Sergey Revnivykh, GLONASSi direktoraadi juhataja asetäitja, GLONASSi süsteemiarenduse osakonna direktor, Akadeemik M.F. Reshetnev"

Võib-olla pole ühtegi majandusharu, kus satpoleks juba kasutatud – alates kõigist transpordiliikidest kuni põllumajanduseni. Ja rakendusalad laienevad pidevalt. Pealegi saavad vastuvõtuseadmed enamasti signaale vähemalt kahest globaalsest navigatsioonisüsteemist - GPS ja GLONASS.

Probleemi seis

Juhtus nii, et GLONASSi kasutamine Venemaa kosmosetööstuses ei ole nii suur, kui võiks eeldada, arvestades asjaolu, et GLONASSi süsteemi peamine arendaja on Roskosmos. Jah, juba paljudel meie kosmoselaevadel, kanderakettidel ja ülemistel astmetel on pardaseadmete osana GLONASS-vastuvõtjad. Kuid siiani on need kas abivahendid või kasutatakse neid kasuliku koormuse osana. Seni on trajektoorimõõtmiste läbiviimiseks, maalähedaste kosmoselaevade orbiitide määramiseks kasutatud sünkroniseerimist, enamasti kasutatakse maapealseid käsumõõtmiskompleksi vahendeid, millest paljudel on kasutusiga juba ammu ammendatud. Lisaks asuvad mõõteriistad Vene Föderatsiooni territooriumil, mis ei võimalda tagada kogu kosmoselaeva trajektoori globaalset katvust, mis mõjutab orbiidi täpsust. GLONASSi navigatsioonivastuvõtjate kasutamine trajektoori mõõtmise standardse pardaseadme osana võimaldab saavutada madala orbiidiga kosmoselaevade (mis moodustavad suurema osa orbiidi tähtkujust) orbiidi täpsust 10 sentimeetri tasemel igal ajal. orbiidi punkt reaalajas. Samas puudub vajadus trajektoorimõõtmiste teostamisse kaasata käsu-mõõtmiskompleksi vahendeid, kulutada vahendeid nende töövõime tagamiseks ja personali ülalpidamiseks. Planeerimisprobleemide lahendamiseks piisab ühest või kahest jaamast navigatsiooniinfo vastuvõtmiseks lennukilt ja edastamiseks lennujuhtimiskeskusesse. See lähenemine muudab kogu ballistilise ja navigatsioonitoetuse strateegiat. Kuid sellegipoolest on see tehnoloogia maailmas juba hästi arenenud ja ei tekita erilisi raskusi. See nõuab ainult sellisele tehnoloogiale ülemineku kohta otsuse tegemist.

Märkimisväärne hulk madala orbiidiga kosmoseaparaate on satelliidid Maa kaugseireks ja teaduslike probleemide lahendamiseks. Tehnoloogiate ja vaatlusvahendite arenedes, eraldusvõime suurenemine, suurenevad nõuded vastuvõetud sihtteabe sidumise täpsusele uuringu ajal satelliidi koordinaatidega. Posteriori režiimis peab piltide ja teadusandmete töötlemiseks paljudel juhtudel teadma orbiidi täpsust sentimeetri tasemel.

Geodeetilise klassi spetsiaalsete kosmoselaevade jaoks (nagu Lageos, Etalon), mis on spetsiaalselt loodud Maa uurimise ja kosmoselaevade liikumismudelite täiustamise põhiprobleemide lahendamiseks, on orbiitide sentimeetri täpsus juba saavutatud. Kuid tuleb meeles pidada, et need sõidukid lendavad väljaspool atmosfääri ja on sfäärilised, et minimeerida päikeserõhu häirete ebakindlust. Trajektoori mõõtmiseks kasutatakse ülemaailmset rahvusvahelist laserkaugusmõõtjate võrgustikku, mis ei ole odav ning tööriistade töö sõltub suuresti ilmastikutingimustest.

