卫星基础知识
卫星定位基础知识
卫星定位基础知识一、引言卫星定位技术是一种利用卫星信号来确定地理位置的方法。
随着科技的不断发展，卫星定位技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分，广泛应用于导航、定位、测量等领域。
本文将详细介绍卫星定位的基础知识，包括卫星定位原理、卫星系统组成、定位算法与解算技术、卫星导航信号与接收、位置精度与误差分析、卫星定位应用领域以及卫星导航系统发展历程等方面。
二、卫星定位原理卫星定位的基本原理是利用多颗卫星同时向地面发送信号，地面接收设备接收到这些信号后，通过测量信号的传播时间或频率差异，可以计算出接收设备与卫星之间的距离。
根据这些距离信息，结合卫星的位置信息，就可以确定地面接收设备的位置。
三、卫星系统组成卫星定位系统主要由卫星、地面控制站和用户设备三部分组成。
卫星负责向地面发送信号，地面控制站负责控制卫星的运行和接收地面设备发送的信号，用户设备负责接收卫星信号并计算位置信息。
四、定位算法与解算技术定位算法是确定地面接收设备位置的关键技术。
常用的定位算法有基于伪距的定位算法和基于载波相位观测值的定位算法。
解算技术是对接收到的信号进行处理和分析，以提取出有用的位置信息。
五、卫星导航信号与接收卫星导航信号是卫星发送的用于定位的信号。
地面接收设备通过接收这些信号并对其进行处理和分析，可以提取出位置信息。
为了提高定位精度，现代卫星定位系统通常采用多种信号形式和调制方式。
六、位置精度与误差分析位置精度是衡量卫星定位系统性能的重要指标。
影响位置精度的因素有很多，包括卫星时钟误差、卫星轨道误差、大气层影响、多径效应等。
为了提高位置精度，需要采取一系列措施来减小这些误差的影响。
七、卫星定位应用领域卫星定位技术在许多领域都有广泛的应用，如：1.导航：为用户提供精确的导航服务，帮助用户规划出行路线。
2.定位：为地面设备提供位置信息，用于各种测量和监测任务。
3.军事应用：为军事行动提供精确的位置信息，提高作战效率和安全性。
4.科研领域：用于地球观测、地震监测、气象观测等科研任务。
卫星遥感知识点总结
卫星遥感知识点总结一、遥感基础知识1.1 遥感概念遥感是指在地面之外或大气层以上以电磁波为媒介，对地球进行全面、快捷、准确的观测和探测。
通过记录和测量被观测对象所发的电磁波，并将这些信息转换为有用的图像或数据，可用于获取目标地表特征信息的一种技术手段。
1.2 遥感的分类遥感根据平台可分为卫星遥感、航空遥感和地面遥感；根据波段可分为光学遥感、红外遥感、微波遥感等；根据应用可分为地质勘查、农业监测、城市规划、环境监测等。
1.3 遥感原理遥感技术的原理是基于地球表面上的物质通过电磁波的相互作用而得到信息。
地球表面物体吸收、反射、传播、发射电磁辐射，通过传感器记录地表物体所发的不同波段的辐射，再将辐射能转换为图像或数据。
1.4 遥感的应用卫星遥感技术在农业、林业、水资源、城市规划、环境保护等领域有着广泛的应用。
能够及时获取地表的相关信息，为决策提供数据支持，有助于资源的合理开发和保护。
二、卫星遥感技术2.1 卫星遥感的发展历程20世纪60年代，美国、苏联相继发射了世界上第一颗卫星——斯普特尼克1号和美国的“探险者”1号，标志着卫星遥感时代的开始。
80年代末至90年代初，陆续有多国和地区的公司和机构相继建造了多颗卫星发射到轨道上。
21世纪以来，卫星遥感技术进一步发展，传感器技术和数据处理技术不断提升，空间分辨率和时间分辨率不断增加。
2.2 卫星遥感的传感器卫星遥感传感器可分为光学成像传感器和微波雷达传感器。
光学传感器可以通过记录目标发射的电磁波的反射、散射等现象获取目标地的图像信息；微波雷达传感器可以穿透云层、大气层以及夜晚获得目标地的图像信息。
2.3 遥感数据的获取与处理卫星遥感数据获取有定点定时和遥感巡天两种方式。
定点定时是在特定时间和地点采集数据；遥感巡天是卫星在低轨道上向地面成条带式扫描，记录一幅幅图像，以获取一片大地全景图。
