第一篇:無線通信技術(shù)與遙感技術(shù)
紅外無線通信技術(shù)與遙感技術(shù)
xx
(xxxx大學(xué)理學(xué)院 光信-2班 xx 2xxxxx)
摘要:紅外在通信領(lǐng)域中有具有許多優(yōu)點他的抗干擾能力,和無線傳輸功能用途十分廣泛。將來在通信方面會有大的作為。隨著機器的高度自動化,它在無人駕駛方面會有大的用途。
關(guān)鍵字:紅外通信,紅外應(yīng)用,無人駕駛。
紅外通信,顧名思義,就是通過紅外線傳輸數(shù)據(jù)。在電腦技術(shù)發(fā)展早期,數(shù)據(jù)都是通過線纜傳輸?shù)?,線纜傳輸連線麻煩,需要特制接口,頗為不便。于是后來就有了紅外無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。[1]
1.紅外輻射的特點
紅外輻射既有與可見光相似的特性,如反射、折射、干涉、衍射和偏振,又具有粒子性。此外,紅外輻射還有一些與可見光不一樣的獨特性:
(1)人的眼睛對紅外輻射不敏感,所以必須用對紅外輻射敏感的紅外探測器才能探測到;
(2)紅外輻射的光量子能量比可見光的小,例如10000nm波長的紅外光子的能量大約是可見光子能量的1/20;
(3)紅外輻射的熱效應(yīng)比可見光要強的多;
(4)紅外輻射更易被物質(zhì)所吸收,但對于薄霧來講長波紅外輻射更
容易通過。[2]
2.紅外無線傳輸?shù)膬?yōu)點
一個比較完整的紅外系統(tǒng)通常包括光學(xué)系統(tǒng)、調(diào)制盤(或掃描器)、紅外探測器、電子線路和顯示記錄裝置等。目標(biāo)是紅外系統(tǒng)所探測的對象,目標(biāo)的輻射在傳輸過程中將受到大氣中某些氣體分子的選擇性吸收以及大氣中懸浮微粒的散射而衰減。透過大氣的目標(biāo)輻射被光學(xué)系統(tǒng)接收,并聚焦到紅外探測器平面上。調(diào)制盤將連續(xù)光調(diào)制成交變電流并進(jìn)行空間濾波,而掃描器輸出的信號經(jīng)過電子線路完成放大處理。顯示記錄裝置將經(jīng)過處理的信號進(jìn)行顯示和記錄。如果是用于監(jiān)控的紅外系統(tǒng),還需將處理后的信號輸入監(jiān)控裝置,以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作,實現(xiàn)自動監(jiān)控。與雷達(dá)系統(tǒng)和可見光儀器相比,紅外系統(tǒng)具有如下特點:
(1)尺寸小,重量輕;
(2)能有效地抗可見光波段的偽裝;
(3)比雷達(dá)有更高的角精確度;
(4)對輔助裝置要求最少。[3]
把光學(xué)系統(tǒng)看作收集和傳遞信息的系統(tǒng),它的作用和通信系統(tǒng)在本質(zhì)上是相同的。只不過在通信系統(tǒng)中,信息是空間的,如復(fù)振幅或強度的空間分布。正是這種本質(zhì)上的共同點,導(dǎo)致了光學(xué)和通信理念的聯(lián)系。[4]
3.紅外無線通信和遙感的應(yīng)用
基于以上紅外線的優(yōu)良特點,紅外線可以在眾多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。隨著家庭電器的智能化。許多電器將有一個中央控制器進(jìn)行控制。如果各個電器都以線路連接將給連接、安裝和使用帶來諸多不便,紅外裝置連接將是很好的發(fā)展前景。紅外通信裝置還可運用到汽車機車的無人駕駛方面。以汽車為例,在汽車上安裝紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置。在專門鋪設(shè)的無人駕駛道路上每隔一定距離裝一個紅外發(fā)射器。當(dāng)無人駕駛的汽車到達(dá)這種路段時,汽車將自動切換成無人駕駛模式。通過汽車內(nèi)的紅外接收裝置,測量車子到路兩邊的紅外發(fā)射裝置的距離,按照設(shè)定好的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整運行。車子與車子之間也通過紅外裝置進(jìn)行測距與通信。來保持車距,和處理突發(fā)事件。根據(jù)物體輻射紅外線的特點不問白天黑夜,也不問有無生命都會發(fā)出紅外線,所以道路上還可以用紅外探測儀來探測道路上的非車輛。遇到有異常時以信號方式提醒過往車輛減速或轉(zhuǎn)道避讓。之所以選用紅外線,是因為他比可見光信號和無線電波具有更好的抗干擾性,比雷達(dá)有更高的角精確度而且對輔助裝置要求最少有更好的經(jīng)濟效應(yīng)。
參考文獻(xiàn):
[1] 《百度百科》
[2] 張建奇 方小平《紅外物理》 西安電子科技大學(xué)出版社p4
[3] 張建奇 方小平《紅外物理》 西安電子科技大學(xué)出版社p4-p5
[4] 呂乃光 《傅立葉光學(xué)》 機械工業(yè)出版社p1
第二篇:現(xiàn)代無線通信技術(shù)
(1)RadioTransmission Interface of The Digital Pan European Mobile System
泛歐數(shù)字移動通信系統(tǒng)無線電發(fā)射接口
引言
本文描述的是移動通信系統(tǒng)的無線電發(fā)射接口規(guī)格,這種規(guī)格是根據(jù)不同的無線電接入技術(shù)(FDMA頻分多址,TDMA時分多址,),以及不同的調(diào)制和編碼方案,在比較了硬件實驗設(shè)備之后確定的。本文講述了這種規(guī)格的選擇過程,然后對無線接口規(guī)范,以及在頻率復(fù)用方面展示的預(yù)期性能進(jìn)行了描述。同時,根據(jù)本規(guī)范,也提出了在法國建立驗證硬件測量結(jié)果的系統(tǒng)。
(2)The Wireless Revolution
無線革命
引言
本文對無線通信目前的需求和近期發(fā)展進(jìn)行了描述。對用于全球無線資金進(jìn)行了一個預(yù)估。同時對無線通信技術(shù)方面的運用到的器材和技術(shù)進(jìn)行了討論,并且呈現(xiàn)了一些研究結(jié)果。
(3)Overview of wireless personal communications
無線個人通信的概述
引言
本文對無線通信現(xiàn)狀進(jìn)行了概述,包括正在進(jìn)行的一些相關(guān)技術(shù)研發(fā)項目,無線通信的標(biāo)準(zhǔn),頻譜分配等。在本文中,作者討論了蜂窩無線電、無繩電話和無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)。對目前和計劃中的無線通信發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)。本文主要討論的是無線通信廣泛的覆蓋面問題,并且對現(xiàn)有數(shù)字蜂窩和數(shù)字無繩系統(tǒng)的空中接口進(jìn)行了簡要討論,因為空中接口承載依賴于系統(tǒng)的容量,該系統(tǒng)可以使用的環(huán)境,以及在設(shè)備的成本和復(fù)雜性
(4)blocking,hand-off and traffic performance for cellular communication systems with mixed platforms
混合平臺的蜂窩通信系統(tǒng)阻塞,切換和流量性能
引言
Cellular communication systems that support a mixture of platform types distinguished by different mobility characteristics are considered.A tractable analytical model for traffic performance analysis is developed using
