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张宏亮笔名

谈谈神秘的高科技拍照技术卫星拍照卫星拍摄的长城图片台湾岛。象块翡翠,你看到一根红线了吗,另一头是紧紧地和祖国大陆联在一起的
                         作者：张宏亮
        照相对现在来说已经是习以为常的科技了，目前，高清晰度的数码相机已经能拍摄出上千万高清晰的象素的数字照片了，照相技术似乎是很寻常的技术，在生活中处处都可以看到，但是我今天要说的是一种特殊的照相技术，相信大家都没亲眼见过，而且是很神秘的拍照技术，这就是大名鼎鼎的卫星拍照技术，卫星拍照并不是象我们使用的数码相机那样，拍摄出真实生动的画面，卫星拍照是用来为一些军事技术和一些特殊需要的地方来拍摄卫星图片作为参考的，说起卫星拍照，我们就要先说说人造卫星，卫星，是指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体。环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。比如，月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。
        “人造卫星”就是我们人类“人工制造的卫星”。科学家用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进行探测或科学研究。围绕哪一颗行星运转的人造卫星，我们就叫它哪一颗行星的人造卫星，比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。
        地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。但是，抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。
        人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日发射了东方红1号人造卫星，截止1992年底中国共成功发射33颗不同类型的人造卫星。
        人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器，遥感器，导航设备等。科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统。
        人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。
        在卫星轨道高度达到35800千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。目前绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信是由静止通信卫星实现的。
【人造卫星种类】
        人造卫星是个兴旺的家族，如果按用途分，它可分为三大类：科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。
       ① 科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气，地球辐射带，地球磁层，宇宙线，太阳辐射等，并可以观测其他星体。
        ② 技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中有很多新原理，新材料，新仪器，其能否使用，必须在天上进行试验；一种新卫星的性能如何，也只有把它发射到天上去实际“锻炼”，试验成功后才能应用；人上天之前必须先进行动物试验……这些都是技术试验卫星的使命。
        ③ 应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：通信卫星，气象卫星，侦察卫星，导航卫星，测地卫星，地球资源卫星，截击卫星等等。
【运行轨道】
        人造卫星的运行轨道（除近地轨道外）通常有三种：地球同步轨道，太阳同步轨道，极轨轨道。
        ① 地球同步轨道 是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。但其中有一种十分特殊的轨道，叫地球静止轨道。这种轨道的倾角为零，在地球赤道上空35786千米。地面上的人看来，在这条轨道上运行的卫星是静止不动的。一般通信卫星，广播卫星，气象卫星选用这种轨道比较有利。地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条。
        ② 太阳同步轨道 是轨道平面绕地球自转轴旋转的，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度（360度/年）的轨道，它距地球的高度不超过6000千米。在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。气象卫星、地球资源卫星一般采用这种轨道。