2.4 遥感图像的解译遥感图像的解译是指在数字图像上进行人工信息提取，根据地物的形状、大小、纹理、颜色等特征，识别出地物类别，并提供地物的相关信息。
卫星通信基础知识
1.2 通信卫星的轨道
卫星运行的轨迹和趋势称为卫星运行轨 道；其轨道近似于椭圆或圆形，地心就 处在椭圆的一个焦点或圆心上，按照轨 道平面与赤道平面的夹角i（轨道倾角 ）的不同，地球卫星的轨道有赤道轨道 （i=0º）、极轨道（i=90º）、倾斜轨 道（0º<i<90º）之分。
利用静止卫星建立全球通信示意图
1.4 卫星通信的开展概况
1945年五月英国人阿瑟克拉克提出关于静止卫星的设想。1954-1964 卫星 通信试验，1957年10月4日苏联发射了第一颗人造卫星，1963年7月 发射 了第一颗地球同步卫星，他们都进行了卫星通信试验。1965年国际通信卫星 组织的IS-1（国际通信卫星）1.8.1卫星通信使用频率 1、C频段（3.4-6.65GHz） 2、Ku频段(10.95-18GHz) 3、Ka频段(18-40GHz) 4、L频段(1.12-2.6GHz) 5、其他频段(UHF,S,X,Q,V)
1.8.2 C波段与Ku波段比较
C波段
资源较丰富 易受地面干扰 天线口径较大 不受天气影响
国际通信方面我国运营15座国际通信卫星地球站，开通了约1 万3千条双向电路（占国际长途电路的26%）。中国通信播送 卫星公司等具有国际点对点业务许可的单位开通了150~200条 国际双向VSAT电路。公众通信约使用50个转发器 。
我国已有中央电视台的12套节目，中央人民播送电台和国际 台的32路声音播送节目，以及31个省、自治区、直辖市的播送 电视节目均通过通信卫星向全国传送。目前我国播送电视节目 共使用了11颗通信卫星（亚太1A、亚洲2号、亚洲3S、鑫诺1 号、亚太2R、泛美3R号、泛美8号、泛美9号、泛美3R号、泛 美10号、银河3R和热鸟3号）的32个转发器。
卫星通信基础知识讲座-PPT课件
1、基本概念
1.4单跳、双跳
1、基本概念
1.5卫星通信频段
1） C波段，4／6GHZ 设备成熟，可用带宽500MHz，大部分国际卫星通信，尤其是 商业卫星通信都使用此频段，雨衰小，1－2dB C波段工作频段选择可以有以下选择：
1、基本概念
1.5卫星通信常用频段
1） C波段，4／6GHZ 扩展C特点：
1、基本概念
1.2通信卫星的类型
按高度分：
（1）低高度卫星，h<1500km； （2）中高度卫星，8000km<h<12000km； （3）高高度卫星，h＞20000km。 范艾伦高速粒子带
1、基本概念
1.2通信卫星的类型
同步卫星
1、基本概念
1.3日凌中断与星蚀
春分和秋分前后还存在星蚀（卫星进入地球的阴影区）和日凌中断（卫星 处于太阳和地球之间，受强大的太阳噪声影响而使通信中断）现象。
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
主要技度
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.3 功放
•行波管功放（TWTA） 微波电子管，大功率（400W以上），线性差，寿命6~10年，便宜。 •固态功放（SSPA、SSPB）
砷化镓场效应管，中小功率，线性好，寿命10年以上，贵。
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.4 低噪声放大器（LNA、LNB）
•微波信号低噪声放大 •带下变频（LNB）或不带（LNA） •带10MHz参考输入或不带 主要指标： •工作频率
双 工 器 天 线
收中频
下变频
LNA
供电
卫星通信(基础理论)
卫 星 通 信 卫星基础知识
1962年7月，美国成功地发射了一个颗通信卫星（Telstar）， 试验了横跨大西洋的电视和电话传输。但是， Telstar并非 在静止轨道上运行，而是运行在椭圆轨道上，每157分钟绕 地球1周。
第一颗静止轨道卫星是在1963年2月由美国发射，它成功地 转播了1964年东京奥运会的实况，有力地显示出卫星通信的 优越性和实用价值。 经过20多年的探索和实验，到20世纪80年代，卫星通信终 于跨入了实用阶段，渐渐走近我们的生活，走向社会各个领 域。