multidimensional birth-death processes and the method of phases.The
framework allows consideration of homogeneous and nonhomogeneous systems, a broad class of dwell time distributions, and 'missed' hand-off initiations.Cut-off priority for hand-offs and several platform types are considered to demonstrate the approach.The effects of different mobility parameters and of imperfect detection of hand-off needs are examined.Theoretical performance characteristics are obtained.These exhibit carried traffic, hand-off activity, blocking probability and forced termination probability for each platform type.The realisable exchange of blocking for hand-off performance is shown.Computational issues are discussed and a method for extrapolating performance characteristics for systems with many channels is presented。
本文討論了一種支持混合平臺類型的蜂窩通信系統(tǒng),這種混合平臺的類型是由不同的移動特性來區(qū)分的。本文采用多維生滅過程和階段分析方法,建立了一個用于通信性能分析的簡單模型。該模型允許考慮均相和非齊次系統(tǒng),廣泛的停留時間分布。在描述該方法的過程中,考慮了切斷優(yōu)先級和一些平臺類型。也檢驗了不同的流動參數(shù)影響,以及不完善的檢測越區(qū)切換的需要。取得了理論性能特性。這些展品進(jìn)行通信,手?jǐn)嗷顒樱枞怕屎蛷娭浦袛喔怕蕿槊總€平臺類型。示阻塞用于越區(qū)切換性能的變現(xiàn)交換。計算問題進(jìn)行了討論,并外推的性能特性與許多通道系統(tǒng)中的方法。
(5)a simulation study of urban in-building frequency reuse
在城市建設(shè)的頻率復(fù)用的模擬研究
Abstract
Cellular communication systems that support a mixture of platform types distinguished by different mobility characteristics are considered.A tractable analytical model for traffic performance analysis is developed using
multidimensional birth-death processes and the method of phases.The
framework allows consideration of homogeneous and nonhomogeneous systems, a broad class of dwell time distributions, and 'missed' hand-off initiations.Cut-off priority for hand-offs and several platform types are considered to demonstrate the approach.The effects of different mobility parameters and of imperfect detection of hand-off needs are examined.Theoretical performance characteristics are obtained.These exhibit carried traffic, hand-off activity, blocking probability and forced termination probability for each platform type.The realisable exchange of blocking for hand-off performance is shown.Computational issues are discussed and a method for extrapolating performance characteristics for systems with many channels is presented
支持由不同的移動特性區(qū)分平臺類型的混合物的蜂窩通信系統(tǒng)中被考慮。采用多維生滅過程和階段的方法被開發(fā)用于通信性能分析一個聽話的分析模型。該框架
允許考慮均相和非齊次系統(tǒng),一大類停留時間分布,和“遺漏”手?jǐn)喙囗敗J謳ず蛶讉€平臺類型切斷優(yōu)先級被認(rèn)為表明了該方法。不完善的檢測手?jǐn)嘈枨蟮牟煌苿有詤?shù)和效果進(jìn)行檢查。理論性能特性而異。這些展品進(jìn)行通信,手?jǐn)嗷顒?,阻塞概率和強制中斷概率為每個平臺類型。示阻塞用于越區(qū)切換性能的變現(xiàn)交換。計算問題進(jìn)行了討論,并外推用于與許多信道的系統(tǒng)性能特性的方法,提出
第三篇:遙感技術(shù)系統(tǒng)及其技術(shù)原理是什么
遙感技術(shù)系統(tǒng)及其技術(shù)原理是什么?試舉例說明其農(nóng)業(yè)應(yīng)用。
概念:
遙感技術(shù)是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線結(jié)目標(biāo)進(jìn)行探測和識別的技術(shù)。例如航空攝影就是一種遙感技術(shù)。人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功,大大推動了遙感技術(shù)的發(fā)展?,F(xiàn)代遙感技術(shù)主要包括信息的獲取、傳輸、存儲和處理等環(huán)節(jié)。完成上述功能的全套系統(tǒng)稱為遙感系統(tǒng),其核心組成部分是獲取信息的遙感器。遙感器的種類很多,主要有照相機、電視攝像機、多光譜掃描儀、成象光譜儀、微波輻射計、合成孔徑雷達(dá)等。傳輸設(shè)備用于將遙感信息從遠(yuǎn)距離平臺(如衛(wèi)星)傳回地面站。信息處理設(shè)備包括彩色合成儀、圖像判讀儀和數(shù)字圖像處理機等。遙感技術(shù)是從人造衛(wèi)星、飛機或其他飛行器上收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息,判認(rèn)地球環(huán)境和資源的技術(shù)。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎(chǔ)上隨航天技術(shù)和電子計算機技術(shù)的發(fā)展而逐漸