        ③ 极地轨道 是倾角为90度的轨道，在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空，可以俯视整个地球表面。气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星常采用此轨道。
   
【人造卫星工程系统】
        通用系统有结构，温度控制，姿态控制，能源，跟踪，遥测，遥控，通信，轨道控制，天线等等系统，返回式卫星还有回收系统，此外还有根据任务需要而设的各种专用系统。人造卫星能够成功执行预定任务，单凭卫星本身是不行的，而需要完整的卫星工程系统，一般由以下系统组成：
        1.发射场系统
       2.运载火箭系统
        3.卫星系统
        4.测控系统
       5.卫星应用系统
        6.回收区系统（限于返回式卫星）
【卫星系统的组成部分】
卫星系统中，各种设备按其功能上的不同，分为有效载荷及卫星平台两大部分。卫星平台又分为多个子系统：
有效载荷（不同类型卫星均不同，共同的有：）
1、对地相机
2、恒星相机
3、搭载的有效载荷
卫星平台（为有效载荷的操作提供环境及技术条件，包括：）
1、服务系统
2、 热控分系统
3、 姿态和轨道控制分系统
4、 程序控制分系统
5、 遥测分系统
6、 遥控分系统
7、 跟踪和测试分系统
8、 供配电分系统
9、 返回分系统（限於返回式卫星）
【世界各国首颗卫星发射】
        前苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，揭开了人类向太空进军的序幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。
        美国于1958年1月31日成功地发射了第一颗“探险者”-1号人造卫星。该星重8.22公斤，锥顶圆柱形，高203.2厘米，直径15.2厘米，沿近地点360.4公里、远地点2531公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角33.34”，运行周期114.8分钟。发射“探险者”-1号的运载火箭是“丘辟特”℃四级运载火箭。
　　
        法国于1965年11月26日成功地发射了第一颗“试验卫星”-1（A-l）号人造卫星。该星重约42公斤，运行周期108.61分钟，沿近地点526.24公里、远地点1808.85公里的椭圆轨道运行，轨道倾角34。24”。发射A1卫星的运载火箭为“钻石，tA号三级火箭，其全长18.7米，直径1.4米，起飞重量约18吨。
        日本于1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。该星重约9.4公斤，轨道倾角31.07”，近地点339公里，远地点5138公里，运行周期144.2分钟。发射“大隅”号卫星的运载火箭为“兰达”-45四级固体火箭，火箭全长16.5米，直径0.74米，起飞重量9.4吨。第一级由主发动机和两个助推器组成，推力分别为37吨和26吨；第二级推力为11.8吨；第三、四级推力分别为6.5吨和1吨。
        
       法国，巴黎，凯旋门。美国空军基地。在卫星图上看来，象孩子们的玩具。衷心希望强大的美利坚能切切实实为地球人多作点贡献

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世界各国首颗卫星发射】
        前苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，揭开了人类向太空进军的序幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。
        美国于1958年1月31日成功地发射了第一颗“探险者”-1号人造卫星。该星重8.22公斤，锥顶圆柱形，高203.2厘米，直径15.2厘米，沿近地点360.4公里、远地点2531公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角33.34”，运行周期114.8分钟。发射“探险者”-1号的运载火箭是“丘辟特”℃四级运载火箭。
　　
        法国于1965年11月26日成功地发射了第一颗“试验卫星”-1（A-l）号人造卫星。该星重约42公斤，运行周期108.61分钟，沿近地点526.24公里、远地点1808.85公里的椭圆轨道运行，轨道倾角34。24”。发射A1卫星的运载火箭为“钻石，tA号三级火箭，其全长18.7米，直径1.4米，起飞重量约18吨。
        日本于1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。该星重约9.4公斤，轨道倾角31.07”，近地点339公里，远地点5138公里，运行周期144.2分钟。发射“大隅”号卫星的运载火箭为“兰达”-45四级固体火箭，火箭全长16.5米，直径0.74米，起飞重量9.4吨。第一级由主发动机和两个助推器组成，推力分别为37吨和26吨；第二级推力为11.8吨；第三、四级推力分别为6.5吨和1吨。