卫星基础知识
卫 星 通 信 卫星基础知识
引言： 利用卫星进行通信的科学设想，是在1945年10月由英 国空军雷达专家阿瑟· 克拉克首先提出的，他在《无线 电世界》杂志上发表的一篇题为《地球外的中继站》的 文章中，提出了在静止轨道上放置3颗卫星来实现全球 通信的设想。 直到1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，人们才真正看到实现卫星通信的希望。
卫星通信的优势
1、广播功能
一点发送卫星接收 卫星转发多点接收
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫星通信的优势
2、覆盖面广
三颗卫星覆盖整个地球 覆盖面内均可通信
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫星通信的优势
3、通信与地面距离无关
通信费用与地面距离无关 通信不受地形地貌的影响
35800+35800
×
A B
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫星转发器
卫星转发器是通信卫星中最重要的组成部分，它能起到 卫星通信中继站的作用，其性能直接影响到卫星通信系统的工 作质量。
电源系统
通信卫星的电源要求体积小、重量轻和寿命长。常用的 电源有太阳能电池和化学能电池。平时主要使用太阳能电池 ，当卫星进入地球的阴影区（即星蚀）时，则使用化学能电 池。
卫星通信基础知识简介
信业务
信覆盖效果差
➢ 从一颗星向另一颗星切换时 ➢ 地面设备大，成
，需要电路中继保护措施
本高，机动性差
➢ 需要多普勒移频率补偿功能 ➢ 要用星上处理技
➢ 地球站必须从一颗星跟踪到
术和大功率发射
及大口径天线
另一颗星，所以系统至少需
要两副天线和一套跟踪设备
➢ 地面设备比较大，成本高
➢ 卫星天线必须有波束定位控
和信标。
➢ 通信天线
全球波束天线
点波束天线
赋形波束天线
范晓晴
5 November 2015
13
转发器
➢ 是通信卫星中直接起中继站作用的部分。
要求：以最小的附加噪声和失真，足够的工作频带和输出功率业为
各地球站有效可靠地转发无线电信号。
➢ 透明转发器
对收到的信号只进行低噪声放大、变频、功率放大，对频带内
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卫星测地知识点总结
卫星测地知识点总结卫星测地学的知识点非常丰富，涉及卫星轨道测量、重力场测量、形状测量、大地测量、地壳运动、地球形状测量等多个方面。
本文将从这些方面进行详细的总结，帮助读者更好地了解卫星测地学的基本知识和应用。
一、卫星轨道测量卫星轨道测量是卫星测地学的基础，它主要用于确定卫星的位置和速度，以及测量地球上不同地点的形状和重力场。
卫星轨道测量可以通过地面测量站和卫星搭载的测量仪器来实现，主要包括跟踪测量、星载测量和卫星激光测量等方式。
1. 跟踪测量跟踪测量是通过地面测量站对卫星进行定位跟踪，以确定卫星的位置和速度。
地面测量站通常采用全球定位系统（GPS）或者干涉测量仪器来进行跟踪测量，通过与卫星交换信号来确定卫星的位置和速度信息。
2. 星载测量星载测量是通过卫星搭载的测量仪器来实现卫星轨道测量，主要包括星载GPS测量、星载微波测量、星载激光测量等方式。
这些测量仪器可以实时获取卫星的位置和速度信息，为地球形状和重力场测量提供基础数据。
3. 卫星激光测量卫星激光测量是通过搭载在卫星上的激光测距仪器来测量地球表面的高程和形状，它可以实现高精度的地表高程测量，并且可以克服传统地面测量的局限性，对于建立数字高程模型和地球形状测量具有重要意义。
二、重力场测量地球的重力场分布对地球的形状和内部结构具有重要影响，因此重力场测量是卫星测地学的重要内容。
重力场测量主要包括重力梯度测量、大地水准测量、卫星引力梯度测量等多种方式，它可以帮助我们了解地球的重力场分布规律，对地质勘探、地震预测等领域具有重要意义。
