基本介紹
- 中文名：遙感平台
- 外文名：platform for remote sensing
- 解釋：安裝遙感器的裝置
- 目的：從一定高度對地面目標進行探測
發展背景,遙感及原理,分類,優勢,姿態,套用,發展趨勢,
發展背景
遙感是20世紀60年代興起並迅速發展起來的一門綜合性探測技術，攝影測量就是它的前身，它利用非接觸感測器使人們能離開地球來獲取有關地球的時空信息，不僅著眼於解決傳統目標的幾何定位，更為重要的是對利用外層空間感測器獲取的影像和非影像信息進行語義和非語義解譯，提取客觀世界中各種目標對象的物理特徵和信息，從而為人們認識自然和改造自然提供科學的技術和方法。此外遙感還具有感測範圍大、信息量大、手段多、技術先進、獲取信息快、更新周期短、動態監測的特點。因此，遙感技術在當代世界有其廣闊的發展前景。而遙感平台和感測器是構成遙感技術系統的重要空中部分，因此對於它們二者的研究就顯得非常必要。
遙感及原理
遙感是套用探測儀器，不與探測目標相接觸，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特徵、性質及其變化的綜合性探測技術。遙感的主要技術組成系統有遙感平台、感測器和遙感信息的接收處理部分。
一切物體都具有反射、發射、透射和吸收電磁波的性能，但是不同的物體這種性能是不一樣的。遙感就是使用感測器通過成像或非成像技術，獲取從目標物輻射或反射的電磁波信息，從而根據不同物體的波譜特徵對物體進行分析、判定。圖6．1為遙感基本方法的具體流程。
分類
遙感平台可以按照不同的方式分類，比如按照平台高度、用途、對象進行分類。按照運行高度的不同，可以分為地面遙感平台、航空遙感平台、太空遙感平台、星系(月球)遙感平台等。如表3.1所示為不同類型的遙感平台。
根據遙感目的、對象和技術特點（如觀測的高度或距離、範圍、周期，壽命和運行方式等），大體分為：
①地面遙感平台，如固定的遙感塔、可移動的遙感車、艦船等；
②航空遙感平台(空中平台)，如各種固定翼和旋翼式飛機、系留氣球、自由氣球、探空火箭等；
③航天遙感平台（空間平台），如各種不同高度的人造地球衛星、載人或不載人的宇宙飛船、航天站和太空梭等。這些具有不同技術性能、工作方式和技術經濟效益的遙感平台，組成一個多層、立體化的現代化遙感信息獲取系統，為完成專題的或綜合的、區域的或全球的、靜態的或動態的各種遙感活動提供了技術保證。
遙感平台按不同的用途可以分為以下幾類：
①科學衛星。科學衛星是用於科學探測和研究的衛星，主要包括空間物理探測衛星和天文衛星，用來研究高層大氣、地球輻射帶、地球磁場、宇宙射線、太陽輻射等，並可以觀測其他星體。
②技術衛星。技術衛星進行新材料試驗或為套用衛星進行試驗的衛星。航天技術中有很多新原理、新材料、新儀器，其能否使用，必須在太空進行試驗；一種新衛星的性能如何．也只有把它發射到太空去實際“鍛鍊”。試驗成功後才能套用。
③套用衛星。針對不同的套用採用不同的遙感平台。套用衛星是直接為人類服務的衛星．它的種類最多，數量最大，包括地球資源衛星、氣象衛星、海洋衛星、環境衛星、通信衛星、測繪衛星、高光譜衛星、高空間解析度衛星、導航衛星、偵察衛星、截擊衛星、小衛星、雷達衛星等。
對於太空遙感平台，按照其運行軌道高度的不同可以分為三種類型：
①低高度、短壽命的衛星。其高度一般為150～200km，壽命只有1～3周，可以獲得解析度較高的影像，這類衛星多為軍事目的服務。
②中高度、長壽命的衛星。其高度一般在300～1500km，壽命可達一年以上，如陸地衛星、氣象衛星和海洋衛星等。
③高高度、長壽命的衛星。這類衛星即地球同步衛星或靜止衛星，其高度約為35800km，一般通信衛星、靜止氣象衛星屬於此類。
