衛星：不好意思，你被跟蹤了

當你在晴日凝視天空時，你可能會看到飛機高空飛行留下的尾跡（飛機拉煙）。

但你不可能看到成千上萬的精心設計的衛星，這些衛星一些與手掌一般大小，一些像卡車一樣大，它們在蒼穹之外的軌道環繞著地球。

GAGO君曾向大家介紹過怎樣利用衛星服務於現代農業生產，其實利用衛星可以做的事情枚不勝舉。那麼，你了解衛星嗎？

「看不見，不在乎」成為我們不關心衛星的正當理由，即使它們在電視廣播、跨洲電話呼叫、天氣預報以及互聯網等事項中都起著至關重要的作用。

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❏ 什麼是衛星

衛星並不一定是在太空中運行的錫罐（衛星都被「錫紙」包裹著）。

「衛星」這個詞更一般：它意味著一個更小的，基於空間的物體在一個更大的物體的環路（軌道）中移動。月球是地球的天然衛星，這是萬有引力的作用。

被錫紙包裹著的衛星屬於人造衛星，它們以精確計算的圓形或橢圓形路徑，在距離地球不同距離的地方運動，通常在大氣層之外。

照片：太空梭在1984年通過陀螺儀旋轉從其有效載荷艙發射通信衛星。你可以看到左邊的地球。

圖片由NASA約翰遜航天中心（NASA-JSC）提供。

我們將衛星發射到太空，利用衛星幫助我們探尋宇宙，以克服地球地理的各種限制。

如果你想從北極打衛星電話，信號會先發射到太空，再反射到地面，通信衛星如鏡子般把從地面發射來的信號反彈至目的地。

如果你想調查作物或海洋溫度，你可以從飛機上做，但衛星捕獲的數據更多更快，因為它更高、更遠。

同樣，如果你想駕駛汽車到你從未去過的地方，你可以研究地圖或詢問陌生人，或者你完全可以使用衛星信號引導，正所謂「旁觀者清」。

❏ 衛星的用途

我們傾向於根據衛星做的工作或衛星遵循的軌道來進行分組。衛星的工作通常決定了它需要距離地球多遠、移動有多快以及它必須遵循的軌道。

衛星的三個主要用途是通信；攝影、成像和科學測量；導航。

通信

通信衛星基本上用於將無線電波從地球上的一個地方中繼傳輸到另一個地方，捕獲從地面站點向它們發射的信號，放大它們，使它們有足夠的能量繼續傳輸（並修改它們以其他方式），然後將它們彈回到另一個地方的地面站點。這些信號可以攜帶任何在地面上傳輸的無線電信號，從電話呼叫、無線電和電視廣播到網際網路數據。

照片：衛星攝影徹底改變了地圖製作。這是哈瓦那，古巴拍攝的大地衛星衛星。

圖片由美國宇航局Landsat計劃提供。

攝影，成像和科學測量

電影中有過不少描述關於間諜衛星的「恐怖」故事，這些間諜衛星在太空中就可以看到地球上一份報紙的文章，而現實中我們看到的衛星照片並沒有那麼清晰。

科學衛星以類似於攝影的方式工作，但不是簡單的捕獲視覺圖像，而是系統地收集大範圍的其他類型的數據。

在過去的幾十年裡，有許多有趣的科學衛星任務。例如，NASA的 TOPEX / Poseidon和Jason衛星自20世紀90年代初以來就常規測量海平面。 SeaWiFS（活躍到2010年）監測海洋的顏色，以測量海洋中的浮游生物和營養活動。一個名為 TRMM（熱帶降雨測量任務）的氣象衛星在1997年至2015年監測赤道附近的雨水。截至2016年，NASA在其網站上列出了25個進行中的衛星任務，包括CALIPSO（研究雲和氣溶膠如何相互作用）; Nimbus（使用衛星數據進行天氣和氣候的長期科學研究）; Landsat，也許最著名的科學衛星, 也是執行任務時間最長的衛星，自1972年以來其系列的八個衛星不斷在監測土地利用的變化。