1. 重力梯度测量重力梯度测量是通过地面重力测量仪器来测量地球不同地点的重力场强度和方向，从而确定地球重力场的分布规律。
重力梯度测量可以帮助我们了解地球的内部结构和矿产资源分布，对于地质勘探和资源开发具有重要意义。
2. 大地水准测量大地水准测量是通过测量地表的高程变化来确定地球重力场的分布规律，它可以帮助我们了解地球上不同地点的垂直形变和地壳运动情况，对于地震预测和环境监测具有重要意义。
卫星运动的基础知识及GPS卫星的坐标计算
卫星的预报星历是用跟踪站以往时间的观测资料推求的
参考轨道参数为基础，并加入轨道摄动项改正而外推的 星历。用户在观测时可以通过导航电文实时得到，对导 航和实时定位十分重要。但对精密定位服务则难以满足 精度要求。
后处理星历是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪 站所获得的精密观测资料，应用与确定预报星历相似的 方法，计算的卫星星历。这种星历通常是在事后向用户 提供的在用户观测时的卫星精密轨道信息，因此称后处 理星历或精密星历。该星历的精度目前可达分米。
as为确轨定道了的开长普半勒径椭，圆e的s为形轨状道和椭大圆小偏。心率，这两个参数
为升交点赤经：即地球赤道面上升交点与春分点之间 的地心夹角。i为轨道面倾角：即卫星轨道平面与地 球赤道面之间的夹角。这两个参数唯一地确定了卫 星轨道平面与地球体之间的相对定向。
s为近地点角距：即在轨道平面上，升交点与近地点之 间的地心夹角，表达了开普勒椭圆在轨道平面上的 定向。
Cuc , Cus——升交距角的余弦、正弦调和改正项振幅 Crc , Crs——卫星地心距的余弦、正弦调和改正项振幅 Cic , Cis——轨道倾角的余弦正弦调和改正项振幅 AODE——星历数据的龄期（外推星历的外推时间间隔）
a0——卫星钟差 a1——卫星钟速（频率偏差系数） a2——卫星钟速变化率（漂移系数）
第四章 卫星运动的基础知识及GPS卫 星的坐标计算
§ 3.1 概述
1.卫星轨道在GPS定位中的意义
卫星在空间运行的轨迹称为轨道，描述卫星轨道位 置和状态的参数称为轨道参数。由于利用GPS进行 导航和测量时，卫星作为位置已知的高空观测目标， 在进行绝对定位时，卫星轨道误差将直接影响用户 接收机位置的精度；而在相对定位时，尽管卫星轨 道误差的影响将会减弱，但当基线较长或精度要求 较高时，轨道误差影响不可忽略。此外，为了制订 GPS测量的观测计划和便于捕获卫星发射的信号， 也需要知道卫星的轨道参数。
卫星通信的基础知识
卫星通信的基础知识1.卫星通信的基本概念与特点定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球东站之间展开的通信。
卫星通信又就是宇宙无线电通信形式之一，而宇宙（1）宇宙站与地球站之间的通信；（直接通信）（2（3）通过宇宙站留言或散射而展开的地球站间的通信。
（间接通信）第三种通信方式通常称作卫星通信，当卫星为恒定卫星时称作恒定卫星通信。
大多数通信卫星就是地球同步卫星（恒定卫星：轨道在一定高度时卫星与地球相对恒定）。
恒定卫星就是指卫星的运转轨道在赤道平面内。
轨道距地面高度约为35800km（为直观确保安全，经常表示36000km）。
静止卫星通信的特点（1a通信距离远，且费用与通信距离毫无关系（只要在卫星波束范围内两站之间的传输与距离毫无关系）b覆盖面积大（三颗卫星即可覆盖所有地方），可进行多址通信（一发多收）c通信频带宽（带宽为500md信号传输质量低，通信线路平衡可信e建立通信电路灵活、机动性好（只要卫星覆盖到，均可建立地面站进行通信）f可自发自收进行监测（2a恒定卫星的升空与控制技术比较复杂（所以国内搞卫星升空的很少）。
b地球的两极地区为通信盲区（轨道与赤道平行，切线方向下来无法到达两c存有星蚀（卫星在地球和太阳之间）和日凌（地球在太阳和卫星之间）中断——（现今可通过处理缩短这种现象）d存有很大的信号传输时延（升空和拒绝接受时间）和脉冲阻碍。