        中国于1970年4月24日成功地发射了第一颗人造卫星“东方红”1号。该星直径约1米，重173公斤，沿近地点439公里、远地点2384公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角68，5”，运行周期114分钟。发射“东方红”1号卫星的远载火箭为“长征”1号三级运载火箭，火箭全长29，45米，直径2.25米，起飞重量81.6吨，发射推力112吨。
        英国：英国于1971年10月28日成功地发射了第一颗人造卫星“普罗斯帕罗”号,发射地点位于澳大利亚的武默拉(Woomera)火箭发射场,运载火箭为英国的黑箭运载火箭.近地点537公里,远地点1593公里。盖星重66公斤(145磅)，主要任务是试验各种技术新发明，例如试验一种新的遥测系统和太阳能电池组。它还携带微流星探测器，用以测量地球上层大气中这种宇宙尘高速粒子的密度。
        除上述国家外加拿大、意大利、澳大利亚、德国、荷兰、西班牙、印度和印度尼西亚等也在准备自行发射或已经委托别国发射了人造卫星。
【人造卫星的用途】
　　一、人造卫星的用途如何决定？
　　人造卫星的组成基本上可分为「卫星本体」及「酬载」两部分。酬载即是卫星用来做实验或服务的仪器，卫星本体为维持酬载运作的载具。卫星的用途依其所携带的酬载而定。
　　二、人造卫星有哪几类？用途为何？
　　人造卫星的优点在于能同时处理大量的资料及能传送到世界任何角落，使用三颗卫星即能涵盖全球各地，依使用目的，人造卫星大致可分为下列几类：
　　科学卫星：送入太空轨道，进行大气物理、天文物理、地球物理等实验或测试的卫星，如中华卫星一号、哈伯等。
　　通信卫星：做为电讯中继站的卫星，如：亚卫一号。
　　军事卫星：做为军事照相、侦察之用的卫星。
　　气象卫星：摄取云层图和有关气象资料的卫星。
　　资源卫星：摄取地表或深层组成之图像，做为地球资源探勘之用的卫星。
　　星际卫星：可航行至其它行星进行探测照相之卫星，一般称之为「行星探测器」，如先锋号、火星号、探路者号等。
【世界上第一颗人造卫星】
　　1957年10月4日。苏联宣布成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道。美国官员宣称，他们不仅 因苏联首先成功地发射卫星感到震惊，而且对这颗卫星的体积之大感到惊讶。这颗卫星重83公斤，比美国准备在第二年初发射 的卫星重8倍。
　　苏联宣布说，这颗卫星的球体直径为55厘米，绕地球一周需1小时35分，距地面的最大高度为900公里，用两 个频道连续发送信号。由于运行轨道和赤道成65度夹角，因此它每日可两次在莫斯科上空通过。苏联对发射这颗卫星的火箭没做详细报道，不过曾提到它以每秒8公里的速度离开地面。他们说，这次发射开辟了星际航行的道路。

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中国第一颗人造卫星诞生】
　　30多年过去了，今天，中国有几十颗卫星在太空中遨游，神舟号试验飞船返回大地，中国已开始向载人航天迈步。回顾中国的航天史，不能不提到它的开端“东方红一号”这一高精尖技术在基础差且动荡的时期一举成功。“东方红一号”卫星诞生的始末，长期是个谜。
　　原本对前苏联很崇敬的科学家们深有感慨。当年积极提倡搞人造卫星的地球物理所所长赵九章先生说，“靠天，靠地，靠不住！发展宇航科学主要靠我们自己的力量。
　　在前苏联虽然没有达到考察卫星研制工作的目的，但苏联先进的工业和科技还是使中国的科学家们开了眼界。他们对比苏联和中国情况，意识到发射人造卫星是一项技术复杂、综合性很强的大工程，需要有较高的科学技术水平和强大的工业基础作后盾。代表团在总结中写到，发射人造地球卫星中国尚未具备条件，应根据实际情况，先从火箭探空搞起。同时，应立足国内，走自力更生的道路。
　　1959年１月21日，主持领导卫星研制工作的张劲夫向科学院传达了邓小平的指示，“卫星明后年不放，与国力不相称”。“卫星还是要搞，但是要推后一点”。根据中央的方针，张劲夫提出“就汤下面”，因国家经济困难，暂停卫星研制工作，集中力量先搞探空火箭。
　　“651”任务
　　由于缩短了战线，中国很快在探空火箭研制方面有了突破性进展。1960年２月，中国试验型液体探空火箭首次发射成功。此后，各种不同用途的探空火箭相继上天，有气象火箭、生物火箭等。1964年６月，中国自行设计的第一枚中近程火箭发射成功；10月，爆炸成功了中国第一颗原子弹。此时，中国在卫星能源、卫星温度控制、卫星结构、卫星测试设备等方面都取得了单项预研成果。此时中国的科学家们觉得发卫星可以提上日程了。
　　1964年12月全国三届人大会议期间，当年积极倡导中国要搞人造卫星的赵九章，提笔上书周恩来总理，建议开展人造卫星的研制工作。与此同时，知名科学家钱学森也上书中央，建议加速发展人造卫星。
　　1965年５月，周恩来总理指示科学院拿出第一颗人造卫星具体方案。负责卫星总体组的钱骥，带领年轻的科技工作者很快便拿出了初步方案，归纳为三张图一张表：用红蓝铅笔画成的卫星外形图、结构布局图、卫星运行星下点轨迹图和主要技术参数及分系统组成表。
