气象卫星的结构与原理 2

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气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动 化高级气象站，是空间、遥感、计算机、 通信和控制等高技术相结合的产物。就其 运行轨道的不同，分为两大类即：“太阳 同步极地轨道气象卫星”和“地球同步气 象卫星”。
1、简介：
第一类是绕地球极地轨道运转，运行高度一般 在1000公里左右，运行周期约115分钟，由于 它是逆地球自转方向而与太阳同步，沿着太阳 早升晚落的方向运行，故称其为“太阳同步轨 道气象卫星”。 第二类即“地球同步气象卫星”， 地球静止气象卫 星在赤道上35,880公里高处环绕地球。它的轨道可 以使它环绕地球的公转周期与地球的自转周期相等， 若在地面看，这 种轨道上的卫星好像静止在天空某 一地方不动，故又称它为地球静止气象卫星。
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有了每个卫星携带的专用仪器和整个 全球观测系统的配合，我们的气象卫 星才能为我们各行各业的研究与预报 提供更好的服务
图一
大气窗和大气吸收带在遥感中的应用：
辐射与大气和地表之间的相互作用表现为辐 射的发射、吸收和反射，这为卫星遥感地表和大 气提供了大量的信息。例：卫星在大气窗区波段 可以测量地面、云层反射或发射的辐射，从而可 以得到地表、云面的反射特性或温度分布；卫星 在吸收带测量，可以得到大气温度和成分。 根据测量的目的，卫星选择不同的波长间隔 进行测量，这种波长间隔称做通道。为更多地获 取地面、云层和大气信息，目前卫星测量使用的 通道很多。
收来自地球—大气系统自身发射或 反射太阳的辐射，包括光学系统、
探测器、信号处理系统、输出装置
补充知识：气窗和大气吸收带
太阳或地球-大气的辐射在大气 中传输时被大气中的某种气体所 吸收。吸收随波长变化很大，在 一些波段吸收很强，在另一些波 段吸收很弱或没有吸收。（如图 一）对辐射吸收很强的波段就称 为该气体的吸收带；吸收很弱或 没有吸收的波段称为大气窗。
第二小组成员分工：
组长: 资料收集： 资料整理、演讲稿与PPT制作、演讲：
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初步认识：
应用卫星一般由专用系统和保障系统组成。
专用系统：与卫星所执行的任务直接有关
的系统，也称为有效载荷。气象卫星具有除 一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类 遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、 射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及 数据传输设备。
阳能电池供 能的。
刚才提到专用系统和保障系统 专用系统对于气象卫星来讲主要由 哪些呢？
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专用系统：
气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部 件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄 像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段 探测仪、气象雷达以及数据传输设备。
1、气象遥感仪器：
卫星遥感是指以人造卫星为传感器平台的观测 活动，包括对地观测和面向太空环境的观测卫
星遥感技术 气象卫星利用上述仪器设备对卫里云图的拍摄 采取两种方式：一种是借助于地球上物体对太 阳光的反射程度而拍摄见光云图，只限于白天 工作；另一种是借助地球表面物体温度和大气 层温度辐射的程度，形成红外云图，可全天候 工作。
2、分别进一步认识：
①极轨气象卫星（覆盖全球）：也叫太阳同
步轨道气象卫星，轨道平面与赤道平面垂直， 倾角接近90°，围绕地球南北两极运行。利 用这种卫星可以进行全球观测，每天定时飞 经同一地区上空两次。极轨气象卫星可以为 天气预报提供全球的温、湿、云、辐射等气 象参数，监测大范围的自然灾害，研究全球 生态与环境变化。
②地球静止气象卫星（覆盖地球三分之一）：它
在赤道上空静止轨道上，，不断地向地面输送地 球表面一个地区的可见光和红外线图片。在赤道 上空均匀分布5个地球同步气象卫星，就可对全球 进行24小时全面观测，昼夜不停地提供全球云图 资料。可直观、及时、准确地测到天气系统的全 貌。
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2、数据传输：
1、气象遥感仪器获得的原始数据向地 面数据处理中心站传输，常用频段为 1700兆赫，数据传输速率较高，最高可 达28兆比特/秒； 2、气象遥感仪器获得的数据经卫 星上初步处理后，实时向地面发送 云图等气象资料，常用频段为137 兆赫和1700兆赫，数据传输速率较 低；
3、气象遥感仪器获得的数据经传 到地面作各种数据处理后，再通过 气象卫星向各地广播云图等气象资 料，常用频段为1700兆赫； 4、收集地面气象站、海洋自动浮标和设 置在无人值守地区的自动气象站所获得 的温度、压力、湿度等环境资料，常用 频段为401和468兆赫。
保障系统：保障卫星和专用系统在
空间正常工作的系统，也称为服务系 统。主要有结构系统、电源系统、热 控制系统、姿态控制和轨道控制系统、 无线电测控系统等。对于返回卫星， 则还有返回着陆系统
下面以1961年的TIROS卫星为例，讲解大致结 构组成 ：
这是日本的 一个静止气 象卫星，我 们可以看到， 气象卫星虽 然构造各有 不同，但它 们多是用太
详细来分常用的气象遥感仪器有三种：
② 高分 辨率红外 分光计：
它可以获得
① 多通道高分辨率扫描辐射 计：当对云层和大气扫描时，就能记
下云层和大气在各个波段可见光、红外、 微波的辐射强度，通过转变处理后，就 可以得到有用的大气参数。得到可见光 与红外的云图。
大气垂直温 度分布和水 汽分布。
③ 微波辐射计：卫星仪器接
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气象卫星网络：
世界天气监视网
世界天气监视网在业务体系上由下列三个系统组成：
① 全球观测系统(GOS)。 ② 全球电信系统（GTS）。其任 务是收集和分发来自全球观测系 统的基本气象观测资料。 ③ 全球资料加工系统(GDPS)。 主要任务是通过世界气象中心、 区域气象中心和国家气象中心 等机构，为各成员提供加工的 基本气象资料。
遥感器能够接收和测量地球及其大气 的可见光、红外与微波辐射，并将它
们转换成电信号传送到地面。地面接 收站再把电信号复原绘出各种云层、 地表和洋面图片，进一步处理后就可 以发现天气变化的趋势。气象卫星所 提供的气象资料已被广泛用于日常气 象业务、气象科学、海洋学和水文学 的研究。气象卫星的本领主要来自于 它携带的气象遥感器。