2.卫星通信系统的共同组成（1通常卫星通信系统是由地球站、通信卫星（前两个为主要组成，负责卫星收发）、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统（后两个提供辅助功能，监测卫星、姿态调整等）4大部分组成的，如图所示。
两个地球东站通过通信卫星展开通信的卫星通信线路的共同组成如图所示，就是由发端地球站，上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。
3.卫星通信地球东站设备一般来说，对地球站应有以下几方面的要求。
①传送的信号应当就是宽频拎、平衡、大功率的信号，能够发送由卫星留言器转发来的微弱信号（可通过放大解调处理）。
卫星基础知识
卫星基础知识1、dB、dBc、dBi、dBd、dBw、dBm之间的区别1.1、dBdB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log（甲电压/乙电压）。
[例1] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。
也就是说，甲的功率比乙的功率大 3 dB。
反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3 dB。
1.2、dBi 和dBddBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。
dBi 的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。
一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。
[例2] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
[例3] 0dBd=2.15dBi。
1.3、dBcdBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。
一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。
1.4、dBmdBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。
[例4] 如果功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例5] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为： 10log（40W/1mw）=10log （40000）=10log4+10log10000=46dBm。
1.5、dBw与dBm一样，dBw是一个表示功率绝对值的单位（也可以认为是以1W功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1w）。
卫星航天知识点总结
卫星航天知识点总结一、卫星航天的基本概念和分类卫星航天是指利用卫星作为运载工具，进行太空探测、导航、通信、地球观测和科学研究等各种活动的一门技术和学科。
卫星按功能和用途的不同，可分为通信卫星、导航卫星、地球观测卫星、科学探测卫星等。
1. 通信卫星通信卫星主要用于实现地面通信的全球化，通过卫星和地球站之间的通信，实现长距离、多频段、大容量的通信功能。
2. 导航卫星导航卫星用于提供全球定位系统（GPS）、伽利略导航系统等，可实现全球范围内的三维定位、速度测量和时间同步。
3. 地球观测卫星地球观测卫星用于从空间获取地球表面的信息，包括地形、地貌、植被、气象等多种数据，为资源调查、环境监测、农业生产等提供技术支持。
4. 科学探测卫星科学探测卫星利用卫星技术进行太空科学研究，包括天文观测、太空探测、地球科学等领域，是太空探索的重要手段。
二、卫星航天的发展历程和现状卫星航天的发展经历了多个阶段，在技术、载荷和应用等方面都取得了重要进展。