形成的綜合性感測技術(shù)。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測地物目標(biāo)的電磁輻射特征,并將特征記錄下來,供識別和判斷。把遙感器放在高空氣球、飛機等航空器上進(jìn)行遙感,稱為航空遙感。把遙感器裝在航天器上進(jìn)行遙感,稱為航天遙感。完成遙感任務(wù)的整套儀器設(shè)備稱為遙感系統(tǒng)。航空和航天遙感能從不同高度、大范圍、快速和多譜段地進(jìn)行感測,獲取大量信息。航天遙感還能周期性地得到實時地物信息。因此航空和航天遙感技術(shù)在國民經(jīng)濟和軍事的很多方面獲得廣泛的應(yīng)用。例如應(yīng)用于氣象觀測、資源考察、地圖測繪和軍事偵察等
遙感技術(shù)系統(tǒng)包括:信息源即波譜特征 spectrum feature、信息的獲取 Information
obtain、信息的接收 Receive、信息的處理 Processing(輻射校正、姿態(tài)校正、幾何校正、增強處理等)、信息的應(yīng)用 applying
空間信息獲取系統(tǒng)
地球表面地物目標(biāo)空間信息獲取主要由遙感平臺、遙感器等協(xié)同完成。
遙感平臺(Platform for Remote Sensing)是安放遙感儀器的載體,包括氣球、飛機、人造衛(wèi)星、航天飛機以及遙感鐵塔等。
遙感器(Remote Sensor)是接收與記錄地表物體輻射、反射與散射信息的儀器。目前常用的遙感器包括遙感攝影機、光機掃描儀、推帚式掃描儀、成像光譜儀和成像雷達(dá)。按其特點,遙感器分為攝影、掃描、雷達(dá)等幾種類型。
遙感數(shù)據(jù)傳輸與接收
空間數(shù)據(jù)傳輸與接收是空間信息獲取和空間數(shù)據(jù)應(yīng)用中必不可少的中間環(huán)節(jié)。
遙感器接收到地物目標(biāo)的電磁波信息,被記錄在膠片或數(shù)字磁帶上。從遙感衛(wèi)星向地面接收站傳輸?shù)目臻g數(shù)據(jù)中,除了衛(wèi)星獲取的圖像數(shù)據(jù)以外,還包括衛(wèi)星軌道參數(shù)、遙感器等輔助數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常用數(shù)字信號傳送。遙感圖像的模擬信號變換為數(shù)字信號時,經(jīng)常采用二進(jìn)制脈沖編碼的 PCM 式(pulse code modulation: 脈沖編碼調(diào)制)。由于傳送的數(shù)據(jù)量非常龐大,需要采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。
衛(wèi)星地面接收站的主要任務(wù)是接收、處理、存檔和分發(fā)各類地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)。地面站接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通常被實時記錄到 HDDT(high density digital tape,高密度磁帶)上,然后根據(jù)需要拷貝到 CCT(computer compatible tape,計算機兼容磁帶)、光盤、盒式磁帶等其他載體上。CCT、光盤、盒式磁帶等是記錄、保存、分發(fā)衛(wèi)星數(shù)據(jù)等最常用的載體。
遙感圖像處理
遙感圖像處理是在計算機系統(tǒng)支持下對遙感圖像加工的各種技術(shù)方法的統(tǒng)稱。遙感圖像
處理依賴于一定的圖像處理設(shè)備。對于數(shù)字圖像處理系統(tǒng)來說,它包括計算機硬件和軟件系統(tǒng)兩部分。硬件部分包括:計算機(完成圖像數(shù)據(jù)處理任務(wù))、顯示設(shè)備(高分辨率真彩色圖像顯示)、大容量存貯設(shè)備、圖像輸入輸出設(shè)備等。軟件部分包括:由數(shù)據(jù)輸入、圖像校正、圖像變換、濾波和增強、圖像融合、圖像分類、圖像分析以及計算、圖像輸出等功能模塊。
遙感信息提取與分析
遙感信息提取是從遙感圖像(包括數(shù)字遙感圖像)等遙感信息中有針對性地提取感興趣的專題信息,以便在具體領(lǐng)域應(yīng)用或輔助用戶決策。遙感信息分析指通過一定的方法或模型對遙感信息進(jìn)行研究,判定目標(biāo)物的性質(zhì)和特征或深入認(rèn)識目標(biāo)物的屬性和環(huán)境之間的內(nèi)在關(guān)系
原理
任何物體都具有光譜特性,具體地說,它們都具有不同的吸收反射、輻射光譜的性能。在同一光譜區(qū)各種物體反映的情況不同,同一物體對不同光譜的反映也有明顯差別。即使是同一物體,在不同的時間和地點,由于太陽光照射角度不同,它們反射和吸收的光譜也各不相同。遙感技術(shù)就是根據(jù)這些原理,對物體作出判斷。
遙感技術(shù)通常是使用綠光、紅光和紅外光三種光譜波段進(jìn)行探測。綠光段一般用來探測地下水、巖石和土壤的特性;紅光段探測植物生長、變化及水污染等;紅外段探測土地、礦產(chǎn)及資源。此外,還有微波段,用來探測氣象云層及海底魚群的游弋。
在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用:
遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)資源調(diào)查上的應(yīng)用
中國的農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)起步于20世紀(jì)80年代初.二十余年取得了大量趕超世界先進(jìn)水平的理論研究與應(yīng)用成果。比如.作為我國農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用的代表,由中國科學(xué)院資源環(huán)境局主持的“黃土高原遙感專題研究”項目,在林草資源遙感調(diào)查、土壤侵蝕定量遙感調(diào)查、土地類型遙感綜合研究、草場生物量的遙感估算、農(nóng)業(yè)地物光譜特征及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及黃土區(qū)暴雨與下墊面關(guān)系的遙感分析等許多方面取得了大量成果.為黃土高原的綜合治理提供了全方位的技術(shù)支持。武漢測繪科技大學(xué)在湖北省利川市利用多光譜影像進(jìn)行了草場資源調(diào)查.6個人用半年時間就完成了近百人需要歷時3年才能完成的工作量.且吻合率達(dá)96%,成為遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)資源調(diào)查上應(yīng)用的成功范例。我國利用560幅陸地衛(wèi)星圖像.僅用兩年時間完成了全國15種土地利用類型的分析和量算統(tǒng)計工作.提供了全國和分省的土地利用基本數(shù)據(jù)和有關(guān)圖件。我國近年完成的“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查.在包括西北大部、華北北部和東北西北部總面積為128萬l【111z的“三北”造林
一期工程的調(diào)查中.完成了對現(xiàn)有防護(hù)林類型、分布、面積和保存率;草地數(shù)量、質(zhì)量和分布;土地資源類型、分布、數(shù)量及利用現(xiàn)狀的調(diào)查。提供了200余幅各類遙感專題系列圖.建成了全區(qū)資源與環(huán)境信息系統(tǒng)。為掌握防護(hù)林區(qū)現(xiàn)狀、林區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展和規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)
1.2農(nóng)業(yè)遙感專用軟件相繼出現(xiàn)
