主题：聊聊传输型遥感卫星 -- 温雅颂

这有赖于一些最近发展的成像理论的支持，以及相应的系统设计。

晚上的天气也要预报撒

成像过程中，主要有两个问题最近在取得突破当中：

1，如何接近，乃至于突破可见光的衍射极限，这是取得超高分辨率的关键。

2，如何减少难于重复的机械控制而尽可能地利用光本身的机械性能，这是稳定地取得高质量成像的关键。

嗯，大略就是这样。希望你不要失望哟

我们都听说过卫星变轨这个词，也在电影里看到过卫星变轨跟踪监视地面的画面。但对于一个传输型遥感卫星来说，变轨都有哪些需要考虑到因素，一般人都不会很清楚。

遥感的变轨无非两种情况，一种是改变轨道高度，比如临时降低轨道高度以获得某个热点地区更高分辨率的图像。另一种则是改变轨道方向，使卫星能尽早到达热点地区进行拍摄。

临时降低轨道高度的变轨，对现在分辨率已经很高的卫星来说，意义已经不是很大。因为是临时变轨，且只为了某个特定地区，这种变轨实际是把一个近似圆形的轨道变成一个椭圆形轨道，将近地点设在这个地区。

从图上可以看出，为了在热点地区把轨道降低，在其它地区轨道高度就会大大提高，等于是为了这一小块区域而牺牲了所有其它的区域。对于民用遥感卫星来说是很不划算的。对军用卫星来说，这应该不是个问题。

改变轨道方向，使卫星尽早到达热点地区，问题就要复杂得多了。原因在于：遥感卫星使用太阳同步轨道，而太阳同步轨道限定了卫星的速度和轨道倾角（与赤道夹角），也限定了卫星飞经拍摄地区的时间。如果变轨，势必牵一发而动全身，将这几个重要参数全部打乱。一旦轨道参数被打乱，也就必然会丧失轨道的太阳同步特性。

比如，假设某颗卫星正常情况下的轨道倾角为100度，北京时间上午十点半飞过北京。如果西安发生了某个特殊事件，需要卫星变轨去拍摄西安。显然，卫星需要一个相当大的提前量，对卫星施加一个向左的侧向推力，从而改变卫星的飞行轨迹。但是这样一来，卫星的轨道倾角就被改变了，由原来的100可能变成了105度。如果轨道倾角变了而卫星速度未变，轨道的“进动”量也就变了，在上边这个例子中，进动量被增大，轨道朝东偏移过多。结果就是，今天十点半飞过，明天就可能是11点，后天11点半，大后天12点。不仅如此，进动量的变化也改变了轨道的设计，会使原本设计好的轨道乱套，使原本每天的轨迹都与前一天的轨迹保持一个合理的重叠量发生改变，可能由原来的10%变成了30%甚至60%。

从太阳同步轨道的设计过程就可以看出，当卫星照片幅宽（也可以说是轨道宽度）确定后，卫星的速度、轨道高度、轨道的倾角也都随之而定了，根本没有可以任意选择的余地。从卫星发射成功入轨开始，每个地区卫星经过的时间也就确定了。如果要变轨，就会破坏所有的轨道特性和拍摄图像的特性。

那么太阳同步轨道的卫星究竟应该怎样变轨才能依旧保持原有的太阳同步轨道呢？这个我认为还是有办法，而且应该不复杂。但具体怎么做我就不知道了，那是真正从事卫星轨道设计和卫星操控的人才能掌握的，而且它也应该是大国要互相保密的技术。不过这却不妨碍我在这里从原理方面做一次猜测，也许对也许不对，大家自己判断吧。

我觉得，太阳同步轨道遥感卫星的变轨，只能像计算机重启那样，放弃现在的轨道，将卫星调到一个更高或更低的轨道漫游，这样卫星的速度变了，就从时间上与原来的轨道错开了，等到合适的时间再重新入轨。用形象的语言来比喻，它有点像室内自行车团体赛中前面的自行车给后面的让道，自行车主动骑到外道，多跑点路，让后面的车超过，然后再回到内道。显然，让卫星等待多长时间是可以算出来的，那么这个“等待轨道”的参数也可以据此算出来，那么卫星“出轨”的幅度和“再入轨”的时间也就都可以算出来，变轨应该不需要很长时间。但实际上，卫星的入轨过程基本不可能一次到位，都要经过一段时间的跟踪和微调才能确认其正确入轨。遥感卫星发射后一般都要经过几天的监控才能确认成功入轨，而变轨其实就是一次再入轨，也自然需要一段时间的监控。