1. 早期发展阶段卫星航天的起步阶段始于20世纪50年代，美苏两国先后成功发射了人造地球卫星。
此后，各国相继发射了通信、气象、导航和科学研究卫星，开创了卫星应用的新纪元。
2. 技术突破阶段从20世纪70年代到90年代，卫星技术取得了重大突破，主要包括通信、导航和地球观测卫星的发展。
这一时期，通信卫星技术得到了广泛应用，导航卫星系统实现了全球覆盖，地球观测卫星的分辨率和数据传输速度得到了显著提高。
3. 应用拓展阶段21世纪以来，卫星航天的应用领域不断拓展，包括资源勘探、环境监测、灾害预警、气候变化、农业生产等多个领域。
此外，卫星航天还在太空科学研究、人类登月计划等方面发挥了重要作用。
三、卫星航天的关键技术和发展趋势1. 发射技术卫星的发射是卫星航天的首要环节，需要具备可靠的火箭技术和发射系统，包括发射场地、运载火箭、载荷分离和轨道定位等。
2. 轨道控制技术卫星的轨道控制是卫星航天的核心技术之一，包括轨道参数的确定、轨道调整和轨道导航等，确保卫星在轨道上的稳定运行。
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（2）、地球同步卫星轨道 地球同步卫星轨道是卫星轨道的倾角等于0°，赤道平面与轨道 平面重合，则卫星在赤道上空运行，并且卫星的周期等于地球自转 周期(23小 时56分04秒)，其旋转方向相同，这样的轨道称做地球同 步卫星轨道。从地面上看，轨道上的卫星好象静止在天空某一地 方 不动似的，所以又叫做静止卫星轨道。这样的卫 星称静止卫星。 1)、 地球同步轨道的实现 A 、理想的静止卫星轨道：实现理想的静止卫星轨道 必须满足下述 条件： ① 卫星运行方向与地球自转方向相同，即同向运行， ② 卫星轨道倾角为0°，即赤道平面与轨道平面完全重合， ③ 轨道偏心率e为0，即轨道是圆形的， ④ 周期为23小时56分04秒。 静止卫星的高度可以根据开普勒第三定律算得：
P48photo极轨扫描.avi
太阳同步轨道的优缺点 太阳同步轨道的优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道 预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③ 太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在 观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。 太阳同步轨道的缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长， 对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料； ②观测次数少， 不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。③相邻两条轨道 的资料不是同一时刻，这对资料 的利用不利。
③时间分辨率：指卫星对某一观测区域进行一次观测的时间间隔 。静止气象卫星对固定区域每隔半小时进行一次观测，具有很高的 时间分辨率。
3）、卫星蚀和太阳干扰 ①卫星蚀：大家知道，当太阳，月亮和地球依次排列在 一条直线 上时，太阳被月亮挡住，就出现日蚀，当太阳，地球和月亮处于一 条直线时，月球进入地球的阴影区，就发生月蚀。人造卫星也会发 生这种情况，若太阳，地球和人造卫星在一条直线上时，人造卫星 进入地球阴影区，就出现卫星蚀。 如下图所示，静止卫星位于赤造 平面内，所以静止卫星的卫星蚀蚀出现在春分和秋分前后的一段时 间内，卫星星下点地区正好处于午夜时分，在春分和秋分这两天卫 星蚀的时间最长，达72 分钟之久，卫星蚀可连续出现45天。 在卫 星蚀出现期间，人造卫星上的太阳电池不能工作，所以用蓄电池供 电，因此卫星必须带上大的蓄电池，才不会使卫星工作停止。有时 供电不足时，仍要停止某些观测项目或作某些调整，处在卫星蚀期 间，因卫星中没有热量输入，卫星星体的温度下降，使得其体积收 缩，以致自旋速率加大。 太阳同步轨道卫星也出现卫星蚀。卫星蚀的时间长短， 决定于 卫星高度和卫星经过各地的地方时时间。