我國農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用技術(shù)日趨深入.還表現(xiàn)在應(yīng)用軟件的開發(fā)和應(yīng)用方面。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期.一大批較為成熟的農(nóng)業(yè)遙感專用軟件相繼出現(xiàn)。比如.可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測的軟件有:由中國農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計院農(nóng)業(yè)遙感研究室開發(fā)的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件:由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所開發(fā)的北方草地產(chǎn)量動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件:由農(nóng)業(yè)部資源監(jiān)測總站開發(fā)的耕地變化監(jiān)測系統(tǒng)軟件:由成都農(nóng)業(yè)遙感分中心開發(fā)的濕地資源調(diào)查系統(tǒng):由中國農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計院農(nóng)業(yè)遙感研究室開發(fā)的黃淮海鹽堿地調(diào)查系統(tǒng)軟件以及由農(nóng)業(yè)部資源監(jiān)測總站開發(fā)的棉花種植面積遙感調(diào)查系統(tǒng)軟件等。可應(yīng)用于作物產(chǎn)量預(yù)測的軟件有:由南京農(nóng)業(yè)遙感分中心開發(fā)的南方水稻遙感估產(chǎn)系統(tǒng)軟件:由北方農(nóng)業(yè)遙感中心開發(fā)的冬小麥估產(chǎn)系統(tǒng)軟件:由中國農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計院農(nóng)業(yè)遙感研究室開發(fā)的遙感光譜法水稻估產(chǎn)系統(tǒng)軟件以及由北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所開發(fā)的農(nóng)作物遙感估產(chǎn)信息系統(tǒng)軟件等??蓱?yīng)用于農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測與評估的軟件有:由中國農(nóng)科院草原研究所開發(fā)的北方草場火災(zāi)、雪災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)軟件以及由南京大學(xué)大地海洋科學(xué)系遙感室開發(fā)的東南沿海小河流域防洪信息系統(tǒng)軟件等罔。這些新的遙感處理軟件使科技人員的工作效率大大提高。
1.3遙感技術(shù)在災(zāi)情監(jiān)測與預(yù)報上的應(yīng)用
對災(zāi)情.結(jié)合陸地衛(wèi)星與氣象衛(wèi)星所獲得的資料,利用當(dāng)時的衛(wèi)星影像與常年衛(wèi)星影像進(jìn)行
對比.可獲得有關(guān)洪水泛濫成災(zāi)面積和災(zāi)情程度的較準(zhǔn)確的結(jié)果。對旱災(zāi)的面積和危害程度的監(jiān)測預(yù)報也通過衛(wèi)星資料來進(jìn)行。其他如土壤的侵蝕、沙化。草原的退化以及由某些工程引起的環(huán)境惡化等.均可通過衛(wèi)星和航空遙感來進(jìn)行監(jiān)測。我國洪澇災(zāi)害遙感調(diào)查是在為山區(qū)大型工程建設(shè)或為大江大河洪澇災(zāi)害防治服務(wù)中逐漸發(fā)展起來的。湖南省率先利用遙感技術(shù)在洞庭湖地區(qū)開展了水利工程的地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作。有關(guān)單位先后在雅礱江二灘電站、紅水河龍灘電站、長江三峽工程、黃河龍羊峽電站、金沙江下游落渡、白鶴灘及烏東清電站庫區(qū)開展了大規(guī)模的區(qū)域性滑坡、泥石流遙感調(diào)查。20世紀(jì)80年代中期.分別在寶成、寶天、成昆等鐵路沿線進(jìn)行了大規(guī)模的航空攝影.為調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害分布及其危害提供了信息源。20世紀(jì)90年代起。在主干公路及鐵路選線.如京九鐵路沿線等也使用了地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查技術(shù)。20世紀(jì)90年代末期在全國
開展的“省級國土資源遙感綜合調(diào)查”工作中.各省(區(qū))都設(shè)立了專門的中小比例尺“地質(zhì)災(zāi)害遙感綜合調(diào)查”課題.主要是識別地質(zhì)災(zāi)害微地貌類型及活動性.評價地質(zhì)災(zāi)害對大型工程施工及運行的影響等。近年來,在重大工程論證中,都開展了工程地質(zhì)遙感調(diào)查工作,如杭州灣跨海大橋、向山港跨海大橋等。大興安嶺發(fā)生特大森林火災(zāi)時.中國科學(xué)院衛(wèi)星地面站提供的火情現(xiàn)勢衛(wèi)星影像圖對現(xiàn)場指揮、調(diào)度撲救起到了決定性作用。長江、嫩江流域發(fā)生特大洪災(zāi)時.航空、航天平臺的遙感實時監(jiān)測,為指揮救災(zāi)、恢復(fù)生產(chǎn)發(fā)揮了巨大作用。
1.4遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用環(huán)境衛(wèi)星遙感監(jiān)測是環(huán)境管理的重要手段之一,連續(xù)監(jiān)測、定時監(jiān)測和嚴(yán)格的管理相結(jié)合.能準(zhǔn)確地反映環(huán)境質(zhì)量狀況,能有針對性地加強監(jiān)督管理。在大氣遙感監(jiān)測方面.我國重點開展了四個方面的工作:一是利用遙感技術(shù)監(jiān)測大氣污染與污染源.如遼寧省環(huán)保所應(yīng)用遙感技術(shù)對撫順露天煤礦進(jìn)行了監(jiān)測:分析了礦坑上空逆溫層的形成與大氣污染物擴散的關(guān)系,搞清了礦坑內(nèi)產(chǎn)生污染的條件.為露天礦場的污染防治和環(huán)境污染預(yù)報提供了科學(xué)依據(jù):中國環(huán)境科學(xué)研究院在太原市進(jìn)行了以大氣污染為目標(biāo)的遙感監(jiān)測:北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院曾對規(guī)劃市區(qū)的煙囪高度、分布進(jìn)行了航空遙感分析等.這些都為污染防治和環(huán)境污染預(yù)報提供了科學(xué)依據(jù)。二是通過遙感圖像上植物的季相節(jié)律變化和遭受污染后的反應(yīng)差異.以植物對污染的指示性反演大氣污染,如確定大氣污染的范圍、程度和擴散變化.如進(jìn)行津渤環(huán)境遙感試驗時曾利用遙感圖像上呈現(xiàn)的樹冠影像的色調(diào)和大小差異.圈定了二氧化硫和酸氣、氟化氫等典型污染場。三是以地面
