2遥感平台及运行特点

6、高光谱卫星：EO-1、MODIS
7、SAR 类卫星：
8、商业小卫星

三、其它卫星参数的计算（坐标、姿态） 1、卫星坐标的测定和解算 1）星历表法解算卫星坐标 卫星的轨道参数+卫星的运行时刻，预先编制成 卫星星历表 2）GPS测定卫星坐标
2、卫星姿态角
定义：卫星质点为坐标原点，沿轨道前进的切线 方向为X轴，垂直轨道面的切线方向为Y轴，垂直 XY平面的为z轴。 滚动：绕X轴旋转的姿态角 俯仰：绕y轴旋转的姿态角 航偏：绕z轴旋转的姿态角 仪器主要有：姿态测量仪、星相机、3个GPS
第三章 遥感数据采集系统
第一节 遥感平台
复习：遥感平台

第二节
陆地卫星轨道参数及特点
一、 卫星轨道参数 随着遥感技术的发展，各种地球资源卫星提供 了越来越多的卫星遥感图像（简称卫星图像）。 人造地球卫星在空间的位置可以用几个特定数据 来确定，这些数据称为轨道参数 , 对地观测卫星 轨道一般为椭圆形，轨道有 6 个参数：
ＴＭ探测技术指标
探 测 器 波段 （微米） 量化 扫 分 辨 （比特） 幅 率 （公 里） （ 米）
30 30 30 30 30 120 30 8 8 8 8 8 8 8 185 185 185 185 185 185 185
像元 数
信噪比 Ｓ／Ｎ
ＴＭ
0.45-0.52 0.52-0.60 0.63-0.69 0.76-0.90 1.55-1.75 10.40-12.50 2.08-2.35
2.spot系列卫星
Spot对地观测卫星系统是由法国空间研究中心发展的，参与的 国家还有比利时和瑞典。系统包含了卫星、对卫星控制和编程 的地面设施、图像制作处理和分发的机构等。
SPOT5号卫星上搭载有三种成像装置，除了前几颗卫星上的高分 辨率几何装置(HRG)和植被探测器(VEGETATION)外，SPOT5更有一 个高分辨率立体成像(HRS)装置。 这几种探测器的分辨率和视场分别如下：书３９页
对物面扫描的成像仪： 特点:对地面直接扫描 光机扫描仪(红外扫描仪，多 光谱扫描仪)，成像光谱仪， 多频段频谱仪 对像面扫描的成像仪： 特点:瞬间在像面上先形成一 条线图像,甚至是一幅二维影 像,然后对影像进行扫描成像. 线阵列ＣＣＤ推扫式成像仪， 电视摄像机
（一）对物面进行扫描

圣地亚哥－－全色影像 全色450-900nm(45-90 µ) －跨越整个多光谱波段长度
圣地亚哥－－多光谱影像 蓝光波段(450-520nm); 绿光波段(520-600nm); 红光波段(630-690nm);
5、IKONOS卫星

IKONOS卫星参数介绍: 轨道高度681 公里 轨道倾角98.1 度 轨道运行速度6.5 - 11.2 千米 / 秒 影像采集时间每日上午 10:0011:00 轨道周期98 分钟 轨道类型太阳同步 重量817 千克 ( 1600 磅 )
d D n nint
T2 H3 R C
第三节 陆地卫星及轨道参数介绍 1:landsat 概况:1967年计划 72年发射第一颗,78年失败 75年发射第二颗,82年失败 78年发射第三颗,83年失败 82年发射第四颗,一年后失败 83年发射第五颗,至今 93年发射第六颗,下落不明 99年发射第七颗,2003年5月,传感器损坏.
３）卫星的辐射定标误差小于５％
（二）对像面扫描的成像仪
成像原理： 以法国SPOT卫星上装载的 HRV为例 把电荷耦合器件做成电极数 目相当多的一个线阵列
法国ＳＰＯＴ卫星上装载的 ＨＲＶ是一种线阵列推扫式 扫描仪，仪器中有一个平面 反射镜，将地面辐射来的电 磁波反射到反射镜组，然后 聚焦在ＣＣＤ线阵列元件上， ＣＣＤ的输出端以一路时序 视频信号输出．由于使用Ｃ ＣＤ做探测器，在瞬间能同 时得到垂直航线的一条图像 线，不需要用摆动的扫描镜， 以推扫方式获取沿轨道的连 续图像条带．
5、 轨道面倾角 i : 地球赤道平面与卫 星轨道平面间的夹 角； 6、卫星过近地点的 时刻 T 这四个参数决定了 卫星轨道面与赤道 面的相对位置
其它一些常用的参数 1、卫星速度：当轨道 GM v 为圆形时，其平均速 RH 度为： T C ( R H )3 2、卫星运行周期： 3、卫星高度： 4、同一天相邻轨道间 L 2 R T 24 60 在赤道处的距离 5、每天卫星绕地圈数：n 24 60 T 6、重复周期：
二）组成：
收集器
探测器
处理器
输出器
透镜 反射镜 天线
胶卷 光电器件 热电器件 半导体
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
收集器：收集地物辐射的能量，透镜、反射镜、天 线。 探测器：收集的辐射能转换成化学能和电能。胶卷、 光电器件、热电器件 处理器：对收集的信号进行处理，光பைடு நூலகம்倍增管、电 子倍增管 输出器：输出获得的数据。胶片、磁带

