科学与未来(第2辑):遥远探测目标

　　翁祖平、郭之怀、赵俊环编著的《遥远探测目标》是本科普读物，其主要读者对象是社会公众、青年教师和中学生等。
　　《遥远探测目标》共分七部分，主要内容是介绍在地面、空中和太空领域探测地球。本书是《科学与未来》系列丛书之一。本书也是多年在中学开办选修课和在大、中、小学进行科普讲座的总结。

探测目标是人类生存和发展的需要
　一、为了人类生存和发展
　二、探测目标的形式
　三、遥远探测目标的来历
　四、被动与主动式探测目标
　五、遥感、遥测与遥控
　六、传感器与传感物质
　七、遥感应用概况
从空中探测地球——航空遥感
　一、探测飞机
　二、怎样进行探测
　三、探测地球的应用
　四、空中摄影像片展示
拍摄目标的三维影像——立体视觉应用
　一、两只眼睛的立体视觉
　二、怎样拍摄三维影像
　三、怎样观察三维影像
　四、利用光学仪器在三维影像上绘地图
　五、利用电子仪器在三维影像上绘地图
　六、电子地图
从太空探测地球——航天遥感
　一、时代天骄——遥感技术
　二、遥感数据采集系统
　三、遥感卫星的测控与数据的传输
　四、遥感数据的接收与预处理
　五、图像数据处理
　六、遥感影像判读
　七、遥感应用
星空侦探——一航空航天侦察
　一、本领高强的航空航天侦察
　二、现代战争中的天眼神星
　三、航空航天侦察的典型战例
　四、小型侦察卫星和无人侦察飞机引领时代新潮流
遥测距离——激光的应用
　一、什么是激光
　二、激光测距的仪器
　三、激光测距仪的工作原理
　四、激光遥测距离的应用
给目标导航与定位——GPS应用
　一、卫星定位迅猛发展的新时代
　二、全球定位系统GPS星座
　三、卫星定位系统的伙伴
　四、怎样进行导航与定位
　五、GPS系统的应用

　　探测目标是人类生存和发展的需要
　　一、为了人类生存和发展
　　地球拥有150万种动物，不论哪种动物，它们都是以动物植物或微生物为食物，维持其种群生存和发展的。老虎、狮子为了捕获食物，必须首先用它的眼睛四处探寻食物目标；鲸、海豚、海豹、海狮等哺乳动物会用它们的超声波探测器官在海水中探寻食物目标或障碍目标；响尾蛇夜间为了觅食，会用它们身上特有的热红外线探测器官去探寻老鼠、兔子等目标的红外线辐射；警犬会用它们灵敏的嗅觉去探寻罪犯踪迹或毒品。
　　人类与其他动物相比，有发达的头脑与丰富的想象力。在六七千年前的新石器时代，人类开始发展原始农业、畜牧业，并以打猎、捕鱼、采集为辅，逐步建立了人类独立的生活圈。人类在可持续发展的理念指导下，不断研究探测目标的技术工具。中国东汉张衡于公元132年发明了世界上最早探测地震方位的仪器——候风地动仪；唐代张遂与梁令瓒合作创制了黄道游仪，用于测定恒星位置和子午线的长度；北宋时期，制造了可辨别方向的罗盘针，用于航海导航。1609年，意大利科学家伽利略发明了望远镜，为拓展人类眼睛视野奠定了基础，利用望远镜可观察到更远、更清楚的目标。如今，望远镜非常先进，如地面的射电望远镜和太空中的哈勃望远镜。1839年，法国画家达盖尔发明了摄影术，为人类探测目标时获得的影像信息记录留存创造了有效手段。如今，摄影术已广泛应用在探测目标的各个领域。
　　人类很长时间都在地面上进行探测目标的活动，视界范围不够宽广，总想提高探测目标的高度。1858年，法国摄影师纳达利用系留气球挂上照像机，升空200米后拍摄地形目标，开创了空中摄影的新纪元。1904年，在中国东北发生的日俄战争期间，俄军用气球挂上照像机，拍摄日方军事目标。第一、二次世界大战期间，侦察飞机搭载照像机拍摄敌方军事目标已得到广泛应用。1925～1930年，苏联与中国均开始应用飞机搭载照像机拍摄地面目标（航拍），为林业、水文调查和地形测绘服务，这种探测方法当时称为航空摄影测量（简称航测），20世纪80年代它被纳入航空遥感范畴。
　　至今，航测仍在城建、铁道与公路勘察、地形测绘、水利与矿业勘测、林业与地质调查和考古等方面广泛应用。
　　人类总是不满足于现状，总想飞得比飞机更高，从太空探测地球表面目标。1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克”一号。1960年4月1日，美国发射了世界上第一颗实验气象卫星“泰罗斯”一号，准确地探测了大气的运动规律。卫星的出现，使从空中探测地球目标的高度由几百米或几千米提升到几百千米甚至几万千米，从大气层提升到远离地球的外层空间——太空。卫星作为太空载体巳发展到多种用途，如用于通信的通信卫星，用于监测海洋环境的海洋卫星，用于探测地面影像和资源的遥感卫星，用于地面、空中目标导航与定位的导航卫星，用于探测气象运动规律的气象卫星，用于探测太空环境的科学卫星，用于监视军事活动的预警卫星和侦察卫星等。
　　中国为了发展航天事业，1970年4月24日，中国向太空发射了第一颗卫星“东方红”一号。1988年9月7日，中国发射了第一颗太阳同步轨道试验气象卫星“风云”一号。1999年10月14日，中国又发射了第一颗“资源”一号卫星，探测地球资源。
　　二、探测目标的形式
　　探测目标的形式有三种。
　　第一种，直接接触的形式。比如，为了了解飞镖玩具，人除了用眼睛观察其外形外，还用手来直接触摸它，这种探测目标的形式就是直接接触的形式。因为触摸距离为零，又称零距离探测目标。又如，小孩为了品尝巧克力的滋味，必须用舌头去舔它，这也是直接接触形式探测目标。
　　第二种，利用生物器官非零距离探测形式。比如，人用眼睛观察风景，用鼻子闻花香，用耳朵听声音，以及用警犬破案等。又如，海洋里的海豚远距离用超声波探测食物或障碍，鸟类利用眼睛里的磁感细胞能感知地球磁场，从而能在远距离迁徙飞行时不迷失方向。
　　第三种，利用仪器非零距离探测形式。有人问，在寒冷的冬天，电力维修工人用绝缘棒触动野外供电电器上的冰块属于什么形式？这是属于利用仪器非零距离探测形式，因为人体相对于冰块距离不为零，而是利用了媒介物（绝缘棒）接触冰块。人们利用飞机和卫星搭载仪器设备，在空中和太空遥远探测地面目标存在状况，这种活动称遥感。遥感含有遥远感知的意思。P1-4