采樣的分析結(jié)果作參照量.與遙感圖像進(jìn)行相關(guān)分析,如進(jìn)行津渤環(huán)境遙感試驗時.曾采集樹木葉片測定其含硫、含氯量以及樹皮的pH值,分析二氧化硫、氯氣及酸霧的污染。四是利用飛機攜帶大氣監(jiān)測儀器.在污染地區(qū)上空分層采樣并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,如天津、太原曾用該方法監(jiān)測大氣氣溶膠、飄塵及二氧化硫的時空分布特征和運移規(guī)律嘲。在水污染的監(jiān)測方面.我國先后對海河、渤海灣、薊運河、大連灣、長春南湖、于橋水庫、珠江、蘇南大運河、滇池等大型水體進(jìn)行了遙感監(jiān)測:研究了有機污染、油污染及富營養(yǎng)化等:利用水體葉綠素與富營養(yǎng)化間的關(guān)系研究了滇池水體污染與富營養(yǎng)化狀況:利用衛(wèi)星遙感資料估算了渤海灣表層水體葉綠素的含量.建立了葉綠素含量與海水光譜反射率之間的相關(guān)模式.定量地劃分了有機污染區(qū)域;利用水體熱污染原理先后對湘江、大連灣、海河、閩江、黃浦江等進(jìn)行了紅外遙感監(jiān)測問。
1.5遙感技術(shù)在農(nóng)作物估產(chǎn)上的應(yīng)用
自“六五”開始.我國即試用衛(wèi)星遙感進(jìn)行農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報的研究.并在局部地區(qū)開展產(chǎn)量估算試驗?!捌呶濉逼陂g.國家氣象局于1987年開展了北方11省市小麥氣象衛(wèi)星綜合測產(chǎn).探索運用周期短、價格低的衛(wèi)星進(jìn)行農(nóng)作物估產(chǎn)的新方法閽。“八五”期間.國家將遙感估產(chǎn)列為攻關(guān)課題.由中國科學(xué)院主持.聯(lián)合農(nóng)業(yè)部等40個單位.開展了對小麥、玉米和水稻大面積遙感估產(chǎn)試驗研究.建成了大面積“遙感估產(chǎn)試驗運行系統(tǒng)”并完成了全國范圍的遙感估產(chǎn)的部分基礎(chǔ)工作。通過1993~1996年4年試驗運行,分別對四省兩市(河北、山東、河南、安徽北部和北京市、天津市)的小麥,湖北、江蘇和上海市的水稻;吉林省的玉米種植面積、長勢和產(chǎn)量的監(jiān)測和預(yù)報.在指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)決策中發(fā)揮了重要作用。特別是解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問題.為進(jìn)一步開展全國性的衛(wèi)星遙感估產(chǎn)提供了重要保證嘲。1995年中國科學(xué)院、氣象局及多家高等院校、研究所致力于遙感估產(chǎn)技術(shù)的研究.并在浙江、江西、江蘇各省及華北、東北、江漢平原等地區(qū)對冬小麥、玉米、水稻、糜子等作物進(jìn)行遙感估產(chǎn)。在遙感信息源選取、作物識別、面積提取、模型構(gòu)建、系統(tǒng)集成等各個技術(shù)環(huán)節(jié)有了大幅的進(jìn)步。這些模型汲取了以前模型的優(yōu)點.模型因子的選擇更加合理,可操作性更強,精確程度更高
2.1遙感衛(wèi)星在美國農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
近十余年來.美國遙感衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。其中衛(wèi)星通信已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化.并且具有商業(yè)化的特點.其產(chǎn)業(yè)推動全球經(jīng)濟的增長.大批跨國公司企業(yè)和風(fēng)險投資商競相進(jìn)入.搶占市場。美國No從等氣象衛(wèi)星資料全球公開.相關(guān)的地面設(shè)備遍布世界各地.產(chǎn)生了巨大的商業(yè)價值。遙感氣象衛(wèi)星在天氣氣候、環(huán)境生態(tài)和防災(zāi)減災(zāi)中均發(fā)揮著作用。美國LaIldSat、SeaStar等陸地與海洋資源環(huán)境衛(wèi)星采取了“授權(quán)接收+數(shù)據(jù)定價”的產(chǎn)業(yè)模式。尤其是自20世紀(jì)90年代以來.通過拓展應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用層次.應(yīng)用產(chǎn)業(yè)取得了很大的成功。美國1972年發(fā)射了第一顆遙感衛(wèi)星LaIldsat—1.隨著技術(shù)的進(jìn)步.衛(wèi)星及傳感器性能在提高.而價格卻在降低。陸地衛(wèi)星系列具有持續(xù)時間長、綜合性能好及波段設(shè)置合理等特點.對全球的遙感技術(shù)與應(yīng)用產(chǎn)生了重要而廣泛的影響。LandSat衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用面非常廣。在國土資源調(diào)查、地質(zhì)勘探、旱澇災(zāi)情監(jiān)測、農(nóng)作物估產(chǎn)、地圖修測修編、林業(yè)資源調(diào)查、水利規(guī)劃、城市規(guī)劃和環(huán)境污染監(jiān)測等眾多領(lǐng)域發(fā)揮積極作用。
2.2遙感技術(shù)在加拿大農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
加拿大在農(nóng)田信息采集和服務(wù)方面充分應(yīng)用了衛(wèi)星遙感系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)資源清查、核算、評估與監(jiān)測方面.遙感系統(tǒng)強大的圖形分析與制作功能??删幚L出土地利用現(xiàn)狀圖、植被分布圖、地形地貌圖、水系圖、氣候圖、交通規(guī)劃圖等一系列社會經(jīng)濟指標(biāo)統(tǒng)計圖.也可進(jìn)行多種專題圖的重疊而獲得綜合信息.實現(xiàn)對具有時空變化特點的農(nóng)業(yè)資源存量和
價值量的測算以及資源現(xiàn)狀、潛力和質(zhì)量的客觀評估.從而真實反映農(nóng)業(yè)資源狀況.為科學(xué)利用和管理農(nóng)業(yè)資源提供強有力的決策依據(jù)。在農(nóng)業(yè)區(qū)劃方面.遙感系統(tǒng)通過構(gòu)建區(qū)劃模型.進(jìn)行不同區(qū)劃方案空間過程動態(tài)模擬與評價.可使農(nóng)
業(yè)區(qū)劃從野外調(diào)查、資料收集、信息處理、計算模擬、目標(biāo)決策、規(guī)劃成圖到監(jiān)督實施全過程實現(xiàn)現(xiàn)代化。在土地資源與土地利用研究方面.遙感系統(tǒng)能方便獲取資源數(shù)量和質(zhì)量變化.提供研究區(qū)域土地面積、土壤特性、地形、地貌、水文、植被及社會、經(jīng)濟及自然環(huán)境的真實信息.直觀反映土地利用現(xiàn)狀、利用條件、開發(fā)利用特點和動態(tài)變化規(guī)律。
