遥感教程简介-第2部分第16页¶
多光谱扫描仪（MSS）是前5个陆地卫星上的“工作马”仪器。本文对其设计、参数和工作方式作了详细的介绍。这包括第一次观察它通过扫描地球表面产生的信号如何被回放以产生监视器显示或照片图像。
遥感历史：陆地卫星多光谱扫描仪（MSS）¶
MSS仪器已在前五架陆地卫星航天器上运行。尽管本节早些时候已经对扫描光谱辐射传感器的基本知识进行了回顾，但由于MSS在这些任务中的重要作用（这些任务持续了31年以上），因此在本页中重复和扩展了一些信息。这种光学机械传感器的简化模型如下图所示。
这是一幅由加利福尼亚州圣巴巴拉的休斯飞机公司制造的古老仪器的图纸：
MSS通过指向地面的望远镜收集光线（未显示）。扫描镜在垂直于轨道的±2.89度角位移上振荡（每33毫秒1次循环）。在前向扫描中，后视镜的角度为11.56度（角视场或AFOV），从轨道高度917公里（约570英里）开始，后视镜的长度为185公里（115英里）。在向前扫描过程中（大约需要16毫秒），它会从轨道一侧扫到另一侧约474米（1555英尺）的接地带。从表面（和大气）反射的光通过光学透镜组，在光学透镜组中，光束被分割，从而通过4个带通滤波器，这些滤波器在 MSS 4 =0.5-0.6微米（绿色） MSS 5 =0.6-0.7微米（红色） MSS 6 =0.7-0.8微米（照片红外光谱），以及 MSS 7 =0.8-1.1微米（近红外）。（波段编号从4开始，因为波段1-3被分配给RBV传感器。）通过每个滤波器的光到达它的六个电子探测器（总共24个，用于4个波段）集合，这些探测器将整个轨道扫描细分为6条平行线，每个平行线相当于79米（259英尺）的地面宽度。反射镜的移动速率（名义上，它的瞬时图像沿扫描线以6.8 m/μmsec的速率在地面上移动）是这样的，在26611 kph（16525 mph）的轨道速度下，在没有收集到光子的返回振荡之后，下一个前摆产生。一条6条线（79 x 6=474米）的新路径刚好与前一组6条线重叠。如下图所示：
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在每个探测器上，来自目标的入射光（光子）释放的电子数与撞击探测器的光子数成比例。这些电子以连续电流的形式运动，通过一个计数系统，该系统测量每9微秒检测间隔期间释放的电子数量（因此，指示辐射强度）。在这段时间间隔内（称为 驻留时间 ）前进镜接收来自79米（259英尺）横向地面距离的光线。因此，探测器成像一个二维瞬时视场（ifov），通常用昼夜节律表示，它表示球面下的立体角，在扫描时，它表示被扫描总面积内的微小面积，在0.087 mrad（milir辐照度，或0.0573°），在地球资源卫星的轨道高度917千米时，意味着仪器的有效分辨力基于79×79米。2 上述地面等效尺寸。然后，每个探测器清除其电荷，以便在前向扫描期间从下一个IFOV输入接收下一批电子，因此，当扫描继续通过完全前向扫描时，将连续读取行中所有IFOV像素的集合。车载计算机将这一系列模拟信号转换成数字值，车载通信系统通过无线电遥测（发送）到地球。
对于每个波段探测器，来自该ifov的电子信号产生一个单一的数字值（称为其dn或数字编号，对于mss，其范围为0-255 [2:sup:8] ）该值与每个ifov内所有材料的比例平均反射率有关。由于地面上物体的混合不断地变化，dn值在不同的ifov之间变化。每个ifov在黑白图像中表示为一个均匀灰度的微小点，即本节前面描述的像素，其亮度由其dn值决定。在陆地卫星MSS波段图像中，由于采样率（每9微秒）的影响，在地面上连续的空间间隔之间存在一些重叠，一个像素的有效地面等效尺寸为79 x 57 m（259 x 187 ft），但包含了整个79 m的反射。2 实际查看。这一“特殊性”，如图所示，需要进一步解释：
更宽的矩形（MSS的正方形），可以指定地面分辨率单元（GRC）的大小，由扫描仪的IFOV建立。但是，由于采样间隔Δt是有限的，即不能为零，因此前一个和下一个单元贡献了它们所代表的地面场景的一部分，该部分重叠（11.5 m）到每个单独的GRC矩形/正方形中。这需要去除（通过重新采样）重叠效应，从而产生一个表示实际地面采样距离（GSD）的新分辨率单元。因此，对于陆地卫星MSS，79 x 79 m的GRD变成79 x 57 m的GSD。每个GSD包含GRC为每个波段光谱间隔发送的所有辐射，集成到由DNS表示的单个值中。
整个轨道上的全扫描线（代表185公里）内的平均像素数为3240（185公里/0.057公里）。为了拍摄一个等维的方形场景，这需要185公里的下行覆盖范围，要做到这一点的平均线路总数设置为2340（185公里/0.079公里）。因此，每个波段图像由大约（同样是可变的）7581600（3240 x 2340）像素组成-在计算机处理过程中需要处理很多像素，当考虑4个波段时超过3000万像素。由于卫星姿态（称为俯仰、侧倾和偏航的方向偏移（摇摆））和仪器性能（导致像素总数略有变化），像素的数量实际上确实有所变化。
图像制作者可以使用像素值的连续流来驱动电子设备，该设备生成不同强度的不间断光束，系统地扫过胶片以生成黑白照片图像。图像上产生的音调变化与阵列中的DNS成比例。在不同的过程中，我们可以将这些采样间隔生成的像素显示为每个波段的图像，方法是将它们的dn值按顺序存储在电子信号阵列中。然后我们可以将这个阵列一行一行地投射到电视监视器上，得到由不同亮度的感光点（也称为像素）组成的图像。或者，这些DNS可以通过数字方式处理，而不是生成图像，而是作为数据分析程序（如第1节所述的场景分类）的输入。
最后一条评论是：上面给出的79 x 57 ifov尺寸是陆地卫星1号质谱仪经常引用的尺寸。陆地卫星官方网站给出的数值为83×68米，但没有具体说明与这些数字相关的具体任务。因此这里存在一个信息缺口。作者假设（？？？？不确定）第二个数字适用于以后的MSS，而不是分配给第一个MSS的空间分辨率的修订版。此外，有时79 m值为80 m。