卫星海洋学：2009-第4章课件.pdf

第四章卫星轨道与分辨率 （Satellite Orbit Resolution ）  §4.1 卫星轨道 （Orbits of Satellite）  §4.1.1 坐标系和太阳同步轨道（Coordinate Systems Sun-Synchronous Orbit）  §4.1.2 地球同步轨道或地球静止轨道（Geo-Synchronous Orbit or Geostationary Orbit）  §4.1.3 高度计卫星轨道（Altimeter Satellite Orbit ）  §4.1.4 精确的循环轨道（Exactly Recurring Orbit）  §4.2 分辨率 （Resolution）  §4.2.1 夫琅和费圆孔衍射（Fraunhofer Diffraction of a Round Hole）  §4.2.2 光学分辨率（Optical Resolution ）  §4.2.3 微波雷达的分辨率（Resolution of Microwave Radar） §4.1 卫星轨道（Orbits of Satellite） §4.1.1 坐标系和太阳同步轨道 （Coordinate Systems Sun-Synchronous Orbit ） §4.1.2 地球同步轨道或地球静止轨道 （Geo- Synchronous Orbit or Geostationary Orbit ） §4.1.3 高度计卫星轨道 （Altimeter Satellite Orbit ） §4.1.4 精确的循环轨道 （Exactly Recurring Orbit） §4.1.1 坐标系和太阳同步轨道 （Coordinate Systems Sun-Synchronous Orbit） OX 轴自原点沿赤道平面指向双鱼座λ星,OZ轴自原点指向北极, OY轴与OX和OZ 两个轴垂直 节点（node）：N 升轨点的天赤经: Ω 轨道倾角i :卫星轨道平面与赤道平面的夹角 使用i 和Ω两个角可以确定卫星轨道平面的方位 当卫星由南向北方运行时， 被称为“升轨” （ascending orbit ）， 由北向南运行时被称为“降轨” （descending orbit ） 。 如果轨道倾角i →90， 这颗卫星就能经过 南极和北极地区， 故这样的卫星轨道被称为 （太阳同步）极轨轨道 或近极轨轨道。 以地球为中心的坐标系和太阳同步卫星轨道的示意图  如果我们把浩瀚的宇宙看成一个天球的话，那么宇宙中的88个星座则把整个天 球分成了北天球和南天球两大部分。根据这种划分法，28个北天星座、48个南 天星座、12个黄道星座各自在黄道两侧和附近的天区缓慢运行。从地球上看太 阳，太阳在天球上缓慢地移动，方向自西向东，一年移动一圈，这被称为太阳的 周年视运动。太阳周年视运动在天球上的路径，就是黄道。无限扩大的地球公转 轨道平面与天球相交的大圆也是 “黄道”，无限扩大的地球赤道平面与天球相交 的大圆是 “天赤道”。天赤道平面和黄道平面并不重合，它们之间约有23.5度的 “黄赤交角”。天赤道和黄道有两个交点，即春分点和秋分点。太阳沿黄道，从 南半天球进入北半天球的那个交点称为春分点，太阳由北半天球进入南半天球的 那个交点称为秋分点。太阳每年3月21 日左右经过春分点，这一天作为北半球春 季的开始。春分点是天文学中一个重要的天球坐标点。两千多年前，春分点位于 白羊座，古代观星家把春分点所在的星座定为黄道第一星座，即白羊座。事实上， 由于地球像一个摇摆的大陀螺，它的这种摇摆运动致使春分点沿着黄道不断缓慢 地向西移动。所以，春分点早已经不在白羊座了，现正处于双鱼座λ星附近。随 着春分点继续西移，再过400 多年，春分点将进入宝瓶座。OX轴在天赤道平面和 黄道平面的交线上， OX轴指向某个恒星 （目前是双鱼座λ星）。春分点时， 在从地球中心到太阳的连线的延长线上寻找一个恒星 （目前是双鱼座λ星）， 那么从地球中心到这个恒星的连线就是OX 轴。 关于进动和星下点 • dΩ/dt表示卫星轨道平面的角速度，该角速度被称为卫星相对于恒星的“进动 率”。太阳同步卫星的轨道平面的进动率dΩ/dt = 2π弧度/太阳年=