卫星对地观测 (EO) 提供各种不同类型的环境信息,这些信息具有全球性、全面性、准确性、可重复性和及时性,是有效规划和实施发展援助活动的关键。此外,欧洲拥有世界领先的对地观测能力;无论是在太空任务方面(欧盟哥白尼、欧空局、欧洲气象卫星组织、欧洲国家任务),还是在下游地理信息部门提供的各种专业产品和服务方面。特别是,哥白尼标志着地球观测新时代的开始,现在正在发射的哨兵卫星是运营环境信息服务的基础,其数据量空前,数据将长期持续到 2030 年及以后。
如果要将外层空间的边界定义为位于轨道空间环境中,那么这种划定将为地球观察和通信的轨道系统开发和运行范围,在低地球轨道上,全球导航卫星系统(美国全球导航系统(美国的全球定位系统中国)和中等地球轨道的互联网传输系统。所有这些卫星系统都跨越了整个世界,因此跨点与所有国家的领土限制和边界相对应。然而,在地静止轨道的情况下,通信和气象卫星所在,卫星的轨迹对应于地球赤道的平面。因此,如果要界定外太空,则只能由位于赤道的国家使用该轨道,这将限制其他国家的使用。
自“沙漠风暴”行动以来,美国投入了大量精力和资金来完善太空能力。尤其是全球定位系统 (GPS) 已全面投入军用和民用,使导航和武器精度达到了过去从未达到的水平。天基红外系统等监视能力应运而生,侦察资产变得更加熟练,全球通信带宽大幅增加。气象卫星提升了我们的预测能力,缩短了灾害预警时间。这些项目中的许多都使民间社会受益;但主要是它们显著提高了美国军方的专业技能。虽然空军部署了主要发展成果,但陆军和海军也受益匪浅。
人造卫星是由人类建造的。它们使我们能够在地球上不同地方保持通信(电信卫星)、研究某个地区的气象条件(气象卫星),以及观察太阳系中的其他行星、我们银河系(银河系)和其他星系中的太阳和其他恒星。这些观测无法使用地球上的望远镜或传感器进行的原因可能是它们需要更靠近被测量的物体(靠近火星,如火星快车和 ExoMars),它们需要从更高大气区域获得更广阔的视野(Meteosat、NOAA、伽利略系统),所研究的过程在地球上不可见,因为它们的光被大气吸收,或者需要在与地球不同的重力条件下进行测试(国际空间站)。
- 机载数据处理用于早期预警情况, - 观测和气象卫星,机载处理允许仅将相关和预处理的数据发送到地面,从而减少下行带宽要求, - 人工智能可以提高航天器在对接或着陆等关键操作中的自动引导性能, - 机载决策由于早期反应可以更好地防止碰撞,并提供自我健康监测和最终自主重构的可能性, - 通信卫星可以从智能数据路由和基于实际交通和天气条件的优化天线指向中受益,以提高数据速率并最大限度地降低功耗, - 融合来自各种传感器的数据源,可以看到“人眼”看不见的东西,包括深空和科学任务中对大型数据集的机载分析。
美国国家航空航天局的使命是执行美国太空探索、科学调查和和平利用计划。经戈达德夫人批准,美国航空航天局将其位于马里兰州格林贝尔特的新太空困境中心命名为罗伯特·H·戈达德。1960 年 3 月 11 日成功发射的美国通信太空探测器 PIONEER V 和 1960 年 4 月 1 日发射的世界第一颗气象卫星 TIROS I 只是戈达德太空困境中心早期工作的缩影。这位伟大的美国人罗伯特·H·戈达德博士的创造性成就将永远被人们铭记和尊敬。
在与航空界的互动过程中,我注意到人们对卫星图像的兴趣日益浓厚。飞行员现在可以访问近乎实时的卫星图像产品,这些产品可从 NWS 网站以及越来越多的私人网站和其他来源轻松访问。各种经常更新的高分辨率卫星图像可供使用,每张图像都提供有关飞行员计划飞行路线沿线天气状况的见解和线索。气象卫星上的成像仪现在可以探测云层反射和发射的各种光谱宽度的辐射。这样就可以生成图像,突出显示给定位置上空大气中的各种水平和云类型。当飞行员通过切换不同的频道研究其路线或位置的卫星图像时,他们可以更好地了解在飞行前简报程序中推断出的当前和短期预期飞行条件。
国防气象卫星(如本专著中的图16.)允许地理学家和社会科学家对各个地区的人口密度做出明智的估计。参见 C. D. Elvidge、K. E. Baugh、E. A. Kihn 和 E. R. Davis,“使用 DMSP 操作线扫描系统的夜间数据绘制城市灯光”,摄影测量工程与遥感,第63,第6,1997 年,第727-734 页;Paul Sutton、Dar Roberts、Chris Elvidge 和 Hank Meij,“美国大陆夜间卫星图像与人口密度比较”,摄影测量工程与遥感,第63,No.11,1997,页1303-1313;Paul Sutton,“利用夜间卫星图像和 GIS 建模人口密度”,计算机、环境和城市系统,Vol.21,No.3/4,1997,页227-244。
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