ERS ja teaduslikud kosmoselaevad lendavad peamiselt kuni 2000 km kõrgusel, on keerulise geomeetrilise kujuga ning neid häirivad täielikult atmosfäär ja päikeserõhk. Alati ei ole võimalik kasutada rahvusvaheliste teenuste laserseadmeid. Seetõttu on selliste satelliitide orbiitide sentimeetri täpsusega saavutamine väga keeruline. Vajalik on spetsiaalsete liikumismudelite ja infotöötlusmeetodite kasutamine. Viimase 10–15 aasta jooksul on maailmapraktikas tehtud olulisi edusamme selliste probleemide lahendamisel, kasutades pardal olevaid ülitäpseid GNSS-navigatsioonivastuvõtjaid (peamiselt GPS-i). Teerajajaks selles vallas oli satelliit Topex-Poseidon (NASA-CNES ühisprojekt, 1992-2005, kõrgus 1336 km, kalle 66), mille orbiidi täpsus oli 20 aastat tagasi antud 10 cm (2,5 cm in) tasemel. raadius).

Järgmisel kümnendil on Vene Föderatsioonis kavas mitmel otstarbel rakendusprobleemide lahendamiseks käivitada palju kosmoseaparaate ERS. Eelkõige on paljude kosmosesüsteemide jaoks vajalik sihtteabe sidumine väga suure täpsusega. Need on luure, kaardistamise, jääolude, hädaolukordade, meteoroloogia seire ülesanded, aga ka mitmed fundamentaalsed teaduslikud ülesanded Maa ja Maailma ookeani uurimise vallas, ülitäpse dünaamilise geoidimudeli ehitamine, kõrge -ionosfääri ja atmosfääri täpsed dünaamilised mudelid. Kosmoselaeva asukoha täpsust nõutakse juba sentimeetrite tasemel kogu orbiidil. See puudutab tagumist täpsust.

See pole kosmoseballistika jaoks enam lihtne ülesanne. Võib-olla on ainus viis sellele probleemile lahendust pakkuda pardal oleva GNSS-i navigatsioonivastuvõtja mõõtmiste ja vastavate vahendite abil maapealse navigatsiooniteabe ülitäpseks töötlemiseks. Enamasti on tegemist kombineeritud GPS-i ja GLONASS-vastuvõtjaga. Mõnel juhul võidakse esitada nõuded ainult süsteemi GLONASS kasutamiseks.

Katse orbiitide ülitäpseks määramiseks GLONASSi abil

Meie riigis on geodeetilise klassi navigatsioonivastuvõtjate abil ülitäpsete koordinaatide saamise tehnoloogia üsna hästi arenenud geodeetiliste ja geodünaamiliste probleemide lahendamiseks Maa pinnal. See on nn täpse punkti positsioneerimise tehnoloogia. Tehnoloogia eripära on järgmine:

* navigatsioonivastuvõtja mõõtmiste töötlemiseks, mille koordinaadid vajavad täpsustamist, ei kasutata GNSS signaalide navigatsiooniraamide infot. Navigatsioonisignaale kasutatakse ainult kauguse mõõtmiseks, mis põhinevad peamiselt signaali kandefaasi mõõtmistel;

* Navigatsioonikosmoselaevade efemeriidiaja infona kasutatakse ülitäpseid orbiite ja pardakella korrektsioone, mis saadakse GNSS-i navigatsioonisignaale vastuvõtvate jaamade globaalse võrgu mõõtmiste pideva töötlemise alusel. Enamikku lahendusi kasutab nüüd rahvusvaheline GNSS-teenus (IGS);

* navigatsioonivastuvõtja mõõtmisi, mille koordinaadid vajavad määramist, töödeldakse koos ülitäpse efemeriidi aja infoga spetsiaalsete töötlusmeetodite abil.

Selle tulemusena saab vastuvõtja koordinaadid (vastuvõtja antenni faasikeskpunkt) saada mõne sentimeetri täpsusega.

Nii teaduslike probleemide lahendamiseks kui ka maakorralduse, katastri, ehituse ülesannete täitmiseks Venemaal on sellised vahendid juba mitu aastat eksisteerinud ja neid kasutatakse laialdaselt. Samas pole autoril veel olnud infot vahendite kohta, millega saaks lahendada madala orbiidiga kosmoselaevade orbiitide ülitäpse määramise probleeme.

