卫星通信导论上课课件-同步卫星大气探测系统的研究1

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1、同步卫星大气微波遥感云图接收与应用的研究1主要内容卫星及同步气象卫星介绍微波大气遥感的物理基础DH3932型大气物理探测系统根据气象卫星云图对气象进行分析2卫星介绍人造地球卫星的运行轨道有圆形和椭圆形两种，地球处于圆形轨道的圆心或椭圆轨道的一个焦点上。如果卫星的轨道是圆形的、且轨道平面与地球的赤道平面重合，同时离地球表面的高度约35800Km，其飞行方向又与地球自转方向相同，绕地球一周的时间恰好与地球自转时间一致，此时卫星从地球看上去宛如静止一般，这种相对地面静止的卫星叫做静止卫星或同步卫星。3气象卫星简介气象卫星又分极轨气

2、象卫星和同步气象卫星两种。本实验所用的资料来自日本GMS(GeostationaryMeteorologicalsatellite)同步气象卫星播发的卫星云图信号，GMS同步气象卫星位于东经140度赤道上空，覆盖面积包括日本，中国等亚洲大部分国家。4气象卫星特点高时间分辨率，高光谱分辨率，大面积覆盖；中等或低空间水平分辨率；数据接收处理系统相对简便；全球数据交换容易；平时不保密；可多址联接，组网灵活；建设费用、维护费用与通信距离无关。5气象卫星发展趋势（1）2005年，国际极轨气象卫星星座有中、美、欧三家4-5颗卫星组成，每

3、3小时就可以获取整个地球系统的数据，全球大气探测数据更新更快。对天气预报、地球环境预测非常有利！6气象卫星发展趋势（2）从目前到2010年左右，全球静止气象卫星的观测频次将逐步从目前的每小时观测一次过渡到数分钟快速观测，对灾害性天气系统发展的监测将更为有效！7目前全球观测系统的组成8Imagesofhurricaneshelpwithintensityandtrackforecasts9HighDensityWindsassociatedwithHurricaneBonnie10极轨卫星平台的发展趋势平台向两极发展：从单一观

4、测平台向大的综合性地球观测平台发展；作为补充发展廉价而高质量、灵活多用的小卫星平台；轨道和姿态控制精度更高(为气候观测设计);仪器指向可变平台(重复观测重要现象);高可靠和长寿命平台(EOS卫星设计寿命为6年,实际期望达到8年)11静止卫星平台的发展趋势遥感平台向三轴稳定方向发展遥感仪器向多通道，高空间分辨率方向发展探测仪器向高光谱分辨率和微波仪器方向发展（微波波长较长，可穿透非降水云看到下垫面，或穿透降水云顶部卷云直接遥感降水内部信息）12未来10年卫星大气探测可能达到的水平温度廓线：目前精度：均方根误差：2度10年后精度

5、：均方根误差：1度以内湿度廓线：目前精度：均方根误差：20%10年后精度：均方根误差：10%以内可以反演大气污染气体浓度13EOS卫星及其应用是目前最先进的卫星系统装备有目前最先进的MODIS光学遥感仪器。地球观测系统（EOS）主要由极轨环境卫星系统组成，包括：上午轨道卫星（EOS-AM系列），下午轨道卫星（EOS-PM系列）和大气化学观测卫星（EOS-CHEM）等三个主要系列。14EOS-AM1于1999年12月18日成功发射卫星发射成功后命名Terra（拉丁文：地球母亲）15轨道高度:705KM直径:3.5m长度:6.8

6、m重量:5190kg功率:2530W平均设计寿命:6年数据速率:15MbpsDB（直接广播）；150MMbpsforPlayback16每颗卫星上的MODIS数据都公开实时广播；有36个光谱通道，2个通道空间分辨率高达250米，5个通道空间500米，分别是NOAA/AVHRR分辨率的18倍和5倍；每条轨道扫描宽度达2330公里，2-3条轨道即可覆盖我国全部国土，双星系统每天全覆盖观测我国四次；目前其他气象卫星不能比拟。EOS/MODIS特点1718192021微波大气遥感的物理基础气象卫星应用微波遥感技术进行大气探测。在微波

7、波段范围（300MHz－300GHz，波长1m－1mm）内，大气对电磁波的传输几乎没有影响，所以微波遥感具有全天侯、全天时的探测能力，而且微波对某些介质具有一定的穿透能力。微波遥感分为主动微波遥感(或有源微波遥感)和被动微波遥感(或无源微波遥感)22所谓遥感，就是在一定距离以外，不直接接触被测物体和有关的物理现象，通过探测器接受来自被测目标（物体）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。收集电磁辐射信息的装置叫做传感器，装载传感器的设备（如卫星）称做运载工具。遥感探测技术可包括下面三个重要的组成部分：1.

8、遥感信息获取手段的研究，主要是研究在各个电磁波工作波段的各类传感器的特性（如用于可见光波段的光电倍增管，用于红外波段的HgCdTe半导体探测器等）；2.各类物体的辐射波谱特性，以及这种信息传输规律的研究；3.遥感数据的处理以及分析判读技术的研究。微波大气遥感的物理基础23被动遥感自然界一切