2）、 静止卫星轨道的有效利用 ， 地球同步卫星轨道是赤道上空约35860公里高处的圆形轨道，尽管 这条轨道的圆周很长，但是由于连续不断地发射静止卫 星，卫星的 位置迟早会出现拥挤现象，静止卫星只能在唯一的这条轨道上。同 时即使不考虑卫星在空间位置上的矛盾，假如卫星 过于接近，也存 在相邻卫星间的电波干扰问题；这就是从地面向卫星发射电波，它 附近的卫星就会收到，从而产生干扰。为防止卫星间的相互干扰， 要求地面站具有高方向性定向窄波束天线。 例如对于3°间隔的卫 星，波束宽度应小于2±0．5°，若每隔3°放置 一颗静止卫星，绕 地球一圈可放120颗静止卫星，则两个相邻卫 星的圆周弧距为 ： △ S=2π（R+H）/120°=2210.04(km)
卫星基础知识
§ 1、基本概念
传感器(探测器)-收集电磁辐射的装置（扫描辐射 仪、相机等观测仪器） 运载工具-装载传感器的设备（飞机、火箭、卫星） 气象卫星-在卫星上携带有各种气象观测仪器；测 量诸如大气温度、湿度、风、云等气象要素以及 各种天气现象；这种专门用于气象目的卫星叫做 气象卫星 卫星气象学-如何利用气象卫星探测各种气象要素， 并将卫星探测资料应用于大气科学的一门学科
µ =GM为开普勒常数 G是万有引力常数， M是地球质量。 T=2π（a³/ μ）1/2, a是半长轴
B、实际的静止卫星轨道，实际的静止卫星轨道不可能是圆形，而 带有点椭圆形，在一天当中，卫星的轨道半径有时大有时小。当轨 道半径偏大时，卫星速度减小，其相对于地球就 要向西漂移，当轨 道半径偏小时，卫星速度加大，就要向东漂 移。所以一天之内，卫 星要作东西向漂移。同时，卫星轨道倾角也不正好是0°，常有1° 的倾角；若不考 虑其它因素，卫星在一下点轨迹 是上述两种结果的合成，使得每天的星下点轨迹在赤 道两侧呈“8’ 字形摆动。
(1)按工作方式分为主动式和被动式。
（2）按探测器选用的电磁波波段划分可分为紫外遥感、 可见光遥感、红外遥感和微波遥感。 （3）按被测对象分类，有大气遥感、海洋遥感、农业和 地质地理遥感等。大气遥感，又称温度遥感、大气成 分遥感、风遥感等。 （4）按信息形式分，有图象式和非图象式两类。图象式 是把获得辐射以黑白色调的图象表示。非图象式是把 辐射用数据或图表表示出来。
卫星的结构不仅能经得起剧烈的力学环境，而且要做得尽量以保证 星上专用设备的重量。卫星的形状常与其采用的姿态稳定方式有关 ，如自旋稳定的卫星，相对自旋轴的重量分配平衡，做成圆柱形。 三轴定向稳定的卫星，形状不限，但为了利用太阳能，常将太阳电 池翼板伸出。重力梯度稳定的卫星常做成哑铃型。
主动遥感探测
•主动遥感探测也称“有源”探测。 •卫星上同时装有发射机和接收机，发射机对准探测目标 物发射信号，经过目标物的吸收、反射、散射等衰减后到 达接收机。于是，根据发射信号和接收信号之差异，可以 推导出所探测的大气参数。 •雷达探测采用的是于主动遥感探测技术。目前卫星上使 用的主动遥感探测器主要用于探测海洋表面特性，如洋面 风速等。
气象卫星通常由基本卫星系统和探测仪器设备系统两部分组成。 基本卫星系统的任务是保障探测系统正常工作，包括卫星姿态控制， 能源的供给，温度控制和指令通讯系统。探测设备系 统是各种探测 仪器。 1、卫星的姿态 卫星的姿态是指卫星在空间相对于轨道平面，地球表面或任何坐 标系的固定取向，它决定卫星仪器对地面的观测方式和资料的可利 用性。仪器正对地面观测，图片对称，比例一致。仪器斜对地面观 测，图片被压缩或拉长，比例不一，不利于应用。为此必须对卫星 的姿态作控制。 （1)自旋稳定：卫星围绕自身对称轴以一定角速度旋转，在没有 空气阻力下，卫星的角动量守恒，自转轴方向 始终不变，这种使卫 星稳定下来的方式称自旋稳定。早期的泰罗斯卫星采用。“平动式 ”自旋稳定，自旋轴在空间作平动，仪器装在卫星底部，卫星绕地 球旋转时，只有部分时间取得资料。以后的艾萨和静止卫星采用“ 滚轮式，自旋稳定，自旋轴与轨道平面相垂直，仪器装在卫星侧面 ，当仪器转到朝向地面时进行观测，卫星能在整个周期内获得资料 。
