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发信人: yufei (随风飘荡), 信区: AerospaceScience
标  题: 美国遥感卫星的发展(三)
发信站: 紫丁香 (Wed Sep  1 20:43:55 1999), 转信

3 海洋卫星

　　美国从60年代开始研究利用卫星进行海洋观测和海军监视，到70年代初
除军事观测外海洋卫星主要用于海洋气象数据的收集，随着1978年海洋卫星-1
(Seasat-1)的发射，海洋卫星开始走向系统的专业化发展道路。

　　1978年6月Seasat-1发射，但由于电源故障卫星仅工作了106天。虽然如
此，卫星仍传回了非常有价值的数据，特别是首次提供了民用合成孔径雷达
的数据，为以后发展民用合成孔径雷达打下了基础。星上Ku波段高度计及传
回的数据也为“托佩克斯”(Topex)卫星打下了基础。L波段合成孔径雷达分
辨率25m，幅宽100km，重90kg。其他遥感器还有探测风场的微波散射计，探
测海面温度和大气水分的多谱段微波辐射计。

　　其他一些气象类卫星也参与了海洋观测，例如NOAA系列卫星探测了海面
温度、海况及污染等，海军的Geosat通过其高度计观测海流、海面地形、海
冰分布等。特别是雨云-7卫星(1978年10月发射)装有海岸带水色仪(CZCS)，
一直工作到1986年。CZCS有6个谱段(0.44μm~0.75μm5个谱段，1个11.5μm
热红外谱段)，探测海洋叶绿素和沉积物的分布，为海洋水色研究作出了重
要贡献。

　　为尽快获得已中断的海洋水色数据，1987年地球观测卫星公司(EOSAT)
与NASA宽视场海洋遥感器(Sea WiFS)工作组联合提出了“从空间进行海洋宽
视场观测的系统方案”。随后NASA空间科学与应用办公室(OSSA)和戈达德空
间飞行中心确定了“海洋星”(Sea Star)计划：由轨道科学公司负责Sea Star
卫星的研制、发射和控制，星上唯一的科学载荷Sea WiFS由休斯/圣巴巴拉
研究中心负责研制。

　　Sea Star卫星应用目标包括科学和技术两方面内容，科学目标包括：
　　·确定海洋浮游生物大量繁殖的空间和时间分布，以及全球尺度上的海
洋浮游生物生产力规模和变化情况;

　　·量化分析海洋在全球碳循环和其他生物化学循环中的作用；
　　·认识和量化分析海洋物理过程与大尺度生产力图形之间的关系；
　　·了解河流滋养海洋的结果；
　　·取得全球海洋光学特性数据，进一步认识与沿涡流边缘和边界环流的
混合有关的过程；·促进海洋水色数据处理技术的提高和应用的推广。

　　技术目标包括：
　　·协调好各部门及卫星的运行与任务调度工作，捉供便利、完善的水
色数据服务；
　　·研究和验证用于生物光学特性和大气修正的算法；
　　·演示和校正Sea WiFS的工作性能及测量精度，并评估其轨道特性；
　　·对收集的数据进行处理、归档和发送，为各类模型、数据库、叶绿
素含量分布图等提供数据。
　　Sea Star卫星于1997年8月1日发射，先由L-1101飞机从11 856m高度
释放火箭，再由火箭将卫星送入278km、倾角98.2°的圆形暂留轨道。这
期间展开太阳电池翼，然后由Sea Star卫星上的肼推进系统将卫星升至
705km的太阳同步轨道。

　　“托佩克斯/海神”(Topex/Poseidon)卫星是美国与法国合作的高度
计卫星。法国负责卫星发射，并提供Poseidon单频固态雷达测高计(SSALT)
和多普勒卫星测轨与无线电定位系统(DORIS)，美国提供卫星平台，一台双
频雷达测高计、微波辐射计、激光后向反射器组件和试验型GPS接收机，美
国还负责卫星飞行控制与数据接收。

　　Topex/Poseidon卫星重2.4t，轨道高度1 335km，倾角66°，全球重
复覆盖周期10天，设计寿命3年~5年。它的主要任务是高精度测量海面高
度，进行海面地形测绘，进而结合海洋动力学理论研究大尺度海洋环流及
其与大气和气候的关系。其他应用还包括：研究海洋潮汐，测量浪高和风
速等。卫星于1992年8月发射成功。

　　Topex/Poseidon卫星装有6套设备，有4套工作型设备：
　　(1) 美国喷气推进实验室(JPL)提供的双频雷达高度计。这是卫星的
主要遥感设备，工作频率为13.6GHz和5.3GHz。双频测量不仅提供了精确
的高度数据，还可对电离层自由电子引起的迟滞效应进行修正(可由两个
频段测得的高度差估算出电离层引起信号延迟所造成的误差)。测高精度
可达3 cm。

　　(2) NASA Topex微波辐射计。这是雨云-7卫星上的多光谱微波辐射计
(SMMR)的改进型，但没有扫描系统，而是通过三种频率(l8GHz、21GHz和
37GHz)测量星下点海面亮温度，经数据处理后得到垂直水汽数据，用于修
正对流层湿大气对高度测量带来的影响。

　　(3) 激光后向反射器阵(LRA)。这是用于精确测轨的设备之一，由NASA
提供。它结合地面的卫星激光测距网，提供精确的测轨数据。激光反射
器阵装在高度计天线外围的圆盘上，向陆基激光接收设备提供较强的反
射信息。

　　(4) 卫星多普勒测轨与无线电定位(DORIS)跟踪系统接收机。这是主
要的高精度测轨设备，由法国空间研究中心提供。DORlS系统由星上接收
机和一个网络(包括40个~50个地面传输站)组成，提供全球全天候精确卫
星测轨，这套系统已成功地用干SPOT-2卫星上。信号用两种频率以修正
电离层的影响。

　　另外有两套试验设备：
　　·法国阿尔卡特公司提供的单频固态雷达高度计(SSALT)，工作频率
为13.65GHz，与NASA的双频高度计分时共用1.5m的天线。这种低功耗的
固态高度计是对地观测设备的一个未来发展方向。

　　·全球定位系统(GPS)试验接收机，这套设备可利用GPS系统获得高
精度轨道数据，精确地更新星历表。

　　Topex/Poseidon卫星主要由两大部分组成：多用途模块化卫星系统
(MMS)和仪器舱(IM)。MMS是经过飞行验证的卫星平台的改进型，由美国
仙童公司研制，它是由三个分系统舱组成的三角断面系统：模块化姿控
系统、模块化电源系统和指令与数据处理系统。三部分按三角结构装配
，一个推进舱装在这三角结构的底部。每一分系统舱是长1m、高0.5m的
长方体，平台加上仪器舱总长度约5.8m。系统采用的太阳电池阵由4块
3m×2m的电池板组成，能提供2 260W电力(5年寿命末期)。

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    会挽雕弓如满月，
    西北望，射天狼。
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