Mõni kuu tagasi läbi viidud initsiatiivkatse näitas, et meil on selliste vahendite prototüübid ja nende abil saab luua standardseid tööstusharuspetsiifilisi vahendeid ülitäpse ballistika ja navigatsiooni toetamiseks madala orbiidiga kosmoselaevadele.

Katse tulemusena leidis kinnitust võimalus kasutada olemasolevaid prototüüpe LEO kosmoselaevade orbiidi ülitäpse määramise jaoks mitme sentimeetri tasemel.

Eksperimendiks valiti lendav kodumaine ERS "Resurs-P" nr 1 (pearingikujuline päikese-sünkroonne orbiit keskmise kõrgusega 475 km.), Varustatud kombineeritud navigatsioonivastuvõtjaga GLONASS / GPS. Tulemuse kinnitamiseks korrati andmetöötlust GRACE süsteemi geodeetiliste kosmoselaevade puhul (NASA ja DLR ühisprojekt, 2002-2016, kõrgus 500 km, kalle 90), mille pardale paigaldati GPS-vastuvõtjad. Katse omadused on järgmised:

* GLONASS süsteemi võimaluste hindamiseks kosmoselaeva Resurs-P orbiidi määramisel (üldvaade on näidatud joonisel 1) kasutati ainult GLONASS mõõtmisi (4 JSC RIRV poolt välja töötatud pardanavigatsioonivastuvõtjate komplekti);

* GRACE süsteemi kosmoselaeva orbiidi saamiseks (üldvaade on näidatud joonisel 2) kasutati ainult GPS-mõõtmisi (mõõtmised on vabalt kättesaadavad);

* GLONASS-i ja GPS-süsteemide navigatsioonisatelliitide pardakellade ülitäpsed efemerid ja parandused, mis saadi IAC KVNO TsNIIMashis ülemaailmse võrgu IGS jaamade mõõtmiste töötlemise põhjal (andmed on tasuta kättesaadavad), kasutati abiteabena. Nende andmete täpsuse IGS-i hinnang on näidatud joonisel fig. 3 ja on umbes 2,5 cm. IGS-teenuse GLONASS / GPS-jaamade globaalse võrgu asukoht on näidatud joonisel fig. 4;

* riist- ja tarkvarakompleksi prototüüp, mis tagab madala orbiidiga kosmoseaparaadi orbiidi ülitäpse määramise (JSC "GEO-MCC" algatus). Näidis pakub ka kosmoselaeva Resurs-P pardavastuvõtjate mõõtmiste dekodeerimist, kasutades ülitäpset efemeriidi aja teavet ja võttes arvesse pardavastuvõtjate seansi töö iseärasusi. Prototüüpi testiti GRACE süsteemi kosmoselaeva mõõtude järgi.

Riis. 1. Resurs-P kosmoselaeva üldvaade.

Riis. 2. Üldvaade GRACE süsteemi kosmoselaevale.

Riis. 3. IAC KVNO TsNIIMash efemeriidi täpsuse hindamine IGS-teenuse poolt. Navigatsioonikosmoselaeva GLONASS (tähis - IAC, tumesinised täpid graafikul) abistava efemeriidi info täpsus on 2,5 cm.

Riis. 4. Rahvusvahelise IGS-teenuse GLONASS / GPS-jaamade ülemaailmse võrgu asukoht (allikas - http://igscb.jpl.nasa.gov/network/iglos.html).

Katse tulemusena saadi madala orbiidiga kosmoselaevade kodumaise ballistilise ja navigatsioonitoe jaoks enneolematu tulemus:

* Võttes arvesse kosmoselaeva Resurs-P pardanavigatsioonivastuvõtjate abiinfot ja tegelikke mõõtmisi, saadi selle kosmoselaeva ülitäpne orbiit 8-10 cm täpsusega ainult GLONASSi mõõtmiste põhjal (vt joonis 5). .