遥感
气象卫星在几百公里、甚至几万公里的太空对 地球—大气系统进行观测，是一种以遥感探测
为主要方式的观测技术。
遥感: 就是在一定距离之外，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。
遥感的分类
有按工作方式、探测波长和被测对象分的。
卫星分类
试验卫星，业务卫星 近极地太阳同步卫星（极轨），地球同步 卫星（静止）
（ 1）、近极地太阳同步卫星轨道 所谓太阳同步轨道是指卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固 定的取向。由于这种轨道的倾角接近90°，卫星要在极地附近通过 ，所以又称它为近极地太阳同步卫星轨道，有时简称极地轨道。
近极地太阳同步轨道的示意图
②太阳干扰：当太阳，静止卫星和地球上的接收天线处在一条直 线上时，地面接收天线正好对着太阳。在太阳进入接收天线波束期 间，在强烈的太阳射电噪声影响下，接收电波受严重干扰，地面接 收天线收不到讯号，这样的干扰称太阳干扰。这种情况在春分和秋 分前后连续数天发生，受干扰的时间的长短随天 线直径大小而异。 4）、 静止卫星的优缺点 静止卫星作为一个气象观测平台有许多优点： ①是卫星高度高，视野广阔，一个卫星可对南北70°S--70°N， 东西140个经度，约占地球表面1／3约1.7亿平方公里进行观测； ②是可以对某一固定区域进行连续观测，约半小时提供一张全景 圆面图，特殊需要时，3—5分钟对某小区域进行一次观测； ③是可以连续监视天气云系的演变，特别是生命短，变化快的中 小尺度天气系统。如果把间隔为5分钟的图片连接成电影环，可以 连续 观察天气云系的演变 。 静止卫星的不足是：①它不能观测南北极区。②由于其离地球很 远，若要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。③卫星轨道有限。
（3）周期：卫星沿其轨道运行一周所需的时间。
（4）星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点称星下点。 由于卫星的运动和地球的自转，显下点在地球表面形成一条连续的 轨迹，这一轨迹称星下点轨迹。显下点常用经、纬度表示其位置。 （5）升交点和降交点：卫星运行一个周期自南向北与地球赤道的 交点为升交点，自北向南与地球赤道的交点为降交点，所以每条卫 星轨道的升交点和降交点是不同的。 （6）截距：卫星运行一个周期地球赤道所转过的距离。由于在卫 星绕地球公转的同时，地球不停地自转，卫星沿规定转一周需约2 小时，地球自转需24小时，每小时转过15度，所以卫星一个周期在 赤道的截距是30个经度。
(3)重力梯度稳定：由于地球对一个物体的引力随高度而减小，所以 地球重力场是不均匀的，有重力梯度。当卫星在重力场内运动时， 因受重力梯度的作用，使卫星趋向一个平衡位置，由此实现重力梯 度稳定。 2、 卫星在静止轨道上位置的控制 由于地球引力的不均匀和太阳、月亮引力的作用，常使卫星漂移 静止轨道，如不加控制，这种偏离会愈来愈大，以至卫星超出地面 接收天线的波束范围，接收不到卫星讯号。为消除卫星的漂移，在 卫星上装有轴向和横向两个气体喷射推进系统，通过喷气产生反作 用力，实现卫星漂移的修正。 3、 卫星的结构和形状
卫星探测的分辨率是指卫星仪器能区分两个物体的最小距离。表 示卫星探测分辨率通常有三个参数： ①空间分辨率：这是指卫星在某一瞬时观测到地球的最小面积， 这最小面积又称象元（或象素）。从卫星到这最小面积间构成的 空间立体角称瞬时视场。卫星的空间分辨率与卫星的高度有关， 卫星高度越高，分辨率越低，而且与卫星视角有关，视角越倾斜， 观测面积越大，分辨率就差。 ②灰度分辨率：在卫星云图上，如果两个邻接瞬时视场内目标 物的反照率或温度相等，则其色调一样，无法区别它们。但是当 这两个瞬时视场目标物的反照率或温度有差异，并达到一定数值 时，这两个视场就可以被分辨，这个能分辨的最小温度差或反照 率差异称做灰度分辨率。