1994年美國農民開始使用衛星技術來跟蹤和規劃他們的耕作方法，使用保護性耕作方法。

美國的農業數據收集工作比起步早，衛星數據應用於農業與相比工作量也較少。儘管如此，在國內農業大數據領域還是一片荒原之時，已經有大批農業大數據公司湧現出來。而在利用衛星遙感大數據服務於農業生產方面，佳格天地在國內尚屬首位。

照片：我在哪裡，我去哪裡，我怎麼到那裡？

導航

最後，我們大多數人使用支持GPS的手機和「衛星導航」設備來指導出行的是我們對衛星最為熟悉的地方。

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❏ 衛星如何工作

衛星工作像車輛一樣，因為它們有兩個主要部分：車輛本身和它攜帶的具體事物（有效載荷）。

衛星的「車輛」部分被稱為匯流排，它包括外殼，提供電力的太陽能電池板和電池，遙測（遙控系統，其將衛星的監視數據發送到地球並且將操作命令發回另一個方向），火箭推進器以保持其位置，以及反射材料或其他系統（「熱管」），以保護其免受太陽輻射和散熱。

有效載荷可能包括通信衛星轉發器,計算機和原子鐘生成導航衛星的時間信號,相機和電腦圖像、衛星成像數據等等。

❏ 衛星裡面有什麼

衛星典型的外觀圖

衛星是非常複雜和昂貴的機器，但是其基本結構很簡單。從德國工程師 Hans Sass 在1968年提交的專利，你可以看到衛星所有的主要部分，很容易了解衛星的用途。

衛星結構中，最有趣的是摺疊式太陽能電池板，為衛星供電，使衛星有足夠的發動機動力，運行在正確的軌道，可以發射和接收來自地球的信號。

以下是對上圖衛星結構的標註。（上圖中一些明顯的功能沒有被標註）

4：用於發送/接收信號的大拋物面天線。（橙色）

5：用於發送/接收信號的小拋物面天線。（橙色）

6：四個太陽能電池板的太陽能「電池」。（紅色）

7：四個太陽能電池板的上太陽能「電池」。（紅色）

8：一旦衛星在軌道上，支持摺疊下太陽能電池板。（灰棕色）

9：支撐摺疊上部太陽能電池板。（灰棕色）

10：主衛星火箭發動機。（淺藍）

11，12，15，17：小型控制發動機保持衛星的高精度位置，旋轉和軌道。（綠色）

❏ 誰發明的衛星

照片：歷史回憶：由NASA設計的回聲通信衛星是一個巨大的聚酯薄膜氣球，直徑約30米（100英尺），設計用於放置在太空，像反射一樣彈回信號。你可以看到它的大小和人、車輛形成了鮮明的對比。

圖片由美國宇航局提供。

使用衛星作為空間中的「鏡子」——從地球的一邊把反射信號到另一邊的想法，是由科幻小說作家Arthur C. Clarke（1917-2008）於1945年「發射」的，他寫了兩篇非常有影響力的文章詳細列出了他的計劃（一個未發表，另一個發表為「地球外繼電器：火箭站給世界無線電覆蓋？」在無線世界，1945年10月）。他的建議是將三顆衛星放置在地球上方35,000公里（23,000英里）的地球同步軌道上，均勻分佈，覆蓋大約三分之一的地球：一個覆蓋非洲和歐洲，一個覆蓋和亞洲，第三個是覆蓋美洲。

正如克拉克所預測的，1962年7月發射的Telstar是第一顆通信衛星，並立即徹底實現了跨大西洋通訊。在20世紀60年代中期，11個國家聚在一起組成了INTELSAT（國際電信衛星聯盟），該聯盟發射了世界上第一個商業通信衛星INTELSAT 1（「早期鳥」）。

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北京佳格天地科技有限公司是一家通過衛星和氣象大數據收集、處理、分析和可視化系統，服務農業、環境、金融等行業的大數據應用公司。

核心研發團隊來自於美國加州矽谷。創始團隊成員畢業於清華大學、北京大學以及加州大學伯克利分校，曾就職於美國國家航空航天局、美國能源部國家實驗室、ERM公司、百度、孟山都等全球知名網路和跨國農業企業。