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第1章 绪论 1

1.1全球变化的挑战 2

1.2全球变化研究 6

1.2.1全球变化研究背景 6

1.2.2全球变化研究目标和内容 9

1.2.3全球变化研究对象 10

1.2.4全球变化涉及的关键问题 11

1.3全球变化因子动态观测 15

1.3.1 GCOS 15

1.3.2 GOOS 16

1.3.3 GTOS 16

1.3.4 其他 17

1.4对地观测在全球变化研究中的作用 18

参考文献 20

第一篇 空间对地观测卫星 25

第2章 对地观测卫星的发展 25

2.1对地观测概述 25

2.1.1对地观测技术基础 25

2.1.2对地观测卫星的历史和现状 29

2.2对地观测卫星发展的思考 38

参考文献 39

第3章 美国对地观测卫星 42

3.1美国对地观测卫星概述 42

3.1.1地球观测系统计划 42

3.1.2地球科学事业计划 44

3.1.3集成对地观测系统 47

3.2美国对地观测卫星计划 48

3.2.1气象卫星计划 48

3.2.2海洋卫星计划 56

3.2.3陆地卫星计划 64

3.3航天飞机对地观测 72

3.3.1 SIR- A系统 72

3.3.2 SIR-B系统 72

3.3.3 SIR-C/X-SAR系统 73

3.3.4 SRTM系统 74

3.4美国对地观测卫星发展趋势 75

3.4.1美国对地观测应用重点 75

3.4.2 NASA科学理事会科学计划 77

参考文献 78

第4章 欧洲对地观测卫星 81

4.1欧洲对地观测卫星概述 81

4.1.1 ESA生命行星计划 82

4.1.2欧洲对地观测计划及实施 83

4.2欧洲对地观测卫星计划 84

4.2.1气象卫星计划 84

4.2.2海洋卫星计划 93

4.2.3陆地卫星计划 100

4.3欧洲对地观测卫星发展趋势 108

4.3.1欧洲对地观测技术发展 109

4.3.2欧洲对地观测产业发展 110

参考文献 110

第5章 国外其他对地观测卫星 113

5.1国外其他对地观测发展 113

5.1.1苏联/俄罗斯对地观测发展 113

5.1.2日本对地观测发展 115

5.1.3加拿大对地观测发展 118

5.1.4印度对地观测发展 118

5.2国外其他对地观测卫星计划 120

5.2.1气象卫星计划 120

5.2.2海洋卫星计划 128

5.2.3地球资源卫星计划 135

5.3国外其他对地观测卫星发展现状及趋势 145

5.3.1苏联/俄罗斯对地观测卫星计划 146

5.3.2日本对地观测技术的发展 148

5.3.3对地观测系统未来发展 149

参考文献 151

第6章 中国对地观测卫星 153

6.1气象卫星 156

6.1.1极轨卫星FY-1A/1B 158

6.1.2极轨卫星FY-1C 159

6.1.3极轨卫星FY-1D 160

6.1.4 静轨卫星FY-2A/2B 161

6.1.5静轨卫星FY-2C/2D/2E/2F 162

6.1.6极轨卫星FY-3A 163

6.1.7极轨卫星FY-3B 166

6.2海洋卫星 166

6.2.1 中国海洋卫星发展进程 166

6.2.2海洋一号A卫星 167

6.2.3海洋一号B卫星 168

6.2.4海洋二号卫星 169

6.3中国资源卫星 170

6.3.1中国资源卫星发展进程 171

6.3.2中巴地球资源卫星 171

6.3.3 CBERS-02B卫星 173

6.3.4资源一号02C卫星 174

6.3.5资源三号卫星 175

6.4环境减灾卫星 176

6.4.1环境减灾卫星发展进程 177

6.4.2环境减灾A、B卫星 177

6.4.3环境减灾C卫星 179

6.5 对地观测小卫星 180

6.6神舟飞船对地观测 181

6.7高分辨率对地观测专项卫星 182

6.8北斗卫星导航系统 184

6.8.1北斗卫星导航系统发展进程 185

6.8.2北斗4颗卫星 186

6.8.3北斗16颗卫星 187

6.8.4北斗卫星未来发展 187

6.9中国对地观测卫星未来的发展 188

参考文献 188

第7章 全球性综合对地观测计划 191

7.1国际卫星对地观测委员会 191

7.2欧洲全球环境和安全监测计划 193

7.3全球综合地球观测系统 194

7.3.1 GEO发展和组织概况 194

7.3.2 GEOSS构建 195

7.3.3 GEOSS实施现状和发展 198

7.3.4中国参与GEOSS建设 200

参考文献 201

第二篇 全球变化系列科学卫星 205

第8章 对地观测技术和全球变化科学卫星 205

8.1全球变化科学卫星观测要素 206

8.1.1对陆地敏感因子的观测 207

8.1.2对大气敏感因子的观测 207

8.1.3对海洋敏感因子的观测 207

8.2全球变化科学卫星的发展 207

8.3发展我国的全球变化科学卫星 215

参考文献 217

第9章 大气碳卫星 218

9.1科学问题 218

9.1.1大气碳研究的现状及挑战 218

9.1.2大气碳卫星研究进展 220

9.1.3大气碳空间观测面临的科学问题 224

9.2科学目标 226

9.3观测需求 226