　　该方案先后拿到文津街３号科学院院部和国防科委大楼，分别向张劲夫等科学院领导和罗舜初等国防科委领导作了详细汇报，并由钱骥等直接向周恩来总理作了汇报。当周总理知道钱骥姓钱时风趣地说：我们的卫星总设计师也是姓钱啊，我们搞尖端的，原子、导弹和卫星，都离不开“钱”啊！
　　1965年８月，周总理主持中央专委会议，原则批准了中国科学院《关于发展我国人造卫星工作规划方案建议》确定将人造卫星研制列为国家尖端技术发展的一项重大任务。并确定整个卫星工程由国防科委负责组织协调，卫星本体和地面检测系统由中国科学院负责，运载火箭由七机部、卫星发射场由国防科委试验基地负责建设。因是一月份正式提出建议，国家将人造地球卫星工程的代号定名为“651”任务。全国的人、财、物遇到“651”均开绿灯，这样中国卫星就从全面规划阶段，进入工程研制阶段。
    1970年4月24日，“长征”一号运载火箭成功的将我国第一颗人造卫星“东方红”一号送入太空重量上要超苏美。
　　1965年10月20日至11月30日，科学院受国防科委委托，在北京召开了中国第一颗人造卫星总体方案论证会，历时42天。会上，钱骥报告了中国第一颗人造卫星总体方案。与会的军、民包括海、陆、空方面的120多位专家，对发射人造卫星的目的、任务进行了反复论证。
　　这个代号为“651”的会议上确定：中国第一颗人造卫星为科学探测性质的试验卫星，其任务是为发展中国的对地观测、通信广播、气象等各种应用卫星取得基本经验和设计数据；发射时间定在1970年；成功的标志是“上得去、抓得注听得见、看得见。”
　　会上较为保密论证的一个议题，便是中国第一颗卫星重量如何确定。这一问题涉及到导弹武器的水平。因为早期发射卫星的运载工具，都是在导弹的基础上发展起来的，放卫星实质上是展现一个国家的军事实力。虽然中国卫星工程起步较晚，但专家们都认为中国的起点要高，第一颗卫星在重量、技术上要做到比美、苏第一颗卫星先进。苏联第一个卫星重量83．6公斤，美国的第一颗卫星只有８．2公斤。会议最后确定中国第一颗卫星为100公斤左右（实际上，最后上天时是173公斤）。
　　铝板琴奏出“东方红”
　　30年前上街游行的人们可能已忘记了当时的庆祝场面，但卫星从太空中发出的“东方红”悠扬乐音却长久地留在了人们的记忆中。提起“东方红一号”的命名、乐音的诞生，不能不谈到中国航天事业中一位默默无闻的铺路人－－何正华。
　　苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是嘀嘀哒哒的电报码，遥测信号是间断的。中国的卫星信号应该是什么样的？卫星总体组的组长何正华认为，中国应该超过苏联，发射一个连续的信号，且这个信号要有中国特色，全球公认。当时中央人民广播电台对外呼号是“东方红”乐曲，某种意义上“东方红”也成了“红色中国”的象征。出于对毛泽东的崇敬，何正华亦提出了卫星命名为“东方红一号”的建议。这些提议在“651”会议上得到了专家的赞同。1966年５月，经国防科工委、中国科学院、七机部负责人罗舜初、张劲夫、裴丽生、钱学森等共同商定，将中国第一颗人造卫星取名为“东方红一号”。1967年初正式确定中国第一颗人造卫星要播送《东方红》音乐，让全球人民都能听到中国卫星的声音。
　　由于当时正处于“文化大革命”的动乱中，播送“东方红”乐音不仅是科研任务，也成了责任重大的政治任务。如果卫星上天后，变调或不响，按“上纲上线”的说法，无疑是重大的政治问题，研制者就有可能被打入十八层地狱。在沉重的思想负担和精神压力下，何正华和乐音装置的主要设计者刘承熙冒着政治风险，开始了他们技术上的探索，解决了乐音错乱和乐音变调等一系列问题。“东方红”乐音最后采用电子音乐，用线路模拟铝板琴声奏出。乐音装置的第一批正样产品，是1968年上半年在重庆一家工厂生产的，由于当时生产秩序极不正常，产品中许多元件出现虚焊现象。最后上天的产品是由上海科学仪器厂重新生产的。
　　红海洋中的“一块绿洲”
　　中国第一颗人造卫星工程的整个研制工作，大部分都是在“文化大革命”最动乱的年月里进行的。那时席卷全国的“红色风暴”冲击到承担卫星工程任务的每一个单位。1967年初，中国科学院和七机部及下属单位均被“群众组织”夺权，卫星设计院的原来的领导都“靠边站”了，很多的科学家当时被定为“反动学术权威”、“特务”、“牛鬼蛇神”遭到批斗。即使普通的科技人员，也有不少亲属和社会关系在运动中受到冲击和株连。卫星的研制工作与“革命”发生了冲突。
　　当时的“革命”要求大家手捧“宝书”，口念语录，心地虔诚地表忠献忠。卫星研制只能等参加完“革命”才能去做，否则就会被扣上“不突出政治”的帽子。科学家被批判时，科技业务骨干还要参与陪“斗”。武斗不断，交通受阻，器材供应不上，卫星研制事业已面临夭折的危险。
　　在这种情况下，1967年初，周恩来总理与聂荣臻副总理采取了一系列措施，宣布：组建中国空间技术研究院，钱学森任院长，编入军队序列，不开展“文化大革命”的“四大”（即大鸣、大放、大字报、大辩论）。空间技术研究院从许多单位抽调出精兵良将，把分散在各部门的研究力量集中起来，实行统一领导，使科研生产照常进行，保证了中国第一颗卫星的如期发射。
　　

