[（/42）T2]1/3-R H= 35860（Km） V=[ /（R+H）]1/2=3.07（千米/秒）
雷电等强雷暴天气，使临近预报成为可能 监视海洋上的天气系统，改进了洋面天气预报 改善高原天气分析和预报 加深了对天气系统的理解 改进了长期天气预报
收集和转发各种气象资料
第二章 气象卫星
一.气象卫星探测的要求 1、环绕地球运行（圆或椭圆） 2、在轨运行时间长（寿命长） 3、可进行多种观测 4、观测资料精度高 5、观测连续 6、便于观测资料处理
5、地球同步卫星轨道的优缺点 优点： （1）高度高，视野广； （2）对同一地区连续观测； （3）监视中小尺度天气系统； （4）圆轨道，定位、处理、接收方便。 缺点： （1）不能观测两极； （2）高度高，精度难提高。
第三节 气象卫星发射概况
第一颗气象卫星：1960年4月1日,泰罗斯（TIROS）气象卫 星发射。
卫星气象学
第一章 绪 论
卫星气象学
第一章 绪 论 第二章 卫星的运动和气象卫星 第三章 气象卫星遥感大气的基本原理 第四章 气象卫星资料的接收和处理 第五章 卫星云图的识别 第六章 天气尺度云系和天气系统分析 第七章 热带天气系统的云图分析 第八章 卫星资料在强对流天气分析中的应用 第九章 卫星资料分析举例
气象卫星的国家：美、苏、日、中、印、法国、欧洲空组 织和韩国等。150多颗。
卫星种类：60年代初，近极地轨道—现在，近极地轨道和 地球静止轨道两类。
探测仪器：照相机—多光谱高精度扫描辐射仪。 观测内容：白天单光谱云图的观测—昼夜都能准确地提供
大气不同高度的温、湿、风、云资料。 气象卫星探测技术有了显著的改进和提高，卫星探测 已经成为大气科学不可缺少的有用的现代化探测工具。
春 15：00
i90 进动方向从西向东
（3）近极地太阳同步卫星轨道 的实现 利用卫星轨道在地球扁率 夏
作用下的进动去抵消卫星轨道 15：00
球地 轨 道
太阳
卫星轨道
冬
15：00
Baidu Nhomakorabea
平面随地球绕太阳运行时引起
的转动，即可实现近极地太阳 同步卫星轨道。
秋 15：00
图2-10 太阳同步轨道
3、太阳同步轨道的优缺点
三.地球同步卫星轨道
第一节 气象卫星遥感的意义和内容 背景：二十世纪40—50年代，科技发展的两大 突出进展： ➢ 1946年现代电子计算机技术研制成功，大 大地缩短了科学进程。 ➢ 空间科学的迅速发展，出现了人造卫星， 人类向宇宙空间进军，并广泛应用于天文、气象 、地质、海洋、农业、军事和通信等领域。
气象卫星 ➢ 1960年4月1日，TIROS卫星升空，开 创了人造卫星应用于气象的新纪元。 ➢气象卫星:在宇宙空间、固定的轨道上， 携带着各种气象探测仪器，测量诸如温度、 湿度、风、云、和辐射等气象要素和雷电等 天气现象，用于气象观测目的的人造星体。
春 9：00
夏
3：00
球地 轨 道
太阳
卫星轨道
冬
15：00
21：00 秋
图2-9 卫星轨道平面随地球绕太阳公转时的平动运动
（2）卫星·轨道平面进动的利用
10/（1- e2）2 ·（R/a）3.5 osi=0.985/天
若太阳同步轨道圆形轨道，则a=R+H e=0
cosi=-9.8510-2[R/（R+H）]3.5
仪器越来越先进，精度越来越高。
遥感的概念
在一定距离之外，不直接接触被测 物体和有关物理现象，通过探测器接收 来自被测目标物发射或反射的电磁辐射 信息，并对其处理、分类和识别的一种 技术。
遥感探测的设备 ➢ 传感器，运载工具
遥感探测的内容 ➢ 遥感信息获取手段的研究； ➢ 各类物体的辐射波谱特性及
▲实际卫星轨道不可能是圆，有点椭圆形；倾角也不正好 等于0，常有1的倾角。这种误差会使卫星的星下点在以赤道
为中心的两侧产生“8”字形的摆动。
3、地球同步卫星轨道的有效利用
若在地球同步轨道上每3放置一颗卫星，共可放置120 颗卫星，两相临卫星间的距离为2210.04公里卫星的波束 宽度应小于20.5。
