第三章遥感成像原理与遥感图像特征1235节PPT课件
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➢ 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。
➢ 人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。 ➢ 能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的
3.1.1 遥感平台
遥感平台（platform）是搭载传感器的工具。 根据运载工具的类型划分：
航天平台 150km以上， 卫星、宇宙飞船。
航空平台 百米至十余千米，低、中、高空飞机以及飞船、气球等。
地面平台 0—50m， 车、船、塔等。
3.1.2 卫星的轨道参数
卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。
第三章 遥感成像原理与遥感图像特征
2011年2月
本章主要内容：
遥感成像原理、遥感图像特征，包括摄影成像、扫描成像、微波 成像等机理及图像特征。
3.1 遥感平台 3.2 摄影成像 3.3 扫描成像 3.4 微波遥感与成像* 3.5 遥感图像的特征
3.1 遥感平台
3.1.1 遥感平台的种类 3.1.2 卫星的轨道参数 3.1.3 陆地卫星轨道特点 3.1.4 遥感卫星系列
四、卫星的轨道参数
•赤道坐标系 赤道坐标系是取赤道面为基准 面，以地球自转轴、以及从地 心指向春分点的直线为坐标轴 所构成的坐标系。虽然由于地 轴的运动，该坐标系相对于恒 星其位置是变动的，但是，对 于轨道寿命有限的卫星运动来 说，影响很小。
开普勒的轨道参数
五、开普勒的6个参数
（1）轨道倾角 轨道平面与地球赤道平面的夹角。具体计算是在卫星轨道
3.1.3 卫星轨道及特点
• 近圆形轨道 • 近极地轨道 • 太阳同步轨道 • 可重复轨道
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球 同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕 地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈， 不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包 括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所 遥感的面积可达几万平方千米。
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。
轨道离地最近的点称近地点，反之为远地点。
开普勒定律（1）
近日点
b
太阳
远日点
c
a
地球轨道
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（面积速度守恒）。
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。
（6）卫星过近地点时刻（T）
以近地点为基准表示轨道面内卫星位置的量。
六、其它常用遥感卫星参数
卫星高度：卫星距离地面的高程。
运行周期：卫星绕地球一圈所需的时间。 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，回到该地上空时所需的天数。 降交点时刻：卫星经过降交点时的地方太阳时的平均值。 扫描宽度：传感器所观测的地面带的横向宽度。
一、太阳同步轨道
（ sun-synchronous satelLeabharlann Baiduite orbit ） 卫星的轨道面以与地球的公转方向相同方向而同时旋转的 近圆形轨道。
卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的, 但会 绕地球自转轴旋转。
轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转的方向相同 ，旋转的角速度等于地球公转的平均角速度, 即0.9856度 /日或360度/年, 这样的轨道称为太阳同步轨道。
开普勒定律（2）
近地点
Rp vp
ra a
v远a 地点
Major axis
Minor axis
三、开普勒第三定律
行星的公转周期的平方与它的轨道平均半径的立方成正比。 卫星绕地球的运行周期的平方与它的轨道平均半径的立方成 正比。
T2/（R+H）3=C T：运行周期；R：地球半径；H：离地高度；C：开普勒常 数
（4）椭圆半长轴（A）
近地点和远地点连线的一半，它标志卫星轨道的大小。
它确定了卫星距地面的高度，按照卫星高度的不同又将卫星 分为低轨卫星（150—300公里）、中轨卫星（约1000公里左 右）和高轨卫星（36000公里处）。
（5）椭圆偏心率（e）
椭圆轨道两个焦点间距离之半与半长轴的比值，用以表示轨 道的形状。
区域同时收入视野，应用于气象和通讯领域。
地球同步卫星，相对静止在赤道某一点上空。
3.1.4 遥感卫星系列
一、 气象卫星
• 气象卫星是作为联合国世界气象组织的全球气象监测 （WWW）计划的内容而发射的卫星。是用5个地球静止轨道 卫星和2个太阳同步极地轨道卫星对全球的气象同时进行观测， 它们是GMS(日本)、GOES一E（美国）GOES一W（美国）、 METEOSAT（欧空局）、COMS（俄罗斯）及卫星NOAA （美国）、Meteop（俄罗斯），前5个以约70度的间隔配置 在赤道上空，后两个在不同的极地轨道上。
升高时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
当0<i<90时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向 卫星”；
当90<i<180时，叫“反方向卫星”，即卫星运动与地球自转方向相 反；
当i=90时，卫星绕过两极运行，叫“极轨”或“两极”卫星； 当i=0或180时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”。
（2）升交点赤经（h）
卫星由南向北运行时经过赤道平面的那一点，叫“升交点” ； 该点离春分点的经度值就是升交点赤经。
轨道倾角和升交点赤经共同决定卫星轨道平面的空间位置。
（3）近地点幅角（g）
地心与升交点连线和地心与近地点连线之间的夹角。由于入轨 后其升交点和近地点是相对稳定的，所以近地点幅角通常是不变 的，它可以决定轨道在轨道平面内的方位。
卫星轨道倾角很大，绕过极地地区，也称极轨卫星。 在太阳同步轨道上，卫星于同一纬度的地点，每天在同一
地方时同一方向通过。
赤道
太阳同步卫星，轨道近似穿越极地， 通过地球上同一点上空的时间一致。
二、地球静止卫星轨道
