[科普中国]-观测卫星

对地观测

对地观测卫星包括地球资源卫星、军事侦察卫星、海洋卫星和测地卫星等。

地球资源卫星由于工业生产飞速发展和人口不断增加，人类对于各种自然资源的需要量越来越大。然而，由于受到自然条件的限制，极其丰富的自然资源到现在还沉睡在人迹未到的深山密林、茫茫沙漠和浩瀚大洋之中。这就迫切要求我们采用有效的方法去勘测那些资源1。用人造卫星去勘测地球资源就是一种有效的方法。我们把这种卫星叫做地球资源卫星。23

地球资源卫星离地面的高度一般在700公里左右，这样的高度比飞机的飞行高度大上百倍。用地球资源卫星普查我国全境的资源，只需要拍摄300～500张照片，而用飞机普查我国全境的资源就需要拍摄50～100万张照片。

地球资源卫星可以勘测地球上所有地区伪资源，而不受地形等自然条件的限制。同时，地球资源卫星还可以在不同的季节对同一地区进行反复勘测，这十分适合于对一些随季节变化的农作物等进行观测。

1972年7月美国发射了第一颗实验型的"地球资源卫星I"，后改称"陆地I"。这颗卫星是在"雨云"气象卫星的基础上改成的。它的外形和"雨云"完全一样。这颗卫星进入轨道工作后，获得了许多很重要的资料；它发现了世界上许多重要的矿藏资讯，如确认巴基斯坦某地有两个班岩铜矿；纠正了一些地理参数，如我国西藏改则县的塔克错湖原标95.8平方公里，实际应该是495.5平方公里；发现了日本大饭湾海面和美国纽约州的一条河流的严重污染状况；还拍摄了我国首都的照片。在它拍摄的北京地区的照片上，可以清晰地看出故宫、北京大学、东郊机场等地方。4

法国政府于1978年决定研制"斯波特（SPOT）"地球资源卫星，用以调查自然资源、如矿藏资源、植物资源和作物产量等。"斯波特1号"从1986年起已开始服务。5

"斯波特"卫星发射时质量为1850公斤，长2米，宽2米，高4.5米，两块太阳电池板展开后宽三5.6米，输出电功率1800瓦。

"斯波特"卫星上装有两台高分辨率摄像机。摄像机焦距长l米，孔径f/3.5。它们工作在可见光和近红外波段，分为四个光谱带：0.50～0.59微米、0．61～0．68微米、0．79～0．89微米和0.51～0.73微米。前三个波段的地面分辨率为20米，最后一个波段的地面分辨率为10米。"斯波特"卫星运行在太阳同步轨道上，轨道高832公里，倾角98.7°。两台摄像机同时工作，26天内可以覆盖全球。5

我国于1977年开始发射返回式对地观测卫星。卫星质量约1800公斤，轨道倾角59．5°，近地点180公里，远地点490公里。卫星由仪器舱和返回船两部分组成。仪器舱内安装一台可见光地物相机和一台星空相机。地物相机在轨道上对国内预定地区进行摄影。星空相机对星空摄影，用于分析卫星对地摄影时的姿态误差。返回舱内装有返回用的制动火箭、自收系统和胶片盒等。6

军事侦察卫星照相侦察卫星，装有可见光照相机或电视摄像机，能对目标拍照。为了发现和识别目标，照相机镜头和图像分辨率要求很高。这种卫星一般运行在近地点高度150—280公里的轨道上，如果装备红外相机和多光谱相机，还具有夜间侦察和识别伪装的能力。照相侦察卫星按侦察信息送回地面的方式分为和传输型。返回型是将拍好的胶卷存入回收舱中返回地面，它利用胶片成像的原理，优点是图像分辨率高、直观，易于识别分析，缺点是回收不及时，容易贻误战机。传输型利用光电成像原理，先把图像信息记录在磁带上，飞到地面接收站的控制区时，再将图像信息发送到地面，由地面进行处理、识别。它的优点是地面收到信息快，但图像分辨率不高。美国从1959年2月开始发射照相侦察卫星，其中有代表性的为“大鸟”号,它兼有回收胶卷和无线电传输两种功能，寿命52—220天，它拍的照片可以清晰地分辨出火车、汽车、建筑物及行人。 7