9.3.1大气碳空间观测方法 226

9.3.2产品需求 230

9.4系统描述 230

9.4.1有效载荷 231

9.4.2卫星平台 238

9.4.3地面校准 241

参考文献 242

第10章 气溶胶卫星 244

10.1科学问题 244

10.1.1大气气溶胶研究的现状及挑战 244

10.1.2国内外相关研究计划 245

10.1.3大气气溶胶空间观测面临的科学问题 251

10.1.4大气气溶胶卫星拟解决的主要科学问题 251

10.2科学目标 251

10.3观测需求 251

10.3.1大气气溶胶空间观测方法 251

10.3.2产品需求 252

10.4系统概述 252

10.4.1技术指标分析 252

10.4.2有效载荷 253

10.4.3卫星平台 254

10.4.4地面处理 254

参考文献 254

第11章 夜间灯光卫星 258

11.1科学问题 258

11.1.1全球城市环境变化的挑战 258

11.1.2空间观测所面临的科学问题 265

11.2科学目标 267

11.3观测需求 267

11.3.1针对夜间光环境因子的遥感观测方法 267

11.3.2产品需求 269

11.4系统描述 269

11.4.1有效载荷 269

11.4.2卫星平台 271

11.4.3地面处理系统 275

参考文献 277

第12章 森林生物量卫星 280

12.1科学问题 280

12.1.1森林生物量空间观测的现状及挑战 280

12.1.2森林生物量空间观测面临的科学问题 282

12.2科学目标 285

12.3森林生物量激光雷达空间观测 285

12.3.1需求分析 285

12.3.2系统描述 287

12.3.3可行性分析 289

12.4森林生物量SAR空间观测 289

12.4.1需求分析 289

12.4.2系统描述 292

12.4.3关键技术 296

参考文献 297

第13章 冰川卫星 301

13.1科学问题 301

13.1.1冰川研究的现状及挑战 301

13.1.2冰川空间观测面临的科学问题 305

13.2科学目标 307

13.3观测需求 308

13.3.1冰川空间观测方法 308

13.3.2产品需求 309

13.4系统描述 310

13.4.1有效载荷 310

13.4.2卫星平台 311

13.4.3地面处理 311

13.5关键技术 314

13.5.1大气延迟误差去除技术 314

13.5.2相位解缠技术 314

13.5.3极化分解与散射特征提取技术 315

13.5.4极化干涉SAR（Pol-InSAR）技术 316

13.5.5冰川边界提取技术 316

13.5.6冰川运动速率提取技术 317

13.5.7冰川厚度变化监测技术 317

13.5.8冰川雪线提取 318

13.6可行性分析 319

参考文献 319

第14章 海洋盐度卫星 324

14.1科学问题 324

14.1.1海表盐度测量现状及挑战 324

14.1.2海表盐度空间观测面临的科学问题 331

14.2科学目标 332

14.3观测需求 332

14.3.1微波辐射计海水盐度空间观测方法 332

14.3.2产品需求 337

14.4系统描述 337

14.4.1有效载荷 337

14.4.2卫星平台 338

14.4.3地面处理 339

参考文献 340

第三篇 全球变化空间观测新方向 347

第15章 全球变化多星组网观测 347

15.1背景与意义 347

15.2现有对地观测卫星网 348

15.2.1美国对地观测卫星网 348

15.2.2欧空局对地观测卫星网 350

15.2.3其他对地观测卫星网 352

15.3组网卫星的技术特点 353

15.3.1组网卫星系统的设计 353

15.3.2组网卫星系统的运管技术 353

15.3.3组网卫星平台特点 355

15.3.4 组网卫星轨道特点 356

15.3.5星座组网技术 360

15.3.6编队组网技术 371

15.4组网观测的应用与未来的发展 379

参考文献 380

第16章 全球变化月基观测系统 382

16.1空间观测面临的挑战 382

16.1.1全球变化空间观测问题 382

16.1.2全球变化的卫星观测研究 383

16.2月基观测及科学问题 385

16.2.1月基对地观测概念 385

16.2.2月基观测拟解决的主要科学问题 390

16.3科学目标 391

16.4观测需求 392

16.4.1 月基观测系统观测方法 392

16.4.2月基观测系统产品需求 396

16.4.3有效载荷 397

16.4.4月基观测系统平台 401

参考文献 403

第17章 行星与地球全球变化比较 406

17.1行星遥感观测 406

17.1.1月球遥感观测 406

17.1.2火星遥感观测 412

17.1.3其他类地行星遥感观测 415

17.2科学问题 418

17.2.1比较行星学意义与主要研究内容 418

17.2.2行星与地球全球变化比较科学问题 419

17.3行星与地球全球变化比较 420

17.3.1主要研究内容 420

17.3.2研究进展与展望 421

参考文献 424

常用名词中英文对照 428

表索引 435

图索引 443

图版索引 449