（Geosynchronous satellite orbit ） 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的 轨道称为地球同步卫星轨道（简称同步轨道）。
➢ 人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。 ➢ 能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的
3.1.1 遥感平台
遥感平台（platform）是搭载传感器的工具。 根据运载工具的类型划分：
航天平台 150km以上， 卫星、宇宙飞船。
航空平台 百米至十余千米，低、中、高空飞机以及飞船、气球等。
地面平台 0—50m， 车、船、塔等。
3.1.2 卫星的轨道参数
卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。
第三章 遥感成像原理与遥感图像特征
2011年2月
本章主要内容：
遥感成像原理、遥感图像特征，包括摄影成像、扫描成像、微波 成像等机理及图像特征。
3.1 遥感平台 3.2 摄影成像 3.3 扫描成像 3.4 微波遥感与成像* 3.5 遥感图像的特征
3.1 遥感平台
3.1.1 遥感平台的种类 3.1.2 卫星的轨道参数 3.1.3 陆地卫星轨道特点 3.1.4 遥感卫星系列
四、卫星的轨道参数
•赤道坐标系 赤道坐标系是取赤道面为基准 面，以地球自转轴、以及从地 心指向春分点的直线为坐标轴 所构成的坐标系。虽然由于地 轴的运动，该坐标系相对于恒 星其位置是变动的，但是，对 于轨道寿命有限的卫星运动来 说，影响很小。
开普勒的轨道参数
五、开普勒的6个参数
（1）轨道倾角 轨道平面与地球赤道平面的夹角。具体计算是在卫星轨道
3.1.3 卫星轨道及特点
• 近圆形轨道 • 近极地轨道 • 太阳同步轨道 • 可重复轨道
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球 同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕 地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈， 不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包 括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所 遥感的面积可达几万平方千米。
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。
轨道离地最近的点称近地点，反之为远地点。
开普勒定律（1）
近日点
b
太阳
远日点
c
a
地球轨道
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（面积速度守恒）。
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。
（6）卫星过近地点时刻（T）
以近地点为基准表示轨道面内卫星位置的量。
六、其它常用遥感卫星参数
卫星高度：卫星距离地面的高程。
运行周期：卫星绕地球一圈所需的时间。 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，回到该地上空时所需的天数。 降交点时刻：卫星经过降交点时的地方太阳时的平均值。 扫描宽度：传感器所观测的地面带的横向宽度。
一、太阳同步轨道
（ sun-synchronous satelLeabharlann Baiduite orbit ） 卫星的轨道面以与地球的公转方向相同方向而同时旋转的 近圆形轨道。
卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的, 但会 绕地球自转轴旋转。
轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转的方向相同 ，旋转的角速度等于地球公转的平均角速度, 即0.9856度 /日或360度/年, 这样的轨道称为太阳同步轨道。
开普勒定律（2）
近地点
Rp vp
ra a
v远a 地点
Major axis
Minor axis
三、开普勒第三定律
行星的公转周期的平方与它的轨道平均半径的立方成正比。 卫星绕地球的运行周期的平方与它的轨道平均半径的立方成 正比。
T2/（R+H）3=C T：运行周期；R：地球半径；H：离地高度；C：开普勒常 数
（4）椭圆半长轴（A）
近地点和远地点连线的一半，它标志卫星轨道的大小。
它确定了卫星距地面的高度，按照卫星高度的不同又将卫星 分为低轨卫星（150—300公里）、中轨卫星（约1000公里左 右）和高轨卫星（36000公里处）。
（5）椭圆偏心率（e）
椭圆轨道两个焦点间距离之半与半长轴的比值，用以表示轨 道的形状。
区域同时收入视野，应用于气象和通讯领域。
地球同步卫星，相对静止在赤道某一点上空。
3.1.4 遥感卫星系列
一、 气象卫星
• 气象卫星是作为联合国世界气象组织的全球气象监测 （WWW）计划的内容而发射的卫星。是用5个地球静止轨道 卫星和2个太阳同步极地轨道卫星对全球的气象同时进行观测， 它们是GMS(日本)、GOES一E（美国）GOES一W（美国）、 METEOSAT（欧空局）、COMS（俄罗斯）及卫星NOAA （美国）、Meteop（俄罗斯），前5个以约70度的间隔配置 在赤道上空，后两个在不同的极地轨道上。
升高时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
当0<i<90时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向 卫星”；
当90<i<180时，叫“反方向卫星”，即卫星运动与地球自转方向相 反；
当i=90时，卫星绕过两极运行，叫“极轨”或“两极”卫星； 当i=0或180时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”。
（2）升交点赤经（h）
卫星由南向北运行时经过赤道平面的那一点，叫“升交点” ； 该点离春分点的经度值就是升交点赤经。
轨道倾角和升交点赤经共同决定卫星轨道平面的空间位置。
（3）近地点幅角（g）
地心与升交点连线和地心与近地点连线之间的夹角。由于入轨 后其升交点和近地点是相对稳定的，所以近地点幅角通常是不变 的，它可以决定轨道在轨道平面内的方位。
卫星轨道倾角很大，绕过极地地区，也称极轨卫星。 在太阳同步轨道上，卫星于同一纬度的地点，每天在同一
地方时同一方向通过。
赤道
太阳同步卫星，轨道近似穿越极地， 通过地球上同一点上空的时间一致。
二、地球静止卫星轨道
（Geosynchronous satellite orbit ） 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的 轨道称为地球同步卫星轨道（简称同步轨道）。