在作物估產(chǎn)與長勢監(jiān)測方面.遙感系統(tǒng)多時相影像信息??煞从吵龊暧^植被生長發(fā)育的節(jié)律特征,可通過對各種數(shù)據(jù)信息空間分析.識別作物類型。統(tǒng)計量算播種面積.分析作物生長過程中自身態(tài)勢和生長環(huán)境的變化.構(gòu)建不同條件下作物生長模型和多種估產(chǎn)模式.根據(jù)各種模型預(yù)估作物產(chǎn)量。在農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)警及應(yīng)急反應(yīng)方面.遙感系統(tǒng)可追蹤害蟲群集密集、飛行狀況、生活習(xí)性及遷移方向等.通過分析處理.可給出農(nóng)作物病蟲害發(fā)生圖、分布圖及可能蔓延區(qū)圖.為防蟲治害提供及時、準(zhǔn)確、直觀的決策依據(jù)。另外,可實現(xiàn)洪澇災(zāi)、旱災(zāi)、水土污染等農(nóng)業(yè)重大災(zāi)害預(yù)測預(yù)報、災(zāi)情演變趨勢模擬和災(zāi)情變化動態(tài)、災(zāi)情損失估算等,為防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)預(yù)警及應(yīng)急措施提供準(zhǔn)確的決策信息。在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測和管理方面.遙感系統(tǒng)能夠?qū)r(nóng)業(yè)資源環(huán)境質(zhì)量變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測.及時發(fā)現(xiàn)情況進(jìn)行預(yù)警:能夠建立農(nóng)業(yè)資源環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫。管理、分析和處理環(huán)境數(shù)據(jù)。高效匯總、汲取有用的決策信息;能夠建立若干環(huán)境污染模型,模擬區(qū)域農(nóng)業(yè)資源環(huán)境污染演變狀況及發(fā)展趨勢。
2.3遙感技術(shù)在德國農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
德國農(nóng)業(yè)機械化程度很高.遙感技術(shù)和機器耕作的結(jié)合大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低了成本。在大型農(nóng)機上安裝接收機。接收衛(wèi)星信號,經(jīng)電腦處理、分析和綜合。根據(jù)土地和作物情況確定播種、施肥和用藥量.可節(jié)省10%的肥料和23%的農(nóng)藥。遙感技術(shù)在病蟲害檢測和預(yù)報方面也得到了廣泛應(yīng)用.人們根據(jù)遙感衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)建立預(yù)報模型.盡可能準(zhǔn)確地作短期預(yù)報。
第四篇:無線通信技術(shù)相關(guān)概念
無線通信技術(shù)相關(guān)概念
WAP:Wireless Application Protocol
一種全球性的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,目標(biāo)是將Internet的信息和業(yè)務(wù)引入到移動終端。WAP定義了可通用的平臺,把目前Internet上的HTML語言轉(zhuǎn)化成WML描述的信息,顯示于移動電話的顯示屏上。
WAP不要求現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議任何改動,只要求移動電話和代理服務(wù)器的支持,因而廣泛應(yīng)用于GSM、CDMA、TDMA、3G等網(wǎng)絡(luò)中。
GSM:Global System for Mobile Communication
全球移動通信系統(tǒng),全球性標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩無線電通信系統(tǒng),是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的移動電話標(biāo)準(zhǔn)。GSM的信令和語言信道都是數(shù)字式的,因此被看成第二代移動電話系統(tǒng)(2G)。第一代是指模擬蜂窩技術(shù),第三代是指寬帶CDMA。
蜂窩網(wǎng)絡(luò): 把移動電話的服務(wù)區(qū)別分為一個個正六邊形的子區(qū),每個小區(qū)設(shè)一個基站。形成了形狀酷似“蜂窩”的結(jié)構(gòu),因而把這種移動通信方式稱為蜂窩移動通信方式。蜂窩六邊形結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)原理是:即以相同半徑的圓形覆蓋平面, 當(dāng)圓心處于正六邊形網(wǎng)格的各正六邊形中心,也就是當(dāng)圓心處于正三角網(wǎng)格的格點時所用圓的數(shù)量最少。
蜂窩通信實際上就是移動通信的另一種說法。蜂窩的最大特點就是頻率的高利用率。蜂窩的概念解決了移動通信中頻率資源有限的問題,直接導(dǎo)致了20世紀(jì)80年代以后的移動通信大發(fā)展。但是蜂窩的概念也是有局限性的?,F(xiàn)在面臨的主要問題是,小區(qū)不可能無限制的進(jìn)行分裂,導(dǎo)致了系統(tǒng)的容量不能進(jìn)一步提高,這阻礙了移動通信進(jìn)一步的發(fā)展。
SIM卡:Subscribe Identity Module
客戶識別模塊,用于GSM網(wǎng)絡(luò)客戶身份鑒別,并對客戶通話時的信息進(jìn)行加密。SIM卡容量有8K、16K、32K、64K,其中512k以上的大容量的SIM卡統(tǒng)稱為STK卡。
CDMA:Code Division Multiple Access
碼分多址,允許所有使用者同時使用全部頻帶,把其他使用者發(fā)出的訊號視為雜訊。其通話品質(zhì)要比GSM好,且防盜聽能力強。手機功率比較低,減少輻射。手機之間干擾弱。帶寬擴展較大。
至于CDMA,一開始建網(wǎng)是CDMA 95然后升級到了CDMA 1X,在到了現(xiàn)在已經(jīng)開始的3G,是從CDMA 1X升級到CDMA 2000。因此,CDMA一部分是2G一部分是3G。
TDMA:Time Division Multiple Access
時多分址,時間分割成周期性的幀(Frame)每一個幀再分割成若干個時隙向基站發(fā)送信號,在滿足定時和同步的條件下,基站可以分別在各時隙中接收到各移動終端的信號而不混擾。同時,基站發(fā)向多個移動終端的信號都按順序安排在予定的時隙中傳輸,各移動終端只要在指定的時隙內(nèi)接收,就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來。
3G :
第三代移動通信技術(shù),是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息。目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn):CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。
第五篇:遙感技術(shù)
遙感技術(shù)在地球資源方面的應(yīng)用
姓名:王大偉
班級:資工
學(xué)號:
序號:10709 200701846 46
遙感技術(shù)在地球資源方面的應(yīng)用
一、對地球觀測技術(shù)發(fā)展的簡要歷程
對地觀測,即對地球觀測(earth observing)。它作為一個專有名詞,起源於八十年代中期美國空間站對地觀測系統(tǒng)(EOS)。對地觀測技術(shù)是現(xiàn)代遙感技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志,它可追溯到六十年代的初期,剛剛出現(xiàn)人造地球衛(wèi)星。當(dāng)時一般都將它稱為地球資源和環(huán)境的遙感技術(shù)。遙感(Remote Sensing)這個詞最早出自於1960年。當(dāng)時,美國海軍科研局一位官員把一項研究照相判讀技術(shù)的計劃稱為“遙感”計劃。后來,經(jīng)過一系列相關(guān)專業(yè)研討會的確認(rèn),才得以傳播開來。
六十年代的空間實驗
