气象卫星有效载荷.ppt

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1、气象卫星有效载荷技术汇报人：2019年01月12日概述Overview主要内容Maincontent工作映射Workmapping01.02.03.CONTENT概述01概述Overview1、概论2、有效载荷分析3、极轨气象卫星的有效载荷4、静止气象卫星的有效载荷5、有效载荷的辐射定标6、有效载荷在轨测试7、有效载荷主要地面业务系统主要内容021、概述气象卫星：专门用于气象观测目的的应用卫星。卫星气象：把气象卫星作为空间观测平台，利用遥感观测仪器探测到的遥感数据，反演成大气物理状态，生成观测图像和产品，并将气象卫星的观测数据和产品应用于气象和环境科学工程。气象卫星有效载荷气象卫星由卫

2、星平台和有效载荷分系统组成。有效载荷是直接执行特定飞行任务的任务的分系统，卫星平台是为有效载荷提供支持和保证的各项分系统。遥感观测仪观测各种波长的辐射能量，从X射线到微波。卫星数据收集系统通过地面设置的数据收集平台在实地自动采集的环境数据经卫星转发至用户星载数据存储、传输、转发星载仪器与应用系统地面站组成的通信信道共同把气象资料发送给各类用户。1、遥感数据处理、发送给中心站2、地面处理信息通过静止卫星气象卫星转发广播3、收集地面、海洋数据收集品台的各种数据发送给用户气象卫星轨道太阳同步轨道和地球同步轨道被证明是进行卫星气象观测的最佳轨道，运行与这两个轨道上的气象卫星分别称为极轨气象卫星

3、和静止气象卫星。极轨气象卫星飞行高度650km—1500km。倾角大于90°，观测宽幅3000km，采用三轴稳定，遥感器工作波段从紫外到微波。飞行高度约35800km，轨道与地球赤道平面重合，可以覆盖地球1/3区域，三颗以上全球观测。可自旋可三轴静止气象卫星观测内容气象卫星主要观测内容包括：①卫星云图的拍摄。②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测。③陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等。④大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布。⑤大气中臭氧的含量及其分布。⑥太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空

4、的红外辐射。⑦空间环境状况的监测，如太阳发射的质子、α粒子和电子的通量密度。2、气象遥感器气象卫星上的遥感器从可见光到红外和微波遥感、从表面成像到大气垂直探测，无论遥感器的种类、数量还是遥感器的性能都逐渐提高。目前运行的气象卫星都是配置了多种光学和微波遥感器的综合对地观测卫星。2.1遥感器分类1、探测波段分类名称波段探测器紫外探测器0.05~0.38（μm）1、热探测器2.1、光电子探测器（PMT）2.2、光电导探测器2.3、光伏：宽带隙半导体（SiC、GaN和金刚石等）可见光0.38~0.75（μm）Si、GaAs红外0.75~1000（μm）短波：铟镓砷中波：锑化铟热红外：碲镉汞微

5、波1mm~10m天线光学遥感器光学技术光伏效应无线电技术光导效应X射线探测器（空间环境探测）X射线：原子中的电子在相差巨大的能级中跃迁产生的粒子流，高频电磁波。Γ射线：原子核能级跃迁退激时释放出的射线，是波长短于0.01埃的电磁波。1、气体电离探测器2、闪烁晶体探测器3、半导体探测器（镉锌碲）闪烁晶体探测器（CT扫描原理）主要由闪烁体、光的收集部件和光电转换器件组成的辐射探测器。荧光脉冲：处于激发态的原子，要通过电子跃迁向较低的能态转化，同时辐射出被照物质的特征X射线，这种由入射X射线激发出的特征X射线，称为二次特征X射线（荧光X射线）此种辐射又称为荧光辐射。X射线产生可见荧光光电转换

6、光电倍增光电二极管输出信号工作方式分类：1、主动和被动2、成像和非成像气象卫星遥感被动遥感器主动遥感器非成像遥感成像遥感微波遥感器（雷达）光学遥感器（激光）光学遥感器（激光）光学遥感器（激光）微波遥感器（雷达）微波遥感器（雷达）2.2光学遥感与微波遥感可见光及红外遥感属于光学遥感，可见光遥感使用光学技术，微波遥感则是采用无线电技术。1、探测波段：可见光遥感探测波段范围0.38-0.76um；微波遥感探测波段范围通常大于1mm，但其中的激光雷达波段范围在可见光与红外波段。2、可见光遥感只能够采集地表信息，而微波却具有穿透性，能够探测地表以下一定深度范围内的信息。3、可见光遥感对大气状况有

7、要求，天气因素影响大；微波遥感（高度）则能够实现全天时、全天候探测，具有穿透云雾的能力。4、红外既可以收集地表信息：红外成像光谱仪，也可以测量大气垂直分布：红外分光计。海底平面2.3有效载荷组成光学遥感器组成框架图微波遥感器组成框架图2.4主要性能参数分析大气吸收在微波段大气吸收主要是氧（O2）和水汽（H2O）造成的，1、水汽共振中心在22.235GHz和183.31GHz；2、氧气的共振中心在50GHz有吸收带，在118.75GHz由吸收线。