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为了检验设计的正确性与合理性，“东方红一号”卫星从元件、材料，到单机分系统以至整星都要在地面进行多种环境模拟试验。发射场预定发射卫星的时间气候寒冷，而卫星厂又没有符合要求的试验场地，“热控试样星”的试验是1968年的夏季于海军后勤部的一个冷库中进行的。很多的困难都是靠科技人员因陋就简、土法上马、群策群力解决的。卫星上天后，许多国际友人来空间技术研究院参观卫星，当时的环境条件让参观者大为感叹：“东方红一号”能诞生，是个奇迹！
　　难忘4.24
　　1970年４月１日，装载着两颗“东方红一号”卫星、一枚“长征一号”运载火箭的专门列车到达中国西北酒泉卫星发射中心。
　　４月份的西北戈壁滩上，白天也要穿棉衣，到夜间，裹着皮大衣也感到寒冷。在离地面３０多米高的龙门塔工作平台上，科技人员不分白天黑夜，排除一切故障，一次次地测试。
　　1970年４月24日３点50分，周恩来总理电话告知国防科委副主任罗舜初：毛泽东主席已经批准这次发射，希望大家鼓足干劲，过细地做工作，要一次成功，为祖国争光。
　　21时35分，卫星发射时刻终于到来了。“东方红一号”随“长征一号”运载火箭在发动机的轰鸣中离开了发射台。21时48分，星箭分离，卫星入轨。21时50分，国家广播事业局报告，收到中国第一颗卫星播送的“东方红”乐音，声音清晰宏亮。
　　1970年４月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年４月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星运行轨道的近地点高度439公里，远地点高度2384公里，轨道平面与地球赤道平面夹角68．５度，绕地球一圈114分钟。卫星重173公斤，用20．009兆周的频律播送“东方红”乐曲。
　　新闻公报刚发表，顷刻间，首都北京灯火通明，锣鼓声四起，鞭炮齐放，人们带着“文革”时代特有的狂热，涌上街头高呼着“毛主席万岁”、“庆祝文化大革命的伟大胜利”、“无产阶级文化大革命胜利万岁！……
　　然而，为中国的第一颗人造卫星倾注了全部心血的赵九章先生却未能等到这一刻。无端受诬陷迫害的他，早在一年半以前已经含冤去世。不少的科学家是在“牛棚”中听到“东方红”乐音的。
　　“东方红一号”卫星升空后，星上各种仪器实际工作的时间远远超过了设计要求，“东方红”乐音装置和短波发射机连续工作了28天，取得了大量工程遥测参数，为后来卫星设计和研制工作提供了宝贵的依据和经验。
【我国部分著名人造卫星】
　　到目前为止，中国共发射了三代通信卫星。第一代通信卫星是1984年发射的2颗通信卫星和1986年2月1日发射的东方红二号实用型通信广播卫星。第二代通信卫星是1988年3月7日、1988年12月22日、1990年2月4日和1991年11月28日发射的载有4台C波段转发器的东方红二号甲通信卫星。第三代通信卫星是1997年5月12日发射的东方红三号地球静止轨道通信卫星。
　　我国第一颗通信卫星是1984年1月29日发射的，它取得了部分成功。这是一颗试验通信卫星。
　　1984年4月8日成功发射的第一颗静止轨道试验通信卫星??东方红二号，使我国成为世界上第五个自行发射地球静止轨道通信卫星的国家。
　　实用广播通信卫星东方红二号甲于1988年3月7日成功发射。该卫星大大改善了我国的通信和广播电视传输条件。
　　中容量广播通信卫星东方红三号于1997年5月12日成功发射。该卫星改善了我国的国际通信以及西部边远山区的通信状况。
　　风云气象卫星系列包括风云一号太阳同步轨道气象卫星和风云二号地球静止轨道气象卫星两大类。风云一号和风云二号分别进行过4次和3次发射，在我国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。
　　1988年9月7日，我国第一颗气象卫星风云一号由长征四号火箭发射升空。
　　我国在1997年6月10日发射第一颗地球静止轨道气象卫星风云二号甲，并于1997年12月1日正式交付用户使用。2000年6月25日又发射了风云二号乙。2004年10月19日又发射了一颗风云二号气象卫星。
　　到目前为止，我国已经发射的空间物理探测卫星，主要是“实践” 卫星系列。1971年3月3日成功发射了实践一号卫星。1981年9月20日一箭三星成功发射了实践二号、实践二号A和实践二号B。1994年2月8日成功发射了实践四号卫星。
　　共发射了八颗卫星，分别是：1971年3月发射的实践一号；1981年9月20日用一箭三星发射的实践二号、实践二号甲、实践二号乙；1994年2月8日发射的实践四号；1999年5月10日发射的实践五号。2004年9月9日发射的实践六号A星和B星。
　　实践一号卫星是在东方红一号卫星的基础上增加了太阳能供电系统等8个空间技术试验及探测项目。1971年3月3日，实践一号卫星由长征一号火箭成功发射。卫星在轨道上运行了8年多，向地面发回了大量科学探测和试验数据。
　　实践二号卫星是专门用于空间物理探测的科学实验卫星。卫星重250公斤，卫星主体为一个外接圆直径1.23米、高1.1米的八面棱柱体。1981年9月20日，我国发射一箭三星，实践二号是其中之一。