３、中巴卫星（中国资源一号卫星系列）
1999年发射，比ＴＭ的空间分辨率高，比SPOT的波段多．
4、QuickBird卫星
QuickBird卫星于2001年 分辨率 ： 0.61 米全色 10月由美国DigitalGlobe 2.44 米多光谱 公司发射，具有最高的地 快鸟卫星电磁波谱设置： 理定位精度. 蓝光波段(450-520nm); 绿光波段(520-600nm); 红光波段(630-690nm); 近红外波段(760-900nm)
三、传感器的性能
1、空间分辨率：传感器瞬时视场所观察到地面 的大小。
分辨率与像元
2、辐射分辨率：传感器能区分两种辐射强度最小 差别的能力
3、光谱分辨率
四、传感器及成像原理
一）、 扫描成像类传感器 特点：依靠探测元件和扫 描镜对目标地物以瞬时视 场为单位进行的逐点、逐 行取样，以得到目标地物 电磁辐射特性信息，形成 一定谱段的图像．
1、长半轴 a :即卫星 离地面的最大高度 , 它用来确定卫星轨道 的大小； 2、偏心率 e :决定卫 星轨道的形状 ； 这两个参数决定了卫 星轨道的形状
3 、升交点赤经 W : 卫星轨道与地球赤道 面有两个交点，卫星 由南向北飞行时与地 球赤道面的交点称为 升交点，卫星由北向 南飞行时与地球赤道 面的交点称为降交点； 升交点与春分点之间 的角距为Ｗ． 4、 近地点角距 w : 升交点向径与轨道近 地点向径之间的夹角；
56m
2）成像过程
扫描仪每个探测器的瞬时 视场角为86微弧度，卫星高度 为915公里，因此，扫描瞬间 每个像元的大小的探测单元与 飞行方向平行排列，这样瞬间 看见的地面大小为474m×79m. 扫描一次每个波段获取６条扫 描线图像，其地面范围为 474m×185km,扫描周期为 73.4ms（1000毫秒＝１秒）， 在扫描一次的时间里卫星向前 正好移动474m,因此扫描线正 好衔接．
ＳＰＯＴ卫星有两种ＨＲＶ，一种是多光谱型的，一种 是全色的．两种ＨＲＶ的主要参数如下：具体的SPOT 卫星ＨＲＶ探测器主要技术指标见书３８页．
（三）成像光谱仪
将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起， 可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物 反射光谱图像． 它基本上属于多光谱扫描仪，其构造与ＣＣＤ线阵列推扫 式扫描仪和多光谱扫描仪类型相同，区别在于通道数目多， 各通道的波段宽度很窄．
扫描方向
79m
飞 行 方 向
3）产品
ＭＳＳ的产品分为几个类别： 粗加工产品（辐射校正，几何校正） 精加工产品（在粗加工的基础上用控制点进行了校正） 特殊产品
3、ＴＭ专题制图仪
高级的多波段扫描型的地球资源敏感仪器 与ＭＳＳ相比，ＴＭ增加一个扫描改正器，使扫描行垂直 于飞行轨道，另外使往返双向都对地面扫描，探测器１０ ０个，分７个波段,探测器每组16个,6波段为4个,TM1-5和 TM7每个探测元件的瞬时视场在地面为30*30,TM6为 120*120米,摄影瞬间16个探测器观测地面的长度为480米, 扫描线的长度仍为185公里,一次扫描成像为地面的480米 *185公里.
Landsat1-3系列 1）卫星轨道平均高度H设计在915公里，偏心率 为0.0006 轨道近圆形 优点：图像比例尺一致 卫星匀速，避免扫描行之间不衔接 2）轨道倾角在99.125度 近极地轨道 优点：有利于增大卫星对地面总的观测范围。