* Tulemuse kinnitamiseks katse käigus tehti sarnased arvutused GRACE süsteemi geodeetiliste kosmoselaevade puhul, kuid kasutades GPS-mõõtmisi (vt joonis 6). Nende kosmoselaevade orbiidi täpsus saadi 3-5 cm tasemel, mis langeb täielikult kokku IGS-teenuse juhtivate analüüsikeskuste tulemustega.

Riis. 5. Kosmoseaparaadi "Resurs-P" orbiidi täpsus, mis on saadud GLONASS-i mõõtmistest ainult abiteabe abil, mis on hinnatud nelja pardal asuvate navigatsioonivastuvõtjate komplekti mõõtmiste põhjal.

Riis. 6. GPS-mõõtmistest saadud kosmoselaeva GRACE-B orbiidi täpsus ainult abistava teabe kasutamisel.

Esimese etapi ANNKA süsteem

Katse tulemuste põhjal tehakse objektiivselt järgmised järeldused:

Venemaal on märkimisväärne kodumaise arengu mahajäämus LEO kosmoselaevade orbiitide ülitäpse määramise probleemide lahendamisel konkurentsivõimelisel tasemel välismaiste infotöötluskeskustega. Selle eeltöö põhjal ei nõua selliste probleemide lahendamiseks püsiva tööstusliku ballistilise keskuse loomine suuri kulutusi. See keskus suudab pakkuda kõigile huvitatud organisatsioonidele, kes nõuavad sidumist kaugseiresatelliitide teabe koordinaatidega, teenuseid GLONASSi ja / või GLONASS / GPS varustatud kaugseiresatelliitide orbiitide ülitäpseks määramiseks. Edaspidi saab kasutada ka Hiina süsteemi BeiDou ja Euroopa Galileo mõõtmisi.

Esmakordselt on näidatud, et GLONASS-süsteemi mõõtmised ülitäpsete ülesannete lahendamisel suudavad anda lahenduse täpsuse, mis pole praktiliselt halvem kui GPS-mõõtmised. Lõplik täpsus sõltub peamiselt abistava efemeriidi teabe täpsusest ja madala orbiidiga kosmoseaparaadi liikumismudeli teadmiste täpsusest.

Kodumaiste kaugseiresüsteemide tulemuste esitamine suure täpsusega koordinaatidele viitamisega suurendab hüppeliselt selle tähtsust ja konkurentsivõimet (arvestades kasvu ja turuhindu) maailmaturul Maa kaugseire tulemuste osas.

Seega on LEO kosmoselaevade (koodnimetus on süsteem ANNKA) esimese etapi loomiseks Vene Föderatsioonis kõik komponendid saadaval (või valmimisel):

* olemas on oma põhiline spetsiaalne tarkvara, mis võimaldab GLONASS-i ja GPS-i operaatoritest sõltumatult vastu võtta ülitäpset efemeriidi aja infot;

* on olemas spetsiaalse tarkvara prototüüp, mille põhjal saab võimalikult lühikese ajaga luua standardse riist- ja tarkvarakompleksi LEO kosmoselaevade orbiitide määramiseks sentimeetri täpsusega;

* on olemas kodumaised pardanavigatsioonivastuvõtjate näidised, mis võimaldavad probleemi sellise täpsusega lahendada;

* Roscosmos loob oma ülemaailmset GNSS-i navigatsioonisignaalide vastuvõtujaamade võrgustikku.

ANNKA süsteemi arhitektuur esimese etapi (tagumise režiimi) rakendamiseks on näidatud joonisel fig. 7.

Süsteemi funktsioonid on järgmised:

* mõõtmiste vastuvõtmine globaalsest võrgust ANNKA süsteemi infotöötluskeskusesse;

* ANNKA keskuses GLONASSi ja GPS-süsteemide (tulevikus BeiDou ja Galileo süsteemide) navigatsioonisatelliitidele ülitäpsete efemeriide moodustamine;

* madala orbiidiga ERS satelliidi pardale paigaldatud parda satelliitnavigatsiooniseadmete mõõtude saamine ja edastamine ANNKA keskusesse;

* kaugseire kosmoselaeva ülitäpse orbiidi arvutamine ANNKA keskuses;

* kaugseire kosmoselaeva ülitäpse orbiidi ülekandmine kaugseiresüsteemi maapealse erikompleksi andmetöötluskeskusesse.