根据不同的侦察手段和侦察任务，侦察卫星可以分为照相侦察、电子侦察和预警等不同种类。

照相侦察卫星。这种卫星装有可见光照相机、多光谱照相机、多光谱扫描仪和电视摄像机等各种不同遥感器。按照卫星所拍到的照片的处理方法不同，照相侦察卫星有返回型和传输型两种。返回型卫星拍摄的胶卷由暗道送入卫星的回收舱，随回收舱一起返回地面。如"发现者"照相侦察卫星就是用这种方法。这种方法一般用于可见光照相侦察手段。返回型照相侦察卫星必须解决卫星从轨道上返回地面的技术。传输型照相侦察卫星把拍到的照片直接用无线电发回地面。因此，这种侦察卫星传递情报迅速，可以把一些活动的军事目标，如兵力调动、导弹核潜艇航向等资料立即报告地面。这种方法通常用电视摄像机、多光谱照相机和多光谱扫描仪等作侦察手段。7

为了尽可能使卫星上的相机"看清"地面目标，照相侦察卫星的运行轨道不高，一般离地面为200公里左右。

早期装有可见光相机的侦察卫星，如美国的"大鸟"卫星，寿命已接近一年，KH－11卫星的寿命已经超过三年。

照相侦察卫星为苏，美两国提供了许多极其重要的军事情报。

电子侦察卫星。电子侦察卫星是一种利用卫星上的无线电接收设备去接收敌方预警雷达和军用电台所发出的无线电波的侦察卫星。分析这些无线电信号，可以知道预警雷达所用的脉冲频率。脉冲宽度等重要参数和军用电台的通信情报。此外，还可以确定预警雷达和军用电台的位置。7

电子侦察卫星的运行轨道比照相侦察卫星的轨道要高一些通常离地面500公里左右。7

电子侦察卫星的"寿命"很长，只要卫星上的无线电接收机和天线不出故障，并有充足的电源，卫星就能日夜不停地工作，一般可工作5年左右。

预警卫星。随着战略核武器的发展，出现了一种预警卫星。这种卫星是设在地球同步轨道上的一个忠于职守的哨兵。装在预警卫星上的无线电雷达和红外探测器日夜监视着敌方洲际弹道导弹和核潜艇，一旦敌方导弹起飞，预警卫星在一分半钟之内就能发现，并且通知地面指挥中心，以便采取相应的应战措施。4

测地卫星人类虽然祖祖辈辈生活在地球上，但是，由于受到各种自然条件的限制，未能全部认识地球的真正面貌。面弄清楚地球的真正面貌，对于发展经济、科学和军事来说，都是非常重要的。测地卫星就是为了弄清楚地球的真正面貌而发展起来的一种卫星。

它可以精确地测量出地理坐标。由于过去测量手段的限制，或者出于某些保密上的原因，目前各国出版的世界地图中有不少地理坐标并不确切，应该通过测地卫星来更正。

测地卫星能够测量出地球的重力场的精确分布。在导弹的命中精度和人造卫星的轨道计算中，经常需要用到地球重力场的精确数据。

测地卫星还可以测量出地壳的漂移情况。地壳的漂移往往和地震相联系，因此，测出地壳的漂移情况，可以为地震预报提供依据。

1975年以前，有的国家发射的测地卫星，它的地理坐标的定位误差小于10米。1976年发射的测地卫星，利用了先进的激光测距技术，甚至可以测量出每年只漂移5厘米这样小的地壳运动的情况。8

其它星球观测有对月观测卫星，对太阳观测卫星等等。