　　1970年4月24日，中国成功发射了自己研制的第一颗卫星东方红一号。该卫星重173千克，星上装有一台“东方红”电子音乐发生器及科学探测仪器设备。其任务是探测空间电离层和地球大气密度，并将有关数据传回地面。因此，东方红一号是一颗具有空间探测性质的技术试验卫星。
　　从1999年10月到2003年10月，我国共发射了3颗地球资源卫星。
　　1999年10月14日，中国与巴西合作研制的地球资源卫星——资源一号卫星在我国太原卫星发射中心成功发射。
　　从2000年10月到2003年5月，我国共发射了3颗北斗导航定位卫星。
从1970年4月24日到2000年10月31日，我国发射了74个航天器，它们覆盖了地球所拥有的4种轨道。其中有国产的实验飞船1艘，国产的人造卫星47颗，外国制造的卫星26颗。现以47颗国产卫星为主，简要介绍一下它们的运行轨道。
顺行轨道
    顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。在这种轨道上运行的卫星，绝大多数离地面较近，高度仅为数百公里，故又将其称为近地轨道。我国地处北半球，要把卫星送入这种轨道，运载火箭要朝东南方向发射，这样能够利用地球自西向东自转的部分速度，从而可以节约火箭的能量。地球自转速度可以通过赤道自转速度、发射方位角和发射点地理纬度计算出来。不难想象，在赤道上朝着正东方向发射卫星，可利用的速度最大，纬度越高能用的速度越小。
    我国用长征一号、风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技术试验卫星，用长征二号、二号丙、二号丁3种运载火箭发射的17颗返回式遥感卫星以及用长征二号F运载火箭发射的神舟号试验飞船，都是用顺行轨道。它们都是从酒泉发射中心起飞被送入近地轨道运行的。通过长征三号甲运载火箭发射的1颗北斗导航试验卫星也是采用顺行轨道。
逆行轨道
    逆行轨道的特征是轨道倾角大于90度。欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需要朝西南方向发射。不仅无法利用地球自转的部分速度，而且还要付出额外能量克服地球自转。因此，除了太阳同步轨道外，一般都不利用这类轨道。
    由于地球表面不是理想的球形，其重力分布也不均匀，使卫星轨道平面在惯性空间中不断变动。具体地说，地球赤道部分有些鼓涨，对卫星产生了额外的吸引力，给轨道平面附加了1个力矩，使轨道平面慢慢进动，进动方向与轨道倾角有关。当轨道倾角大于90度时，力矩是逆时针方向，轨道平面由西向东进动。适当调整卫星的轨道高度、倾角和形状，可使卫星轨道平面的进动角速度每天东进0.9856度，恰好等于地球绕太阳公转的日平均角速度，这就是应用价值极大的圆形太阳同步轨道。
    在太阳同步轨道上运行的卫星，可在相同的时间和光照条件下观察卫星云层和地面目标。气象、资源、侦察等应用卫星大多采用这类轨道。我国用长征四号火箭发射的2颗风云一号气象卫星和2颗测量大气密度的地球卫星，用长征四号2火箭发射的1颗风云一号气象卫星、1颗中国和巴西合制的资源一号卫星、1颗中国资源二号卫星、1颗实践五号科学试验卫星，都采用这种轨道。它们都是从太原发射中心升空的。长四乙火箭在发射资源一号卫星时，还用1箭双星的方式把1颗巴西小型科学应用卫星送入太阳同步轨道。

张宏亮笔名

赤道轨道
    赤道轨道的特点是轨道倾角为0度，卫星在赤道上空运行。这种轨道有无数条，但其中的一条地球静止轨道具有特殊的重要地位。由于卫星飞行速度随距地面的高度而变化，轨道越高，速度越小，环绕周期越长，故由计算可知，当其在赤道上空35786公里高的圆形轨道上由西向东运行1周的时间，恰好是23小时56分4秒，正与地球自转一周的时间相同，这条轨道就被称为地球静止轨道。因为卫星环绕周期等于地球自转周期，两者方向又一致，故相互之间保持相对静止。从地面上看，卫星犹如固定在赤道上空某一点。在静止轨道上均匀分布3颗通信卫星即可进行全球通信的科学设想早已变为现实。世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。有的气象卫星、预警卫星也被送入静止轨道。我国用长征三号火箭先后发射了1颗试验卫星、5颗东方红二号系列通信卫星、2颗风云二号气象卫星、用长征三号甲火箭发射了1颗实践四号探测卫星、2两颗东方红三号通信卫星、1颗中星22号通信卫星，这些卫星中有10颗进入静止轨道预定位置。发射这类卫星，星上要携带远地点发动机，运载火箭把卫星送入大椭圆同步转移轨道后，地面再发出指令，让星上远地点发动机点火，将卫星移入静止轨道。
极地轨道
    就卫星轨道类型来说，还有一种轨道倾角为90度的极地轨道。它是因轨道平面通过地球南北两极而得名。在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空。我国虽未研制运行于此类轨道的卫星，但发射过此类轨道的卫星。长征二号丙改进型火箭以1箭双星的方式6次从太原起飞，把12颗美国铱星送入太空，就属于这种发射方式。
