ERS-1星载散射计介绍

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ERS一1,全称为European Space Agency Remote Sensing Satellite,即“欧洲空间局遥感卫星”,本文简称“欧洲遥感卫星1号”。 按照这颗卫星的总体构想,其发射总目的是:“开发/促进经济-商业应用;增强对海洋过程的科学认识;极地监测;为世界气 候学研究计划作贡献。由此可知,这是一颗以研究海洋为主,进而服务于全球气候学研究的实用卫星。
ERS-1卫星的核心仪器为:(1)主动式微波仪(AMI),工作在C波段(5.3GHz),具有成像、测风和测浪3种工作模式,相当于一部合成孔径雷达和两部散射计的组合,但3种工作模式只能择一工作;(2)雷达高度计(RA),工作在Ku波段(13GHz、 7GHz); (3)沿轨迹扫描辐射计(ATSR),由微波探测仪和红外辐射计组成。 这三部星载传感器可以观测的地球物理参数与产品及主要技术指标见下表2:
椭圆形太阳同步轨道
轨道高度:780公里
半长轴:7153.135公里
轨道倾角:98.52o
飞行周期:100.465分钟
每天运行轨道数:14 -1/3
降交点的当地太阳时:10:30
空间分辨率:方位方向<30米
距离方向<26.3米
幅宽:100公里
ERS-1星载的主动微波遥感仪器(Active Microwave instrumentation),其中的AMI Wind Mode即散射计。散射计利用微波雷达的后向散射信号,可以确定平均海面雷达反射率。然后,使用经验模式反演出海平面风场特性,如海平面的风速大小、风向。为了消除散射计数据解译时的风向模糊,ERS-1卫星上的散射计采用前、中、后不同角度的三根单极化天线,工作频率使用C波段,5.3GHz, 三个天线分别从45°、90°、135°三个方向上进行海面雷达后向散射截面的测量(见图1), 刈幅为500km。
法国海洋研究所(IFREMER)负责处理、分发ERS-1、ERS-2卫星散射计资料。IFREMER利用COMD4反演模式得到风场资料(Bentarmy A., P.Queffeulou, Y.Quilfen, 1994: Calibration and validation of the ERS-1 scatterometer, Technical report, DRO-OS 94-1, IFREMER)。此资料包括了风速、风向等信息。风速范围1-24m/s, 误差精度2m/s, 风向范围0-3600,误差精度200。风场产品是一组分布在500km´ 500km海域内19×19个格点的风矢量,其空间分辨率为25×25公里。在一个轨道周期内,可产生70个500km×500km区域的产品。图2是ERS-1卫星搭载的散射计瞬时探测风场的示意图。
http://www.southchinasea.csdb.cn/Model/remote/IMAGES/Amiwind1.gif
图1 ERS-1/2卫星散射计天线的扫描范围和角度
http://www.southchinasea.csdb.cn/Model/remote/IMAGES/ers96913.gif
图2 散射计探测瞬时风场示意图