卫星海洋学复习题 胡 .docx

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1、卫星海洋学复习题1.为什么海洋表面在卫星海洋学中非常重要？卫星遥感特点、观测区域大、时空同步(时间+空间观测)、连续性2.概念理解：卫星轨道倾角、星下点、节点、升轨、降轨、升轨点、降轨点Ø倾角：卫星轨道平面与赤道平面的夹角Ø星下点：卫星在地球表面的投影Ø节点：卫星星下点轨迹与赤道的交点Ø升轨：卫星由南向北运行Ø降轨：卫星由北向南运行Ø升轨点：升轨时的节点Ø降轨点：降轨时的节点Ø升轨点的天赤经：Ox轴与O升轨点的夹角3.太阳同步轨道定义、特点太阳同步轨道：卫星的轨道平面以地球的公转速率围绕太阳旋转Ø卫星总在每天同

2、一时间穿过赤道Ø太阳同步轨道卫星总在相同的当地时间飞越同一纬度地球表面上空Ø轨道平面与日地连线的交角不变Ø卫星轨道平面和太阳始终保持相对固定的方向太阳同步轨道特点ü卫星轨道平面倾角大约97o~110oü相对于地球西向逆行ü多数卫星高度约700km~800kmü轨道周期90~100minü每天绕地球旋转14~16圈4.地球同步轨道和地球静止轨道区别1.轨道周期、重复周期、传感器重复周期、再访问时间定义循环周期：卫星环绕地球多圈后能恰好或近似回到原来轨道位置所经历的时间采用循环轨道的卫星，重复周期等于循环周期传感器

3、的重复周期：传感器对目标完成一次全部或全球覆盖的时间间隔再访问时间：某一地点被传感器先后两次观测的时间间隔，随纬度变化，低纬大于高纬ü重复周期=循环周期ü卫星重复周期≥传感器重复周期ü传感器重复周期≥传感器再访问时间2.光学仪器和微波雷达的角分辨率、空间分辨率（1）光学分辨率来自无穷远处地面上两个发光点A和B的光通过凸透镜，在其焦平面上形成了两个被清晰分辨的艾里斑a和b，则两个物体的最小角距离是2.44λ/D，最小空间距离是2.44Hλ/D。瑞利判据A点衍射的艾里斑中心与B点衍射的艾里斑第一暗环重合时，两个艾里

4、斑恰可分辨λ是光的波长，D是望远镜物镜的孔径，H是望远镜和地球表面的距离（2）微波雷达相邻两个盲点的角距离之差就是角分辨率当天线远离地面时，角距离α很小，近似等于其正弦值。可近似获得天线探测的角分辨率Δα和天线探测的空间分辨率d光学装置、微波雷达Ø角分辨率由λ∕D唯一确定Ø空间分辨率由λ、D和H三个参数确定ü电磁波的波长越短，分辨率越高ü相机或雷达的孔径越大，分辨率越高ü可见光波长比微波要小的多，比值是10-5量级，所以可见光波段的相机分辨率一般要远远高于微波雷达装置1.水平极化和垂直极化定义极化(偏振):电磁

5、波电场振动的空间分布对于传播方向失去对称性(具有偏向性)的现象极化状态是根据电场方向和参考平面关系定义的参考平面由电磁波所在波束和探测平面法线确定水平极化：电磁波电场与参考平面垂直垂直极化：电磁波电场与参考平面平行电磁波的极化状态对于微波遥感很重要ü微波辐射计：探测来自地球表面的自发辐射，海面风可改变海面斜率，从而改变海面自发辐射的电磁波的极化状ü散射计、高度计、合成孔径雷达：接收的电磁波的极化状态也受海面斜率变化的影响可见光和近红外遥感不考虑极化问题ü可见光和近红外辐射计探测的是来自太阳的自然光(非偏振光)热

6、红外遥感不受极化影响ü热红外辐射计探测来自地球表面的自发热红外辐射，其电磁波是各向同性的，极化状态受海面风影响很小2.立体角详细推导3.天顶角、观测角卫星观测角：卫星观测方向与星下点垂线之间的夹角卫星天顶角：卫星观测方向与被观测海面法线之间的夹角入射角=天顶角a：卫星观测角b：卫星天顶角c：太阳天顶角4.辐射通量、辐亮度、辐照度、发射率、菲涅耳反射率、朗伯表面辐射通量(Φ)：单位时间内通过某一面积的辐射能量Φ=dQ/dt单位：W(瓦特，瓦)辐亮度(L)：辐射源沿辐射方向，单位面积、单位立体角内的辐射通量L(θ,

7、φ)=d2Φ/(dΩdAcosθ)，A：辐射源面积，φ：方位角，为观测方向在地面投影与参考坐标夹角单位：W/(sr·m2)观察者以不同观测角和方位角观察辐射源时，接收的L不同同时表示出射和入射辐亮度辐照度(E):通过单位面积上的辐射通量E=dΦ/dA，A为面积单位：W/m2发射率e(λ):M(λ)：与立体角无关的发射度E(λ)：辐射源发射的辐照度Mblack(λ)：与辐射源具有相同温度的黑体的发射度Eblack(λ)：与辐射源具有相同温度的黑体发射的辐照度发射率、吸收率、反射率和透射率也可用辐亮度之比定义M(λ

8、)：与立体角有关的发射度Eblack(λ)：与辐射源同温度的黑体发射的辐亮度菲涅耳反射率ρ:两介质界面处的菲涅耳反射率：反射的辐亮度与入射的辐亮度之比ρ：与立体角有关的反射率r：与立体角无关的反射率朗伯表面:如果物体表面辐射或反射的辐亮度不是观测角和方位角的函数，此表面称为朗伯表面1.基尔霍夫定律、两介质界面处的基尔霍夫定律最普遍适用表达式:如果介质处于当地热动态平衡条件下，它吸收能量