遥感平台是指装载遥感器的运载工具,按高度,大体可分为地面平台,空中平台和太空平台三大类。地面平台包括三角架、遥感塔、遥感车(船)、建筑物的顶部等,主要用于在近距离测量地物波谱和摄取供试验研究用的地物细节影像;空中平台包括在大气层内飞行的各类飞机、飞艇、气球等,其中飞机是最有用、而且是最常用的空中遥感平台;太空平台包括大气层外的飞行器,如各种太空飞行器和探火箭。在环境与资源遥感应用中,所用的航天遥感资料主要来自于人造卫星。在不同高度的遥感平台上,可以获得不同面积,不同分辨率的遥感图像数据,在遥感应用中,这三类平台可以互为补充、相互配合使用。
表 可应用的遥感平台
遥感平台 | 高 度 | 目的·用途 | 其它 |
静止卫星 | 36,000km | 定点地球观测 | 气象卫星(GMS等) |
圆轨道卫星 (地球观测卫星) | 500km~1,000km | 定期地球观测 | Landsat、SPOTMOS等 |
航天飞机 | 240km~350km | 不定期地球观测空间实验 | |
无线探空仪 | 100m~100km | 各种调查(气象等) | |
高高度喷气机 | 10,000~12,000m | 侦察、大范围调查 | |
中低高度喷气机 | 500~8,000m | 各种调查航空摄影测量 | |
飞 艇 | 500~3,000m | 空中侦察、各种调查 | |
直升机 | 100~2,000m | 各种调查、摄影测量 | |
无线遥控飞机 | 500m以下 | 各种调查、摄影测量 | 飞机、直升机 |
牵引飞机 | 50~500m | 各种调查、摄影测量 | 牵引滑翔机 |
系留气球 | 800m以下 | 各种调查 | |
索 道 | 10~40m | 遗址调查 | |
吊 车 | 5~50m | 近距离摄影测量 | |
地面测量车 | 0~30m | 地面实况调查 | 车载升降台 |
卫星轨道参数 决定了卫星遥感的方式,它是描述卫星运行轨道的各种参数。对于地球卫星来说,独立的轨道参数有6个,它们是轨道半长轴A(椭圆轨道的长轴)、偏心率e(椭圆轨道的偏心率)、轨道倾角i,升交点赤经h(轨道上由南向北自春分点到升交点的弧长)、近地点幅角h(轨道面内近地点与升交点之间的地心角)和过近地点时刻t以近地点为基准表示轨道面内卫星位置的量)。但习惯上常用轨道高度、轨道倾角和轨道周期来描述。
(1)轨道高度:轨道高度是指太空飞行器在太空绕地球运行的轨道距地球表面的高度。卫星的轨道大多数是近圆形轨道或椭圆形轨道,所以轨道高度一般指近地点高度和远地点高度的平均值。按照轨道高度,可将人造卫星分为低轨、中轨和高轨卫星三类。低轨卫星,轨道高度150-300公里,可获得大比例尺、高分辨率遥感影像,但寿命短,一般只有几天到几周的工作时间,该卫星通常用于军事侦察;中轨卫星,轨道高度3501500公里,此类卫星寿命可达一年以上,适用各种环境和资源遥感;高轨卫星,轨道位于赤道上空约35860公里处,该类卫星沿赤道绕地球运行的周期约为24小时,与地球自转速度相同,被称为地球同步卫星。其寿命长达数年,能获得圆盘形全球影像,对气象分析十分有利。此外,它也适用于地面动态监测,如监测火山、大面积的、洪水和森林火灾等。
(2)轨道倾角i:指卫星轨道平面与赤道平面的夹角,用以确定卫星赤道面在太空的位置。当卫星绕地球转动的方向与地球自转方向一致(自西向东)时,轨道倾角为0°-90°;反之,则为90°-180°。当倾角为0°时,卫星轨道面与赤道面重合,此时的轨道称为“赤道轨道”;当倾角约为90°时,卫星轨道面与赤道面相互垂直,称为“极地轨道”。除上述两种轨道外,均称为“倾斜轨道”。轨道倾角的大小决定了卫星对地面观测的范围,倾角越接近90°,卫星能观察到的区域越大。
(3)轨道周期T:卫星在轨道上绕地球运行一周所需要的时间称为轨道周期,其长短与轨道高度有关,轨道长半轴愈长,周期也愈长,反之亦然。
卫星的轨道 人造卫星的轨道由于形状不同可以有各种名称。
(1)地球同步轨道:运行周期长等于地球的自转周期(即1个恒星日=23时56分4秒)的轨道叫做地球同步轨道,其轨道高度为35,786, 103米,其中当轨道倾角i=0时,如果从地球上看卫星时,卫星在赤道上的一点好象静止不动,这种轨道叫静止轨道,静止轨道能够长期观测特定的地区,并能将大范围的区域同时收入视野,因此被广泛应用于气象卫星和通讯卫星中。
太阳同步轨道:太阳同步轨道是指卫星轨道的公转方向及其周期与地球公转方向及其周期相等的转道。采用这种轨道,在圆轨道情况下卫星每天沿同一方向上通过,同一纬度地面点,地方时相同,因此,太阳光的入射角几乎是固定的,这对于利用太阳反射光的被动式遥感器来说就具有了观测条件固定的优点。
(3)回归轨道与准回归轨道:卫星一天绕地球若干圈,并不回到原来的轨道,每天都有推动,N天之后又回到原来轨迹的轨道,即称为回归日数为N天的“回归轨道”;准回归轨道是指在卫星绕地球N圈期间后,与原来的轨迹位置偏差小于成像带宽度。这些轨道的特点是能对地球表面特定地区进行重复观测,是遥感卫星常用的轨道。