    当大家对卫星有所了解以后才能更好的了解卫星拍照技术，十世纪五十年代由贝克和努恩设计的大型高精度人造卫星跟踪照相机﹐首批12台设置在环绕地球的±35°纬度带内。这种照相机采用焦距50厘米﹑口径也是50厘米的特殊设计的施密特光学系统(见施密特望远镜)﹐改正镜由三片透镜组成﹐视场5°×30°。焦面是半径50厘米的近似球面。采用宽约56毫米的长感光胶卷﹐藉6～7公斤拉力变形后伏贴在胶片支承板上。机架为三轴式装置﹐以大圆弧逼近卫星视轨迹最高点近傍±30°弧段﹐进行跟踪﹐角速度可在每秒0～7﹐000之间连续调节。对于角速度为每秒1°的卫星﹐当跟踪误差为±1％时﹐可拍摄到星等为11等的暗卫星。照相机以固定方式工作时﹐可拍摄到6等的卫星。它有一扇圆筒状断口快门﹐围绕著焦面高精度地旋转﹐在恒星或卫星的星像拖痕上截出用作测量标志的断口﹐每转一周截出两个断口﹐另一扇“蛤壳”状总快门同心地紧围在断口快门之外。蛤壳每启闭一次﹐完成一次曝光﹐在此期间﹐星像拖痕被断口快门截出5个断口。曝光时间有0.2﹑0.4﹑0.8﹑1.6﹑3.2秒五种。在形成第三个断口的中央时刻﹐子钟度盘(分﹑秒﹑0.01秒盘)和100周圆扫描阴极射线管的记时亮点被投射到底片端部。记时精度达1毫秒﹐位置精度达2。当照相机以固定式拍摄低速卫星时﹐由于曝光时间较长﹐恒星像明显地拖长﹐降低了测量精度。贝克-努恩照相机改进型的设计﹐是将原来的垂直轴斜置成极轴﹐照相机绕极轴恒速运转﹐使恒星成为点像。
       “大鸟”间谍卫星是照相侦察卫星中主要的一种。它是由美国空军委托洛克希德公司研制并于1971年发射上天的。总长为15.24米，直径有3.05米，重达13.3吨。它所担任的间谍侦察任务繁多，身兼数职，既对地球表面做普查侦察，也对重要目标做详查侦察：既要对目标进行照像，又要对各地的电磁波进行监收，更奇妙的是，这只“大鸟”还常常驮着“小鸟”飞上太空，然后“卸下”这些“小鸟”带着他们在外层空间漫游，即由大卫星（母星）和一、两颗小卫星（卫星）组成一个“间谍卫星家族”。“大鸟”间谍卫星还长着三只明察秋毫的“大眼睛”。一只“眼睛”是一架分辨力极高的详查照相机，可以看清在地面上行走的单个行人。另一只“眼睛”是一架新型胶卷扫描普查照相机，用它来进行地上大面积普查照相。第三只“眼睛”最神秘，它是一个可以在夜间看见地下导弹发射井的多光谱红外扫描照相机。“大鸟” 间谍卫星所拍摄的照片必须在卫星飞抵夏威夷群岛地区上空时弹射出来，并由空军回收，然后再进行冲洗和认读。迄今为止，外层空间已经有16只“大鸟”在“展翅飞翔”，以它那鹰一般的锐眼虎视眈眈地注视着地球上那些令人担心的地区。1971年美国发射了一颗“KH－9”间谍卫星，也叫“大鹏”间谍卫星。1976年底，中央情报局在美国空军范登堡基地又发射了由美国伍德里奇公司研制的最先进的第五代照相侦察间谍卫星“KH—11”，俗称“锁眼”。这是太空间谍战的一个重大突破，因为“KH—11”间谍卫星属于“数字图像传输型的实时照相侦察卫星”。它不用胶卷，而是由卫星上的“成像遥感器”通过扫描方法拍摄地面场景图像，并将这些“高品位远距照相电视信号”采用数字图像的传输方式传输到地面卫星接收站，这样，华盛顿的国家图像判读中心就能立刻了解到有关国家各个领域的瞬时动态。“KH—11”间谍卫星的优点一是不受胶卷的限制，二是具有诱人的“实时性”（即卫星上的成像系统一摄制下地面的目标，则地面上卫星接收站的情报人员也就能立即同时看到了）。最初时，苏联军方及谍报部门不了解“KH—11”间谍卫星具有发射实时信号照相的能力，因此有许多军事设施都没有隐蔽起来，甚至连导弹发射井的井口也没有掩盖，让美国谍报机关得到了许多高度机密的情报照片。
      

张宏亮笔名

照相侦察卫星上使用的照相机有“全景照相机”；“画幅式照相机”和“多光谱照相机”。
      “全景照相机”可以旋转整个相机，其旋转角度达180度，可以用来进行大面积搜索、监视、进行地面目标的“普查”。“画幅式照相机”主要用于“详查”地面目标，把某一个重要目标拍摄到一张分辨率很高的胶片上。美国“大鸟”照相侦察间谍卫星上的画幅式照相机，从160公里的高空拍摄下来的照片，竟能够分辨出地面上0.3米大小的物体，也就是说能够看清是一只狗还是一只猫。“多光谱照相机”装有不同的滤光镜，对同一目标进行拍照，得到几张不同的窄光谱的照片，由于不同的物体具有不同的光谱特性，所以，只要用“多光谱照相机”对伪装的物体进行拍照，就可以揭露它的真面目，识破敌方的诡计。
            与航空摄影意同。现在除从飞机拍摄的航空照片之外，从人造卫星拍摄的宇宙照片，从气球拍摄的气球照片等统称为空中摄影。根据摄影的目的和方法，有供测量或制图的垂直摄影，供报道用的斜线摄影。包括森林调查、气象观察等在内，起到遥测作用的空中摄影，其价值愈来愈大。
　　在影视教材中，常用空中摄影来交待某地的地理概貌、大的环境气氛等。不仅摄影角度高而且能产生平移效果，使观众对景物一览无余，很富艺术特色。
     
　　空中摄影一般选在上午或下午，因为上午或下午地面上的景物比较清晰，有足够的照度，容易收到较好的影调效果。如果地面上有雾，那么拍摄时要使用适当的滤光器，以增强画面的反差。
     
【空中摄影的特点】
　　（一）取景范围大。
