月光

1. 海洋卫星类别
　　早在1962年美国进行了载人“水星”号（MERCURY）试验飞行，第一次从160m高空观测海洋，拍摄了海洋照片，开创了从太空探测海洋的新纪元。
　　迄今，国际上发射了许多颗海洋卫星，大体上可分为三类：

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（1）海洋水色卫星
　　主要用于探测海洋水色要素，如叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、有色可溶有机物等，此外也可获得浅海水下地形、海冰、海水污染以及海流等有价值的信息。美国于1997年8月发射的SeaStar卫星是一例，此外，还有其他多颗这样的卫星。

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（2）海洋地形卫星
　　主要用于探测海表面拓扑，即海平面高度的空间分布。此外，还可探测海冰、有效波高、海面风速和海流等。美法合作于1992年8月发射的TOPEX/Poseidon卫星和GFO卫星是目前最精确的海洋地形探测卫星。此外，美国EOS计划将于2002年和2007年发射Laser ALT-1和ALT-2,可用于精确测量陆表和冰面地形。

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（3）海洋动力环境卫星
　　主要用于探测海洋动力环境要素，如海面风场、浪场、流场、海冰等，此外，还可获得海洋污染，浅水水下地形、海平面高度信息。欧洲空间局（ESA）于1991年7月和1995年4月相继发射的ERS-1和ERS-2是这类卫星中最具代表性的。此外，除了海洋卫星以外，还有不少海洋探测器搭载的卫星，但功能不外乎海洋水色、海表拓扑和海洋动力环境等方面内容。

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2. 海洋卫星探测的特点
　　由于海洋环境与陆地、大气环境不同，它是占地球面积70.8％的不断运动着的水体，因而不仅在光谱域特性不同，而且在空间域和时间域的要求也有明显差别。由于这些差别存在，导致了对卫星遥感器的技术特性和运行方式的要求也不同，此外对卫星轨道和姿态测定精度的要求也较高，归纳起来，特点如下：

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（1）全天候全天时探测
　　对于海洋动力学过程探测，诸如海面风场、浪场、潮汐、风暴潮、内波、溢油、漂浮海冰等，由于这些过程时间变化尺度小，所以要求具有全天候全天时探测能力，此外要求卫星地面覆盖周期短，如半天或一天，甚至几小时。目前海洋动力环境卫星具有全天候全天时探测能力，但地面覆盖周期较长。

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（2）半球或全球探测
　　为了研究海面拓扑结构、大气环流、厄尔尼诺现象、大洋洋底地形和极区海冰，以及冰盖等全球尺度现象，为了中长期海况预报和海平面上升因果关系的研究以及利用海洋水色要素——叶绿素浓度分布及变化来研究全球碳循环等，都要求具有半球乃至全球探测能力。

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3）长期不间断监测
　　有些海洋现象时间变化尺度小，如海洋内波发生时间只有数小时或几天，海洋赤潮从发生到消隐，短的也只有几天；溢油污染从发生到扩散，短的只有一两天；潮汐则在1天内有涨潮、落潮；风暴潮增水每时每刻都不同；热带风暴潮也是瞬息变化，等等。为了捕捉这些现象需要不间断监测。遗憾的是，目前海洋卫星还不能满足这些要求。

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（4）定性定量探测
　　对于水平变化尺度大的海洋现象，或许定性探测就能满足，但大部分海洋探测是要求定量探测，如海平面高度相对精度，目前可达1～3cm；海面风速风向精度可达2m/s和 20°；有效浪高精度为0.5m；无云时的海面温度精度可达0.5℃；离水辐射率探测精度≤5％等。虽然这样的精度目前已是卫星探测技术的极限，但与海洋调查规范相比，仍旧偏低。

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（5）轨道定位精度高
　　海洋地形卫星为了海平面高度的测量精度高，卫星轨道径向高度测定精度要求也十分高，如1m以内，与通常测定轨精度几百米相比，高出几个量级。目前采取星上GPS定位、地面全球激光测距和无线电全球测距网等多项措施来实现。

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（6）海洋水色探测器接收的是离水辐射率
　　该辐射率是经水体各类分子散射后离开水面的反射通量，其量级约为陆地的1/10，所以其灵敏度比陆地探测器要高10倍，为了保证精度，仪器的信噪比也要高。此外，若要兼顾海岸带测量或在有云时探测器不饱和而正常工作，那么探测器的动态范围要宽，数据量化精度也要高，一般为10~12bit，印度遥感卫星IRS－P3上德国研制的海洋水色仪MOS量化等级为16bit，而陆地卫星Landsat上TM或ETM＋的量化等级仅为8bit。

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（7）探测海洋水色要素，需要细分波段，即波段多而狭窄，如 5～ 10nm波段宽度；中心波长如412nm，443nm等都需要精确配准，如 1nm；而业务气象卫星和陆地卫星波段宽度为 25～ 50nm，中心波长配准精度也较低。对于河口悬浮泥沙探测、赤潮探测和海岸带测绘等，不仅要求波段多而窄，而且要求地面分辨率高，如100～250m，这比海洋水色探测器分辨率(800~1100m)要高得多。

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（8）探测器配套性好
　　由于海洋过程是多种因素作用的综合过程，一个海洋探测变量是多个参变量的函数，很难由一个探测器测量众多参变量，因而需要多个探测器配合测量，如风生浪、即由风生成的波浪，其有效波高可由雷达高度计测得；波长与波向要用波散射计或合成孔径雷达测量；浪波图像则靠合成孔径雷达获取；海面风速风向靠风散射计测得。又如极地海冰，其冰面高度可由雷达高度计给出，冰面积雪和纹理则要从合成孔径雷达图像得到，海冰聚集度和分类则由微波辐射计测量。

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3. 卫星海洋探测的发展阶段
　　卫星海洋探测的发展大致可分为三个阶段：第一阶段探索试验（1970～1978年），这一阶段主要载人飞船搭载试验和利用气象卫星、陆地卫星探测海洋；第二阶段试验研究阶段（1978～1985年）,该阶段美国发射1颗海洋卫星（SeaSat-A）和1颗雨云卫星（NUMBUS-7）,该星上载海岸带水色扫描仪（CZCS）。这两颗皆属于实验研究性质；第三阶段应用研究阶段（1985～），在这一阶段世界上发射了多颗海洋卫星。如海洋地形卫星Geosat、Geo-1、Topex/Poseidon,海洋动力环境卫星ERS-1 & ERS-2、Radarsat,海洋水色卫星（SeaStar ROCSAT、KOMPSAT）。除此以外、还在别的卫星上搭载海洋探测器。

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3.1 探索试验阶段（1970～1978）
　　1960～1970年的10年是气象卫星大发展时期，美国相继发射了TIROS系列、NIMBUS系列和ESSA系列等三个系列极轨气象卫星，和ATS系列静止型气象卫星。进入70年代后气象卫星技术日趋成熟，美国发射业务型极轨气象卫星TIROS-N （即NOAA）系列卫星、DMSP系列卫星和静止型气象卫星GOES系列卫星。此外，美国在70年代发射了3颗陆地资源卫星（Landsat系列）。海洋遥感学者开始利用气象卫星和陆地资源卫星探测海洋，取得可喜成绩，认为卫星观测平台具有获得大量海洋信息的潜力。