六十年代,衛(wèi)星出現(xiàn)不久,發(fā)展應(yīng)用衛(wèi)星的有效載荷技術(shù),完全處於試驗和摸索階段。作為空間遙感衛(wèi)星試驗的前奏,應(yīng)當(dāng)特別提及飛機遙感技術(shù)的發(fā)展。世界許多國家都是首先開展大規(guī)模的機載對地觀測技術(shù)的飛行試驗活動,其“領(lǐng)頭羊”是美國。美國在早期發(fā)展衛(wèi)星遙感技術(shù)和應(yīng)用,首先進(jìn)行大量的飛機試驗活動。為了獲得衛(wèi)星遙感儀技術(shù)的每一知識,幾乎都是首先開展在飛機上的試驗和驗證。特別是為準(zhǔn)備發(fā)射地球資源遙感衛(wèi)星,本世紀(jì)六十年代末期,美國宇航局(NASA)在全美國展開了有史以來規(guī)模最大的機載飛行實驗活動。歷時三年。他們動用了當(dāng)時能夠提供的所有遙感儀器。包括微波雷達(dá)、紅外掃描儀、和各種照相機設(shè)備。開辟了近400個試驗場和典型地物場地。實驗應(yīng)用的范圍極其廣泛,包括農(nóng)、林、地質(zhì)、地理、水文、海洋、城市、工程等一大批應(yīng)用。從此以后,至今還沒有那次試驗在規(guī)模上超過它。通過這次活動,人們不僅認(rèn)識了各種遙感儀技術(shù)的作用和潛力,而且還初步學(xué)會如何開展應(yīng)用遙感的具體方法。這是人類對遙感技術(shù)及應(yīng)用的第一次、比較系統(tǒng)的實踐。這次活動結(jié)束后二年,美國地球資源技術(shù)衛(wèi)星(ERTS)發(fā)射成功。從此在全世界掀起了空間遙感應(yīng)用的熱潮?,F(xiàn)在,回過頭來再審視一下這次實驗活動,會深刻體會到機載遙感飛行試驗在整個空間對地觀測技術(shù)發(fā)展中的重要作用。
1、氣象衛(wèi)星
早在人造衛(wèi)星發(fā)射之前,世界各國就開始開展衛(wèi)星遙感應(yīng)用的技術(shù)準(zhǔn)備。即衛(wèi)星有效載荷對地觀測儀器技術(shù)的探索和研究工作。衛(wèi)星在圍繞地球飛行過程中,能夠在短時間內(nèi)覆蓋觀測全地球。它特別符合氣象觀測的需求,因此,衛(wèi)星一出現(xiàn)便受到氣象工作者的重視。當(dāng)時的問題是采用什么樣的遙感儀器,能夠在衛(wèi)星飛行中攝取的地面圖像并即時將其送回地面。在當(dāng)時的傳感技術(shù)中只有電視攝像機滿足這一要求。1960年4月1日美國發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯(TIROS)衛(wèi)星,全稱為電視和紅外觀察衛(wèi)星。星上電視攝像機首次送回地球大氣清晰的可見光云圖,具有氣象價值?!?.1.2 地球資源衛(wèi)星
早在六十年代初期,美國就醞釀利用空間技術(shù)勘察地球的資源。隨即制訂了“地球資源勘察”計劃。包括發(fā)射資源衛(wèi)星和天空實驗室飛船,以及飛機計劃。經(jīng)過七年的論證和研制等準(zhǔn)備工作,於1972年7月成功地發(fā)射第一顆實驗型“地球資源技術(shù)衛(wèi)星”(ERTS)。在這顆衛(wèi)星上,安裝有二種攝取地面圖像的遙感儀器:三臺返束光導(dǎo)攝像管(RBV)和多光譜掃描儀(MSS)。它們工作在可見光和近紅外光譜區(qū)域。RBV有三個波段,地面分辨率100m。MSS包括四個波段: MSS1(0.5~0.6)μm,MSS2(0.6~0.7)μm,MSS3(0.7~0.8)μm,MSS4(0.8~1.1)μm。分辨率79m。在當(dāng)時,電視攝像機已在氣象衛(wèi)星上試驗成功。為提高分
辨率,請著名的美無線電公司(RCA)專門研制高分辨率電視攝像管,返束光導(dǎo)攝像管。掃描線達(dá)4500條。多光譜掃描儀(MSS)是一種利用行掃描原理的高分辨率光學(xué)-機械掃描成像系統(tǒng)。在掃描儀的焦平面上,利用分光元件和光電探測器相配合,在可見光和近紅外光譜范圍的四個狹窄波段攝取地面圖像。光譜分辨率△λ=0.1μm。從總體說來,ERTS-1的首次實驗是成功的。雖然RBV在太空運行很短時間就因高壓電源故障而停止,但是MSS獲取的圖像卻得到了意想不到的成功。
ERTS-1原訂壽命一年,MSS實際工作5.5年。它攝取了3.3萬個地面景物,提供約150萬張圖像。這種包含(185×185)Km2地面的多光譜圖像,初步分析便得到了在當(dāng)時非常驚人的結(jié)果。當(dāng)時發(fā)現(xiàn),加拿大西部有鎳礦、巴基斯坦可能有銅礦、看到了紐約海港的污染情況,斷定了農(nóng)作物的長勢、與現(xiàn)有地圖相比較發(fā)現(xiàn)一批錯誤和遺漏...。這些意想不到的結(jié)果引起了世界各國的普遍重視。這種衛(wèi)星的多光譜圖像迅速在世界范圍擴散。隨即掀起了世界性的地球資源與環(huán)境空間遙感應(yīng)用的熱潮。
從對地觀測技術(shù)發(fā)展的角度來審視應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展歷史,六十年代的實驗活動是有成效的。通過氣象和資源兩類應(yīng)用衛(wèi)星的實踐過程,建立了初步滿足實用化要求的信息獲取技術(shù)。利用光電探測和光-機掃描成像原理的光電遙感儀器技術(shù),被確定為實用化衛(wèi)星有效載荷技術(shù),推動了對地觀測技術(shù)及其應(yīng)用的整體發(fā)展。事實證明,這是一條正確的技術(shù)路線。
2.海洋遙感衛(wèi)星
美國的海洋衛(wèi)星(SeaSat)是從七十年代初期開始論證和研制的。這是第一顆專門用於海洋遙感的實驗性空間飛船。1978年7月26日發(fā)射成功。由於星上電源故障,該星僅工作160天便停止工作。盡管如此,它還是完成了預(yù)定的海洋遙感實驗。這顆衛(wèi)星裝載了在當(dāng)時技術(shù)條件下能夠研制出來的所有海洋遙感儀器。包括:雷達(dá)測高儀(ALT)、散射計、合成孔徑雷達(dá)(SAR)、多通道微波輻射計、可見光和紅外輻射計等。它們收集地球海面和包括風(fēng)、浪、溫度、海水、形貌等大批信息。同時也對最新研制的各種遙感儀技術(shù)進(jìn)行實驗和評價。
從海洋衛(wèi)星(Seasat)以后的海洋遙感衛(wèi)星看,第一顆衛(wèi)星的實驗是成功的,它基本上達(dá)到了既定目標(biāo)。雷達(dá)高度計、散射計和輻射計等儀器的實驗均轉(zhuǎn)入實用化階段,它們后來都成為海洋遙感的基本工具。此后,美國海軍的海洋遙感系統(tǒng)(NROSS)、美國宇航局和法國合作的海貌衛(wèi)星(Topex/Poseidon),日本的海洋觀測衛(wèi)星(MOS-1)以及歐空局的遙感衛(wèi)星(ERS-1)等,都是后續(xù)的海洋遙感衛(wèi)星,實用化的具體計劃。
從遙感技術(shù)發(fā)展過程看,海洋衛(wèi)星上首次裝載的合成孔徑雷達(dá)(SAR)實現(xiàn)太空飛行,這是一件有意義的事情。眾所周知,早在五十年代初期,為軍事偵察需要發(fā)明了真實孔徑側(cè)視成像雷達(dá)。微波輻射的穿透和全天候特性,吸引許多人繼續(xù)從事研制高分辨率成像雷達(dá)的工作。結(jié)果,合成孔徑雷達(dá)(SAR)的概念誕生。到六十年代,機載SAR的飛行,圖像分辨率可達(dá)到15m的水平。七十年代初期,空間遙感技術(shù)發(fā)展引起世界性轟動,但技術(shù)界人士都非常明白,這完全是因為光電遙感技術(shù)的成功。因此,把高分辨率成像雷達(dá)搬到衛(wèi)星上去,是技術(shù)專家和遙感用戶共同的迫切愿望。海洋衛(wèi)星實現(xiàn)了SAR的空間首次飛行,得到分辨率為25m的地面雷達(dá)圖像,據(jù)說曾引起了很大的轟動和反響??上攵?,在當(dāng)時,這種全天候圖像在軍事上的意義是很大的。此后,日本、歐洲、俄國、中國和加拿大等國都全力投入空間SAR技術(shù)研究工作,并研制SAR衛(wèi)星。
二、全新一代對地觀測技術(shù)