3）、与太阳同步轨道 卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹 角，不随地球绕太阳公转而改变
光照角保持不变，就必须对卫星轨道加以修正。 使卫星在同一地方时间通过地面上。 优点： 有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。 有利于卫星在固定的时间飞临接收站上空，并使 卫星上的太阳电池得到稳定的太阳高度。
4）、可重复轨道：
优点：有利于地面或自然现象的变化作动态监测。
美国陆地卫星4、5号 (LANDSAT 4、5) 除MSS传感器外，搭载了主题成像传感器（TM） Landsat-7 传感器为ETM传感器，不必依靠中继卫星传送数据，可以把数据 存储在星上，然后利用天线直接发送给地面站。
1、红外扫描仪 1）结构特点：收集器采用旋转扫描镜和反射镜系统， 有制冷器，输出端为阴极射线管和胶片。
2）、扫描成像过程
当旋转棱镜旋转时，镜面对地面横越航线方向扫视一次， 在地面瞬时视场内的地面辐射能由旋转棱镜反射到反射镜组， 经其反射，聚焦在分光器上，经光器分光后分别照射到相应 的探测器上。探测器则将辐射能转变为视频信号，再经电子 放大器放大和调整，在阴极射线管上显示瞬时视场的地面影 像，底
片曝光后记录下来，或者视频信号经模数转换器转换。 变成数字的电信号，经采样，量化和编码，变成数据 流，向地面作实时发放或由磁带记录仪记录后作延时 回放。随着棱镜的旋转，垂直于飞行方向上的地面依 次对地面进行扫描，形成一条条相互衔接的地面影像， 最后形成连续的地面条带影像。
A）瞬时视场角：扫描系统 在某一时刻对空间所张的 角度。探测原件的线度与 光学系统的总焦距之比。 B）像点：瞬时视场角在影 像上对应的点，也叫像元， 像素。
C）分辨率：瞬时视场在 地面对应的距离。扫描角 越大，分辨率越低，航高 越高，分辨率也越低 垂直摄影时，扫描角θ为 ０ a=d×H/f d： 为探测器尺寸， f： 为扫描仪焦距， Ｈ： 为航高
D）扫描线的衔接 Ｗ＝Ａ／Ｔ Ａ为探测器的地面分辨率 Ｔ为旋转棱镜扫描一次的时间 Ｗ为飞机的地速 这时，两个扫描带的重叠度为０．但是没有空隙． 为使扫描线正确衔接，速度与行高之比应为一个常数
3）热红外像片的色调特征
热红外扫描仪对温度敏感性高，因为它与温度的4次方成正比， 温度的变化能产生较高的色调差别。
2、ＭＳＳ多光谱扫描仪
1）结构
扫描反射镜：１８５Ｋm范围 反射镜组：聚焦在成像板 成像板：２４＋２个玻璃纤维单元，按波段排成４行，每 个单元对应空间分辨率，79m*79m 探测器：将辐射能转化成电信号 处理器：调制解调器 输出器：磁带记录仪
6320 6320 6320 6320 6320 6320 6320
52-143 60-279 48-248 35-342 40-194 0.1-0.28 21-164
4、ETM＋增强型专题制图仪
与TM传感器相比有以下３方面的改进： １）增加全色波段，分辨率为１５米
２）采用双增益技术使远红外波段的分辨率提高到６０米
第四节 遥感传感器及成像原理
一、 传感器的分类 3.2 遥感图像特征 3.3 扫描类型的传感器 3.4 雷达成像仪
一、传感器的分类 一）传感器的分类 概念:收集,探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器. 摄影类型的传感器 扫描类型的传感器 雷达成像类型的传感器 非图像类型的传感器