　　根据几何光学投影原理，在照相机镜头视角不变的情况下，物距越远所拍景物的范围就越大。进行空中摄影其物距远远大于地面摄影，故一次拍照的收容面积很大。例如，在高度的空中，使用焦距照相镜头，底片画幅为进行垂直拍照时，其收容地面范围是，比在地面上拍照的收容面积大很多。取景范围大，拍摄面积广是空中摄影的最大特点。飞行器的高度与取景范围成正比，即飞行器越高，则取景范围越大，拍摄的场面越广阔。克服了在地面上因为拍照距离短而不能全面拍摄大型犯罪现场全貌及周围环境的弊病。
　　（二）拍摄位置可随意选择。
　　由于空中摄影的拍摄点的位置可以根据实际需要在广阔天空任意进行调正，这就极大地方便了摄影者的随意选择，既可以对犯罪现场在空中进行垂直摄影，也可以对犯罪现场在空中进行倾斜摄影。
　　垂直空中摄影是将照相机镜头光轴垂直于地面（水面），拍摄犯罪现场正上方所观察到的景物面貌。其特点是：一是各种物体在画幅中的影像比例基本一致，地面目标反映在画幅中的关系、位置与地面景物实物情况大体相同，如同地域平面图；二是垂直空中摄影是在拍摄目标正上方进行的，因此，一般不会出现一部分目标被另一部分目标遮挡的情况，可以比较全面地反映犯罪现场的真实情况。但所拍画面影像比较平淡，立体感比较差。倾斜空中摄影是指照相机镜头光轴与地面呈现一定角度的倾斜状态，从犯罪现场上方的一侧进行拍照。
　　其特点是：
　　一是拍照画面不仅能够反映出目标的侧面影像，而且还能够直接显示出地形地物的高低起伏；
　　二是在相同高度条件下拍照同一景物其所收容景物的范围比垂直空中摄影要大。用这种方法所拍摄的犯罪现场立体感比较明显，可获得鸟瞰摄影的效果。鸟瞰画面地平线基本消失，反映地面景物的地理分布和形态。
【空中摄影的步骤和方法】
　　（一）空中摄影的准备
　　飞行器的准备：鉴于目前只有个别公安机关有飞行设备，如大连市公安局直升机大队配备了从意大利进口的警用直升机“大连一号”，巡航速度+小时，最远航程为+，可载人飞行。而绝大多数公安机关没有飞行设备，遇到性质特别恶劣的重特大刑事案件（事故）需要运用空中摄影时，经所在省市领导同意后与当地驻军或旅游部门联系，最好选用机动灵活、飞行速度慢、可作低空飞行的直升机或小型飞机（如蜜蜂号）进行空中摄影。
　　摄影器材准备：应备有充足的摄影器材，最好准备两台照相机，选择好合适的快门速度，在选择快门速度时应考虑飞行速度、飞行高度和拍照角度。一般在飞行速度公里小时、飞行高度时，斜角拍照可选用秒快门速度。如果飞行高度降低或飞行速度加快，还应相应提高快门速度，否则，由于快门速度慢将会造成画面影，
　　航拍路线的确定：根据现场范围的大小、中心现场与周围环境的关系、地理环境情况、气候条件等客观状况，与飞行员一起共同研究确定飞行路线、飞行高度、飞行角度、飞行速度。做到心中有数，以便有条不紊地完成空中摄影任务。
　　飞机上拍摄位置的选择：根据飞机的飞行高度与拍摄角度选择好飞机上的最佳拍摄位置。在选择具体拍摄位置方面，总的要求是既不要遮挡拍照视角，又要确保摄影人员的安全。
　　（二）空中摄影用光
　　现场空中摄影一般均选择白天，利用自然光进行照明。在光照条件允许的情况下，应尽量选用前侧光的光位进行摄影，在拍照时间上最好选择上午或下午这段时间。因为在这段时间内光源的色温比较稳定，有利于现场景物立体层次的真实再现和景物色彩的正确还原。在不同季节、不同气候条件、不同拍照角度情况下，现场用光会千差万别，摄影人员应根据现场客观地理环境等实际情况灵活掌握运用。
【空中摄影注意事项】   
　　（一）在执行空中摄影任务时应确保摄影人员的人身安全，选择好在飞机上的具体拍摄位置后，应系好安全带，防止意外事故的发生。
　　（二）在拍照过程中，为确保摄影任务的顺利完成，一定要保存好随身携带的设备，防止摄影附件、摄影器材从空中坠落地面，否则不仅影响摄影任务顺利完成，还可能造成意外事故的发生。
　　（三）鉴于借助于飞行器进行摄影机会难得，因此，在执行空中摄影任务时应坚持“宁多勿少”的原则，机不可失，时不再来，在有限的比较短的时间内尽可能多拍照一些有价值的画面影像。最后再根据犯罪现场地理环境的实际情况进行取舍，选择富有代表性的能说明现场环境情况的画面影像作为现场方位照片。
　　（四）空中摄影必须与地面拍照相结合。空中摄影只能够反映犯罪现场的方位画面。 而对于犯罪现场的概貌、重点部位、细目的画面，还需要通过地面拍照来完成，单纯靠空中摄影是不可能完成全部现场照相任务的。
　　（五）在进行空中摄影时，应根据现场范围的大小、地理环境特点、光照方向、光照角度和现场勘查要求，正确选择拍照方向、拍照角度和拍照高度。现场空中摄影的飞行高度一般以为宜。
【最早的空中摄影】
    摄影术发明以后，很快地传到社会生活的各个角落。摄影家们带回世界各地风光，开阔了人们的视野。但那时人们还不曾从空中俯视地面的景象。
　　1858年12月里的一天，巴黎市民仰望着空气中德意志气球，吊篮里有位摄影师正在拍摄巴黎市的鸟瞰照片。他就是当时法国著名的摄影家纳达尔（Nadir）。他在摄影上富有创新精神，空中摄影就是他的一项伟大尝试。
              2008年4月2日 完稿于河南平顶山紫云书院
                                 电子信箱：  完稿与河南平顶山紫云书院
                                  作者：张宏亮
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