对地观测有效载荷的类型

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对地观测有效载荷的类型

2015-02-03 作者: giser 浏览: 658 次

摘要: 1.可见光系统 可见光系统工作于可见光谱中的紫外光至红外光波段(380nm-780nm)。它们的工作波长短,因而可以达到很高的分辨率,但由于其工作需要依靠阳光反射,因此只能 在白天工作。常见的可见光系统有两种:照相机和电子光学系统,前者可用于飞机和卫星,后者主....

1.可见光系统

可见光系统工作于可见光谱中的紫外光至红外光波段(380nm-780nm)。它们的工作波长短,因而可以达到很高的分辨率,但由于其工作需要依靠阳光反射,因此只能 在白天工作。常见的可见光系统有两种:照相机和电子光学系统,前者可用于飞机和卫星,后者主要用于卫星。原苏联直到20世纪80年代才放弃从空间收回曝光胶卷舱的方式 ,而美国早在20世纪70年代就在大部分卫星上用纯电子系统取代了胶卷舱。

2.红外系统

红外系统的工作波段是从780nm-1.0um起(仍可使用胶片的波段)至1.0-2.5um(电子光学遥感用的近红外波段),至3.0-15.0umn(中红外),直至20.0-100.0um(远红外)。近、中、远红外的定义非常不严格。红外遥感器昼夜都能工作,因为它们探测到的信号强度是被观测景物的发射率乘以景物测温(等 效黑体)温度四次方的一个函数。当然,辐射计只有在大气窗口波段才能探测地面目标。

虽然同一地面点白昼和夜晚的信号特征不同(因为天空反射的能量不同),但图像质量基 本上是相同的。云和雨会使地面图像的对比度减弱,但除非天气非常恶劣,我们仍能获得图像信息。在用可见光和红外探测时,常用光学涂层或电子滤光器把通带限制在窄波段,以帮助判别景物。但因为每个波段探测到的能量较小,所以得到的图像分辨率也会较低。

3.微波辐射计

微波辐射计工作于射频波段,主要是毫米波段(20-200GHz)。它们可以被看作是向下观察的射电望远镜,其分辨率比同样孔径的可见光遥感器低3-5个数量级,但可 以对大面积的陆地和海域进行探测。为了便于判别被观察景物,它们需要做大量地面实况的校正测量。它们同可见光遥感器是一样,也是被动式探测系统,探测到的信号强度是景 物发射率乘以测温温度的一次函数。

因此,它们产生的信号要比红外探测信号弱很多。由于地球背景温度不会发生多大变化,因而景物与景物间的发射率变化是造成被探测信号变 化的最主要因素。许多目标特征还具有不同的极性响应,因而辐射计通常使用水平和垂直极化天线。微波辐射计都能良好的工作,且夜晚的信号不受白昼天空温度反射影响。微波 辐射计使用电子扫描相控阵天线或旋转抛物面相控阵天线对被观察景物进行扫描。有时也可用带有相控阵馈源的机械摆动式或电子扫描式固定抛物面天线。云、雨和冰雪对其图像 也有不利影响,会造成图像模糊和对比度降低,但其程度不像对可见光和红外图像那样严重。

4.雷达成像器

雷达成像器工作于厘米和毫米波段,而以厘米波段最为常用,因为波长较短时大气引起的信号缩减较严重。雷达与上述各种遥感器不同,它是主动探测系统,可提供本身的照明,与闪光摄影情形很相像,因而它容易被发现或遭到干扰。雷达探测从被观测景物反射来的回波信号。通常,侧视雷达(SLAR)分为真实孔径雷达和合成孔径雷达两类。合成孔 径雷达(SAR)系统可以获得与可见光和红外系统相同的分辨率而且不受距离的影响。同微波辐射计一样,雷达也能穿透地表进行探测。

虽然雷达的信号路径要比被动式系统的 信号路径增长1倍,但因为只有雷暴时产生的大粒子才会造成强反射,因而一般的坏天气环境对雷达的影响较小。侧视雷达从字面上可以看出,它的观测方向是向下并且与其航向 矢量垂直。他们使用电子扫描相控阵天线和抛物面相控阵天线。在对地观测卫星中,电子扫描相控阵天线更为常用。大型天基雷达(>30m)将用大型平面相控阵天线或带相控 阵馈源的抛物面天线进行电子束扫描。

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