至于米国电影里看到的那种随时让卫星变轨监视地面，我觉得也不能说不可能，或许米国确实有很多专用军事侦察卫星，并不在太阳同步轨道上，而是平时就在天上某个任意轨道上转圈，需要的时候就临时变轨，因为不在于是否与太阳同步，因此可以直奔目标区而去。这在理论上是可能的，但问题是时间。卫星飞到目标区时未必都是白天适合照相的时间。而卫星又不可能停留在目标区上空等着天亮，而是一掠而过。由于地球的自转，下次再飞经此地就不知什么时候了。要让侦察卫星在合适的日照时间飞经目标区上空，必然得提前变轨，让卫星在一个“转移轨道”上转几圈，然后在合适的时间飞临目标区上空。显然，实用的变轨都不可能像某小学生想像的那么简单，以为卫星变轨就像偷看邻家女孩儿洗澡似的，爬上墙头把脑袋一伸就齐了。

干嘛不详细地介绍一篇，肯定非常精彩。

实践出真知！

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可以定点在赤道上空，绕地球一圈跟地球自转一圈时间相同，所以可以24小时不间断地监测将近半个地球表面的任何地方。

但是，地球同步轨道非常高，有三万多公里。从三万多公里高处监测地球，最好的相机，地面分辨率也有好几百米。这样的分辨率做气象卫星够用，做侦察卫星则远远不够。

据说米国正在研究一种新型的相机透镜，如果成功其分辨率可以大幅提高，或许那时就可以用地球同步轨道卫星做侦察卫星了。

不过还是要高兴一下。

送花成功。恭喜：你意外获得 4 铢钱。1通宝=16铢

作者，声望:1；铢钱:0。你，乐善:1；铢钱:3。本帖花:

从前面的讨论看，卫星实时监测地面移动物体的难度在于图像信息量过大，导致向地面传送信号的时间过长。

这里说的成像机理，三维到5维再到二维，又是积分又是切片，说实在的，对我来说属于“云理解”。

不过，和现有的焦平面成像扫描原理相比，数据量是不是能大幅减少？如果是，则追车有望。

jent讲的似乎是光学成像理论方面的一种突破。这确实非常新鲜且意义重大。不过这个突破其实并没有解答“电影里卫星追着汽车拍”的问题。从飞行器上跟踪地面的汽车，需要相机能前后左右摆动，这从技术上不是问题，事实上无人侦察机甚至无人攻击机上的摄像机镜头都可以这样动。但卫星相机一般不太可能加这种装置，原因就在于卫星速度太快，而且无法像飞机那样在目标上空来回盘旋。卫星一秒飞七、八公里，高分一号大约6秒拍一张照片，加上这种装置，也就是能对目标多拍几张照片而已，并不能长时间跟踪，对卫星来说性价比不高。

卫星相机有左右摆动镜头的功能，而且摆动幅度是固定的，以便对相邻轨道拍摄。从未听说卫星相机有前后摆动的功能。

卫星上的活动部件很少，因为任何活动部件都是要耗电的。而且活动部件越多，出差错的机会就越多。这次玉兔就是活动部件出的问题。

0.成像相当于重建空间

1.空间中的任何一个点都可以接收周围立体空间所有物体发出的光波。理论上，如果我们能够“参透”某点在某个时刻接受的所有光波，我们就能重建那个瞬间的立体空间。

2.透镜相当于把某个物体在某个发散角上的所有光波收集起来，积分，成像，帮助我们重建。

3.考虑到焦距，焦平面，景深。透镜实际上并没有重建整个立体空间，而只是立体空间的局部。

4.如果我们不用透镜去积分，而是用数学的办法去把某个点接受到的所有光波进行滤波积分，就可以重构整个空间。透镜并不是必须的。

理论上大概就是这样。

您在帖子里说道一张卫星照片能覆盖60公里四方的面积。

所以只要汽车不跑出这个范围，图像处理软件只放大汽车周围的图像，不必摆动镜头，在显示器上就能盯住汽车看了。

要是汽车跑出这个范围了哪？那就留给后人去解决吧。

反正电影是忽悠。