從世界范圍看,對地觀測技術(shù)到八十年代中期,在大氣、陸地、海洋三大應(yīng)用領(lǐng)域基本上完成了應(yīng)用遙感技術(shù)的初步研究工作。此后各國便加緊向著實用化空間遙感技術(shù)發(fā)展。此時此刻,人們自然要問,人類對地球的觀測的研究活動下一步的總體目標(biāo)是什么。為此,還要發(fā)展哪些高級的對地觀測技術(shù)。
人類應(yīng)當(dāng)對于自己居住的星球有一個全面而深刻的了解。掌握地球科學(xué)的知識,這是人類追求最高目標(biāo)的基本條件。也是全世界每個國家和每個團體義不容辭的責(zé)任。衛(wèi)星誕生后所發(fā)展的地球資源和環(huán)境遙感技術(shù),是人類邁向這一偉大目標(biāo)的第一步。當(dāng)我們看到七十年代空間遙感應(yīng)用的巨大成就,使我們更加深刻地認(rèn)識到,全面地認(rèn)識地球體系是非常重要的。確信,現(xiàn)在更加有條件完成這一任務(wù)。
地球是宇宙太陽系內(nèi)一個獨特的星球。它的表面分布著一大批特定的材料。在它們接收到太陽輻射能量之后,實現(xiàn)著一系列復(fù)雜過程。地球科學(xué)家始終想知道,地球體系整體是如何運行的。地球的表面、內(nèi)部和大氣層等各部分,在整體運行過程中都處於什么狀態(tài)。產(chǎn)生什么作用。地球上許多過程是橫跨地球的幾個部分發(fā)生的。顯然,地球體系各部分之間的相互作用,是該體系整體運行的重要內(nèi)容。
因此,有必要建立一個對地球整體的觀測系統(tǒng)。采用一大批敏感儀器,利用所有能夠傳遞信息的媒質(zhì),獲取有關(guān)地球體系及其各個組成部分的詳細(xì)數(shù)據(jù)或信息。具體說,在更加寬廣的電磁輻射波譜范圍,建立一批新型的信息獲取手段,滿足各學(xué)科和各部門的信息需求??臻g站對地觀測系統(tǒng)(EOS)
八十年代中期,美國提出空間站的發(fā)展設(shè)想。專門成立了對地觀測系統(tǒng)(EOS)科學(xué)和飛行任務(wù)需求的研究工作小組,他們從理論上提出了地球科學(xué)應(yīng)用的基本任務(wù)。確定了低軌道地球觀測的基本需求。從地球物理、氣候過程、生物化學(xué)、和水文等四大學(xué)科,確定六個方面的觀測內(nèi)容。詳見表1-1。應(yīng)當(dāng)說,這個總結(jié)是比較全面的。它指導(dǎo)著一個時代的相關(guān)技術(shù)發(fā)展。
最初,他們設(shè)想,建立極軌空間站平臺,裝載EOS有效載荷。平臺總重約10噸,峰值功率25KW,數(shù)據(jù)容量500Mpbs。在這種平臺上,將裝載五組儀器,其中有12種新型對地觀測敏感儀器。具體羅列如下:
第一組,地面成像和探測(SISP)。包括中分辨率成像光譜儀;高分辨率成像光譜儀;高分辨率多頻微波輻射計;光雷達(dá)大氣探測和測高儀。
陸地方面 海洋方面 氣候?qū)W方面
巖體、地殼、地面變遷
冰層(氣候、地貌、植被、地質(zhì)、土壤等)各因素間關(guān)系
速度的長期變化
表層對流
重力場和磁場
長時間變化現(xiàn)象海洋循環(huán)
海洋與大氣的耦合海冰動態(tài)
上部海水
物理和生物過程
表層水和深水的交換氣象長期變化模型
太陽輻射的變化
氣象變化與海溫海流變化間的關(guān)系
陸地變化對局部氣候的影響
陸地生物數(shù)據(jù)的作用
氣候預(yù)報
增加氣候知識
大氣方面 生物化學(xué)循環(huán) 水文循環(huán)方面
各大氣層的多種關(guān)聯(lián)
上下大氣層的關(guān)聯(lián)
臭氧層的變化
天氣預(yù)報的準(zhǔn)確度C、N、S、金屬的生化循環(huán)
生物質(zhì)、生產(chǎn)和呼吸的全球分布
沉積物和營養(yǎng)物輸運
對流層氣體的輸運
酸雨過程降雨、蒸發(fā)、蒸散、和溶出水的過程
海和陸冰的作用
植被、土壤和地形之間的相互作用
第二組,主動式微波敏感儀(SAM)。包括合成孔徑雷達(dá)(SAR);雷達(dá)測高儀;雷達(dá)散射計。
第三組,大氣物理和化學(xué)監(jiān)視器(APACM)。包括:多普勒光雷達(dá);上層大氣干涉儀;對流層成份監(jiān)視器;上層大氣成份監(jiān)視儀;高能粒子監(jiān)視器。
第四組,實用化溫度和濕度探測儀。包括:掃描輻射計,高分辨率紅外探測儀。
第五組,監(jiān)視儀。監(jiān)視太陽、粒子和場、地球輻射收支等。包括:太陽紫外光譜輻照度監(jiān)視儀、太陽常數(shù)監(jiān)視儀、磁圈粒子和場探測儀、磁圈流體和場測量儀、和地球輻射收支儀等?!?.3.2 “行星地球”國際計劃
人口增加,加速消耗地球的資源。工業(yè)化競爭帶來環(huán)境惡化。過度地使用土地、森林面積減少,使沙漠化加速漫延。臭氧層破壞、CO2增加,大氣污染日趨嚴(yán)重。地球的環(huán)境已經(jīng)開始影響世界的農(nóng)業(yè)、能源和人類健康。人類必須面對這個涉及到自身生存的嚴(yán)重問題,保護(hù)地球環(huán)境。
1989年美國等24國提出行星地球計劃(Mission To Planet Earth,MTPE)。這項空間計劃的目標(biāo)是:跟蹤地球環(huán)境的變化過程;記錄自然過程同植物、動物和人類生活等兩者之間的相互作用過程;記錄大氣、海洋和陸地等三者之間的相互作用過程。該計劃的基本任務(wù)是,收集那些在地球環(huán)境方面對于國際組織選擇正確方法和國家決定正確決策起作用的信息。該計劃將耗資數(shù)百億美元、費時15年、建立由一大批衛(wèi)星或空間飛船組成的對地觀測系統(tǒng)。堅持長期觀察和測量,累積具有論斷能力的數(shù)據(jù)。九十年代初期世界“冷戰(zhàn)”結(jié)束的政治形勢,更加有利於這一計劃的實施。
“行星地球”計劃的主要內(nèi)容。建立三種空間平臺,根據(jù)總目標(biāo)確定每種平臺的衛(wèi)星數(shù)量和星上有效載荷任務(wù)。這樣,從九十年代后期開始,將發(fā)射二十多顆各種衛(wèi)星,它們共同構(gòu)成整個對地球觀測的完整系統(tǒng)。
極軌平臺是指大型太陽同步極軌衛(wèi)星。目前已經(jīng)確定并部分完成的三個衛(wèi)星系列,即美國的對地觀測系統(tǒng)(EOS-AM,-PM,-Chem-1),歐空局的環(huán)境衛(wèi)星-1(Envisat-1),以及日本的高級對地觀測衛(wèi)星(ADEOS)。它們均屬於大型遙感平臺。重量在(3~8)噸范圍,平臺上安放多種遙感儀。衛(wèi)星由各國自行組織研制和發(fā)射,有效載荷內(nèi)容協(xié)商確定,數(shù)據(jù)共享。共同建立集成的從空間對地球體系的觀測系統(tǒng)。
地球同步軌道平臺,包括5-6顆靜止軌道衛(wèi)星。分別由美、日、歐等國負(fù)責(zé)發(fā)射。它們提供整個地球范圍的連續(xù)的環(huán)境數(shù)據(jù)。在波段上,還將增加微波遙感儀,提供地球表面的溫度和濕度的數(shù)據(jù)。
小型“地球探針”是一批針對性較強的小衛(wèi)星。例如,測量臭氣總量的光譜儀(TOMS),將由小火箭作為獨立小衛(wèi)星發(fā)射。它們專門收集特殊的信息,作為EOS主體的補充。由眾多遙感儀器組成的龐大對地觀測系統(tǒng),所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)數(shù)量也是巨大的。該計劃將專門建立數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)(例如,EOSDIS)。除了按常規(guī)方法建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)庫之外,還將研究巨量數(shù)據(jù)的管理方法、所有權(quán)、及預(yù)訂數(shù)據(jù)等方法。特別,受空間遙感商業(yè)化發(fā)展的影響,EOS 數(shù)據(jù)和信息也有可能走商業(yè)化的發(fā)展道路。