Süsteemi saab luua niipea kui võimalik, isegi GLONASS süsteemi hoolduse, arendamise ja kasutamise föderaalse sihtprogrammi olemasolevate meetmete raames.

Riis. 7. ANNKA süsteemi arhitektuur esimesel etapil (a posteriori režiim), mis tagab LEO kosmoselaevade orbiitide määramise 3-5 cm tasemel.

Edasine areng

ANNKA süsteemi edasiarendamine LEO kosmoselaevade orbiidi ülitäpse määramise ja ennustamise režiimi rakendamise suunas reaalajas pardal võib radikaalselt muuta selliste satelliitide ballistilise ja navigatsiooni toetamise ideoloogiat ja täielikult loobuda nende kasutamisest. juhtimis- ja mõõtmiskompleksi maapealsete vahendite mõõtmised. Kui palju, on raske öelda, kuid maapealsete varade ja personali töö eest tasumist arvestades vähenevad oluliselt ballistilise ja navigatsioonitoetuse tegevuskulud.

USA-s lõi NASA sellise süsteemi enam kui 10 aastat tagasi sidesatelliitsüsteemi baasil TDRSS-kosmoselaevade juhtimiseks ja varem loodud globaalse ülitäpse navigatsioonisüsteemi GDGPS. Süsteem sai nimeks TASS. See pakub abistavat teavet kõigile madalatel orbiitidel asuvatele teaduslikele kosmoseaparaatidele ja kaugseiresatelliitidele, et lahendada pardal olevaid orbiidi määramise ülesandeid reaalajas 10-30 cm tasemel.

ANNKA süsteemi arhitektuur teises etapis, mis tagab pardal olevate orbiitide määramise probleemide lahendamise 10-30 cm täpsusega reaalajas, on näidatud joonisel fig. kaheksa:

ANNKA süsteemi funktsioonid teises etapis on järgmised:

* jaamadest mõõtmiste vastuvõtmine globaalse võrgu GNSS navigatsioonisignaalide reaalajas vastuvõtmiseks ANNKA andmetöötluskeskusesse;

* ANNKA keskuses reaalajas GLONASSi ja GPS-süsteemide (tulevikus BeiDou ja Galileo süsteemide) navigatsioonisatelliitide ülitäpsete efemeriide moodustamine;

* Sidesüsteemide SC-relee ülitäpsete efemeriidide vahekaart (pidevalt, reaalajas);

* ülitäpse efemeriidi (abiteabe) edastamine satelliitide-repiiterite abil madala orbiidiga ERS-kosmoselaevade jaoks;

* pardal oleva kaugseire kosmoseaparaadi ülitäpse asukoha määramine spetsiaalsete satelliitnavigatsiooniseadmete abil, mis on võimelised töötlema vastuvõetud GNSS-i navigatsioonisignaale koos abiinfoga;

* sihtinformatsiooni edastamine ülitäpse viitega maapealse spetsiaalse kaugseirekompleksi andmetöötluskeskusesse.

Riis. 8. ANNKA süsteemi arhitektuur teisel etapil (reaalajas režiim), mis tagab LEO kosmoselaevade orbiitide määramise 10-30 cm tasemel reaalajas pardal.

Olemasolevate võimaluste analüüs, katsetulemused näitavad, et Venemaa Föderatsioonil on hea eeltöö madala orbiidiga kosmoselaevade jaoks ülitäpse abiga navigatsioonisüsteemi loomiseks, mis vähendab oluliselt nende sõidukite juhtimise kulusid ja vähendab mahajäämust juhtivast kosmosest. volitusi ülitäpse kosmosesõidukite navigeerimise valdkonnas kiireloomuliste teaduslike ja rakenduslike probleemide lahendamisel. LEO SC juhtimistehnoloogia arengus vajaliku sammu astumiseks on vaja teha vaid asjakohane otsus.