极轨卫星观测
自上而下进行观测 遥感探测 丰富的观测资料
静止卫星观测
第三节 卫星遥感观测资料的作用
在大气科学中的应用 农业遥感中的应用 林业遥感中的应用 海洋遥感中的应用 军事气象中的应用 航空气象中的应用 空间环境监测中的应用 通信中的应用
➢气象卫星资料在大气科学中的应用
增加了气象观测资料的内容 填补了洋面和荒漠地区的观测资料 实现了连续监视暴雨洪水和冰雹、龙卷、强风、
一.近极地轨道气象卫星的发展
1、美国的地球静止轨道气象卫星 发射近极地轨道气象卫星的国家有：美国、苏联、中
国和日本。 世界上第一颗气象卫星，美国泰罗斯-1（TIROS），
传输规律的研究； ➢遥感信息的处理与分析判读
技术的研究。
遥感探测的分类：
➢ 按工作方式分为：被动遥感和 主动遥感；
➢ 按波段分为：紫外遥感、可见 光遥感、红外遥感和微波遥感；
➢ 按对象分为：大气遥感、海洋 遥感、农业遥感和地质地理遥感等。
第二节 气象卫星遥感观测的特点
在空间固定轨道上运行 全球和大范围的观测 使用新的探测技术 受益面广
二.近极地太阳同步卫星轨道
1、什么是近极地太阳同步卫星轨道
春
地 球 轨 道
太阳
夏
卫星轨道
冬
秋
图2-8 太阳同步轨道
2、近极地太阳同步卫星轨道的实现
（1）卫星轨道平面随地球绕太阳公转时的平动运动 一年使卫星卫星轨道平面发生360的转动，平均每天变化为： 360/365天=0.985/天 变化方向从东向西
1、什么是地球同步卫星轨道
N
H=35860Km
S 图2-11 地球同步卫星轨道
2、地球同步卫星轨道的实现
①卫星运行方向与地球自转方向相同； ② 轨道倾角i=0，地球赤道平面与卫星轨道平面重合；
③ 轨道偏心率e=0，即轨道是圆形；
④ 卫星运行周 期T=23小时56分04秒。 H=[（/42）T2]1/3-R H= 35860（Km） V=[ /（R+H）]1/2=3.07（千米/秒）
雷电等强雷暴天气，使临近预报成为可能 监视海洋上的天气系统，改进了洋面天气预报 改善高原天气分析和预报 加深了对天气系统的理解 改进了长期天气预报
收集和转发各种气象资料
第二章 气象卫星
一.气象卫星探测的要求 1、环绕地球运行（圆或椭圆） 2、在轨运行时间长（寿命长） 3、可进行多种观测 4、观测资料精度高 5、观测连续 6、便于观测资料处理
5、地球同步卫星轨道的优缺点 优点： （1）高度高，视野广； （2）对同一地区连续观测； （3）监视中小尺度天气系统； （4）圆轨道，定位、处理、接收方便。 缺点： （1）不能观测两极； （2）高度高，精度难提高。
第三节 气象卫星发射概况
第一颗气象卫星：1960年4月1日,泰罗斯（TIROS）气象卫 星发射。
卫星气象学
第一章 绪 论
卫星气象学
第一章 绪 论 第二章 卫星的运动和气象卫星 第三章 气象卫星遥感大气的基本原理 第四章 气象卫星资料的接收和处理 第五章 卫星云图的识别 第六章 天气尺度云系和天气系统分析 第七章 热带天气系统的云图分析 第八章 卫星资料在强对流天气分析中的应用 第九章 卫星资料分析举例
气象卫星的国家：美、苏、日、中、印、法国、欧洲空组 织和韩国等。150多颗。
卫星种类：60年代初，近极地轨道—现在，近极地轨道和 地球静止轨道两类。
探测仪器：照相机—多光谱高精度扫描辐射仪。 观测内容：白天单光谱云图的观测—昼夜都能准确地提供
大气不同高度的温、湿、风、云资料。 气象卫星探测技术有了显著的改进和提高，卫星探测 已经成为大气科学不可缺少的有用的现代化探测工具。
春 15：00
i90 进动方向从西向东
（3）近极地太阳同步卫星轨道 的实现 利用卫星轨道在地球扁率 夏
作用下的进动去抵消卫星轨道 15：00
球地 轨 道
太阳
卫星轨道
冬
15：00
Baidu Nhomakorabea
平面随地球绕太阳运行时引起
的转动，即可实现近极地太阳 同步卫星轨道。
秋 15：00
图2-10 太阳同步轨道
3、太阳同步轨道的优缺点