此外，目前遙感衛星監測的對象已經不只限於人類居住的地球，還開始關注地球以外的星球．比如月球、水星、火星等。
優勢
現代遙感平台有氣球、飛機、人造地球衛星和載人太空飛行器等。對地觀測的遙感平台應能提供穩定的對地定向，並對平台飛行高度、速度等有特定的要求。高精度高解析度的遙感器對平台更有嚴格的要求，如平台姿態控制和安裝精度的要求等。對於像雷達類型的遙感器，則遙感平台還需提供安裝天線、較大的電源功率等條件。對於像熱紅外光譜段的遙感器，遙感平台還需要提供能滿足遙感器冷到所需工作溫度（致冷）的條件，如在衛星上提供安裝輻射致冷器或其他致冷器的條件。此外遙感平台還應提供遙感器合適的環境，如振動和抖動小、電磁干擾小、溫度在合適的範圍等。
姿態
遙感平台的姿態是指平台坐標系相對於地面坐標系的傾斜程度，用三軸的旋轉角度來表示。若定義衛星質心為坐標原點，沿軌道前進的切線方向為x軸，垂直軌道面的方向為y軸，垂直zy平面的為z軸，則衛星的三軸傾斜為：繞x軸的旋轉角稱滾動或側滾，繞y軸的旋轉角稱俯仰，繞z軸旋轉的姿態角稱偏航，如圖4.1所示。由於搭載感測器的衛星或飛機的姿態總是變化的，使遙感圖像產生幾何變形，嚴重影響圖像的定位精度，因此必須在獲取圖像的同時測量、記錄遙感平台的姿態數據，以修正其影響。目前．用於平台姿態測量的設備主要有紅外姿態測量儀、星相機、陀螺儀等。
套用
遙感平台是感測器的運載工具。按平台距地面的高度大體上可分為三類：地面遙感平台、航空遙感平台、航天遙感平台。
地面遙感平台指用於安置感測器的三腳架、遙感塔、遙感車等，高度一般在100m以下。在上面放置地物波譜儀、輻射計、分光光度計等，可以測定各種地物的波譜特性。
飛機是航空遙感的主要平台。遙感飛機有專門設計的，也有根據需要進行改裝的。由於航空遙感具有機動靈活、觀測範圍比地面監測寬闊、測量精度高、資料回收較容易等特點，因此得到廣泛套用，特別適合於局部地區的觀測和荒漠化監測。
衛星是航天遙感的主要平台。目前用於地球觀測的遙感衛星主要有美國的陸地衛星(Landsat)、法國的SPOT衛星、中巴地球資源衛星(CBERS)、美國的NOAA衛星等。航天遙感的突出特點就是高度高、觀測範圍大、監測速度快，而且傳統方法無法觀測的現象還可以用衛星遙感進行觀測，大大開闊了人們的眼界，加深了對某些自然現象的認識，這種方法適用於大範圍的荒漠化監測。它的缺點是：技術複雜，對感測器要求高，幾何精度不如航空遙感。隨著感測器解析度的不斷提高，衛星監測的地位將會更加重要。
發展趨勢
對於遙感平台以及感測器的發展，主要體現在以下幾個方面：
為保持所獲遙感數據的連續性，已形成系列的遙感系統將繼續發揮其作用，特別是對氣象、海洋和地球資源的觀測。遙感儀器的某些主要技術指標將維持不變，部分技術指標可以分階段加以改進。在此基礎上，高解析度的全色和(4譜段)多光譜感測器將進一步得到發展。同時，滿足高地面解析度和高時間解析度的要求仍是需要努力解決的問題。除採取組成星座的辦法和利用衛星大角度側擺外，研製靜止軌道的高地面解析度感測器也是一個方向。多個遙感系統的綜合利用將是重要發展方向。大型綜合遙感系統如EOS將繼續發展，小型、微小型和納米型遙感衛星的發展也將倍受關注。來自不同遙感衛星遙感信息的綜合利用，以獲得全球範圍所需的各種數據，才能對我們賴以生存的地球更加全面和深入的認識。感測器的性能將進一步提高。這是需求和技術推動的結果，也是平台技術發展的結果。由於新原理、新技術、新材料、新器件等的套用，不僅使感測器在空間、譜段、輻射和時間解析度等方面有進一步提高，在它的智慧型化、輕小型化、低功耗、高可靠、長壽命、低成本方面也將有很大的發展。總的看來，當前感測器和平台有了很大的發展。但是平台的性能和感測器技術還需改進和加強，以跟上遙感及觀測技術的發展步伐。
