发文 | 麦李晓

说到照相，大家当然地想象到监控摄像头和快速门，将镜头指向必须观测的物品，快速门一按，就能获得一张在二维像素数上填入三原色座标的数据组成的图象。

可是针对卫星观测地球（地面/地球空气）而言，实际的成像原理便会略微繁杂一些。

扫描方法

卫星依照路轨能够分成静止不动卫星和极轨卫星。我们知道，地球的自转角速率是确定的，若要用一个卫星稳定地检测地球，那麼卫星路轨的高宽比便是固定不动的，这就是静止不动卫星。静止不动卫星高宽比有36000km，地球半经约6371km，能够相见，在卫星上看地球的张角仅有20.38°，立即照相的实际效果为什么会好呢？大家要想有很高像素的图象需要用“扫描”的方法。

从总体上，“扫描”是经过调节观测仪器设备的视角，指向地球的不一样部位，得到数据。例如风云录2号气候卫星，卫星自身绕着自个的主轴轴承转动，促使感应器能在地球上扫描出带条状的观测数据；再使卫星调节姿势，往上斜放，就能再地球上扫描出“平行面”的观测数据。

彩色图库：中央电视台新闻app 小编标出扫描途径和卫星转动方位

自然，不一样卫星能够利用使用不一样的调节姿势的方法来提升观测使用率。就风云录2号气候卫星而言，在卫星本身转动一圈360°中仅有几十度是冲着地球的，它的使用率显而易见不高；而到风云录4号卫星，选用了三轴平稳的方法，积极操纵卫星房屋朝向，使探测仪在转动全过程中一直应对地球，那样观测高效率显而易见提升许多 。

彩色图库：谷歌图片“风云四号气候卫星”

那麼许多人禁不住要问了，为什么不早选用三轴平稳方法操纵卫星房屋朝向呢？

由于三轴平稳方法并不简单。

磁矩平稳方法在卫星做绕地健身运动时非常容易能保证本身姿势平稳，关键取决于卫星自身对自身的主轴轴承中心对称；而三轴平稳方法若要想使探测仪一直向着地球，卫星的姿势怎样平稳是个非常大的难题。

次之，磁矩平稳卫星遭受太阳辐射量是均匀分布的，而三轴平稳卫星因为一个面一直向着地球，卫星双面遭受太阳辐射强度差别会促使卫星产生变形，原材料的制造和应用、卫星仪器设备的排列全是必须细腻考虑的。

而静止不动卫星离地球较远，观测精密度在所难免受限制，大家期待得到更高精密的观测数据就必须极轨卫星。极轨卫星（也叫太阳光同歩卫星）的路轨较静止不动卫星而言更低，约为840km，绕地球的南北方两方面运作。

它的观测方法能够想像成做CT的情况下扫描，仪器设备/卫星划过哪里，就能得到哪个地方的数据；因此卫星的导轨和观测数据的地理坐标是能够立即配对的，因此 常能听见“一轨数据”的叫法。举个事例，CloudSat卫星在20070722一天本质地球上扫出是如此的：

能够见到它的覆盖面积或是相对比较小的。自然也是有卫星在进行的环节中，会将探测仪再加上垂直平分路轨角度的晃动，为此检测到一个面的数据。例如下左图是GPM卫星的测定的地面降雨，在红杠处画模型就能获得红杠处的降雨率模型（下图）：

存在的问题

很显著，观测到的每一轨数据中存有时差，依照卫星贴地飞行、粗略地估计卫星绕地球一圈的时间约为84分鐘。大家挑出来一轨的数据剖析，实际上 不好说这84分鐘的数据是与此同时观测的；挑在其中某一段数据剖析也理应考虑其時间上的差别。

如果我们必须剖析全世界/地域数据，就必须考虑到用许多天的数据结合成一张图来表明长期的均值情况。而大家获得的“均值情况”中一切一个点，事实上都没有对该点开展长期持续观测后取均值获得的情况，只是阔别好长时间后再度观测到这一点；且恰好是由于大家观测不上“与此同时数据”，地图上不同之处的人均具体是不一样时间的均值。有点儿绕啊，总之说这么多就想表述：除开空间分辨率以外，時间精密度的提高也是个十分关键的事儿。

文中经受权转载微信公众平台“石块科谱个人工作室”。