衛(wèi)星是指圍繞一顆行星按閉合軌道做周期性運動的天然天體,比如月亮就是地球的衛(wèi)星。題目中所說的衛(wèi)星指的是人造衛(wèi)星,是由人類建造,類似天然衛(wèi)星一樣繞地球或其他行星運動的航天器。目前大多數(shù)的人造衛(wèi)星都是人造地球衛(wèi)星,也有部分的人造火星衛(wèi)星。
人造衛(wèi)星的軌道通常有三種:地球同步軌道、太陽同步軌道、極軌軌道。地球同步軌道顧名思義與地球自轉(zhuǎn)周期相同的軌道。太陽同步軌道是繞著地球自轉(zhuǎn)軸,方向與地球公轉(zhuǎn)方向相同,旋轉(zhuǎn)角速度等于地球公轉(zhuǎn)的平均角速度(360度/年)的軌道,它距地球的高度不超過6000千米。極地軌道是繞過地球兩極上空的軌道,可以俯視整個地球表面,氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星、偵查衛(wèi)星等常用此軌道。
人造衛(wèi)星的高度從一百多公里到8萬多公里不等,為了能看清地面,完成各種專業(yè)的工作,衛(wèi)星上裝備著各種千里眼——高分辨率相機和遙感設(shè)備。
衛(wèi)星上可見光學遙感相機與常用的照相機原理相通,只不過焦距長,通光口徑大。如貝克和努恩設(shè)計的人造衛(wèi)星跟蹤相機,采用50厘米焦距、50厘米口徑的施密特光學系統(tǒng)。大鏡頭意味著材料和制造工藝的提升,科學家研制出電荷耦合器模擬合成孔徑的相機,俗稱CCD相機。為了拍攝清晰的圖像,需使用計算機進行處理,疊加合成多張照片,采用光學校正、地形匹配等處理,從而形成我們常見的高清衛(wèi)星照片。
此外,衛(wèi)星能夠拍攝清晰的照片與良好的大氣條件密不可分。衛(wèi)星能看清楚地面,與照相機的分辨率也息息相關(guān)。衛(wèi)星照相機的地面分辨率是指衛(wèi)星遙感圖像能夠?qū)蓚€物體分開的最小距離。如果一副衛(wèi)星圖片的分辨率是1米,表示地面1平米的區(qū)域在圖像上是一個像素點,即使放大也仍是一個點。一般物體尺寸是衛(wèi)星地面分辨率的3~5倍時才能可識別。
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