Esimese etapi ANNKA süsteemi saab luua võimalikult kiiresti minimaalsete kuludega.

Teise etapi jätkamiseks on vaja rakendada meetmete kogum, mis tuleks ette näha riiklike või föderaalsete sihtprogrammide raames:

* spetsiaalse sidesatelliitide süsteemi loomine, et tagada pidev maalähedaste kosmoselaevade juhtimine kas geostatsionaarsel orbiidil või kaldus geosünkroonsetel orbiitidel;

* riist- ja tarkvarakompleksi moderniseerimine abistava efemeriidi info reaalajas moodustamiseks;

* Venemaa globaalse jaamade võrgu loomise lõpuleviimine GNSS-ilt navigatsioonisignaalide vastuvõtmiseks;

* pardanavigatsioonivastuvõtjate arendamine ja tootmise korraldamine, mis on võimelised töötlema GNSS-i navigatsioonisignaale koos abiinfoga reaalajas.

Nende meetmete rakendamine on tõsine, kuid üsna teostatav töö. Seda saavad URSC ettevõtted läbi viia, võttes arvesse juba kavandatud tegevusi föderaalse kosmoseprogrammi raames ja föderaalse sihtprogrammi raames GLONASS süsteemi hooldamiseks, arendamiseks ja kasutamiseks, võttes arvesse vastavaid kohandusi. Selle loomise kulude ja majandusliku efekti hindamine on vajalik etapp, mida tuleks teha, võttes arvesse kavandatavaid projekte Maa kaugseire komplekside, satelliitsidesüsteemide, kosmosesüsteemide ja teaduskomplekside kosmosesüsteemide loomiseks. . On täiesti kindel, et need kulud tasuvad end ära.

Kokkuvõtteks avaldab autor siirast tänu kodumaise satelliitnavigatsiooni valdkonna juhtivatele spetsialistidele Arkadi Tjuljakovile, Vladimir Mitrikasele, Dmitri Fedorovile, Ivan Skakunile eksperimendi korraldamise ja selle artikli jaoks materjalide pakkumise eest, IGS rahvusvahelisele teenusele ja selle juhtidele - Urs Hugentoble ja Ruth Nilan - võimaluse eest kasutada täielikult ära globaalse jaamade võrgu mõõtmised navigatsioonisignaalide vastuvõtmiseks, samuti kõik need, kes aitasid ja ei seganud.

orbiidi tähtkuju;

arendustöö;

kosmoserakett;

raketi- ja kosmosetehnoloogia;

operaatori töökoht;

kanderakett;

ruutkeskmine viga;

tehniline ülesanne;

teostatavusuuring;

föderaalne kosmoseprogramm;

digitaalne kõrgusmudel;

hädaolukord.

Sissejuhatus

Uuringute sisu, mille tulemused on esitatud käesolevas ülevaates, on järgmine:

Ettevõtte ruumisüsteemide ja komplekside loomisel tuleks lähtuda kaasaegsest elemendibaasist ja uusimatest disainilahendustest ning saadavate andmete nomenklatuur ja kvaliteet vastama maailma tasemele.

1 Välisriikide kaugseire kosmoseprogrammide ülevaade

1.1 USA kosmoseprogramm

1.1.1 USA kosmosepoliitika raamistik

Uue kosmosepoliitika põhiideed:

USA kosmosepoliitika peamised eesmärgid on:

1.1.2 USA riikliku georuumilise luuresüsteemi strateegiliste kavatsuste avaldus

Joonis 1 – Ruumikujutis – rasterpilt

Joonis 2 – Sihtmärkide ja objektide identifitseerimine

Joonis 3 - Operatsiooniolukorra kuvamine reaalajas

1.1.3 Kosmose sõjaline seireprogramm

1.1.4 USA kommertskosmoseprogramm

Joonis 4 – Kosmoseaparaat WorldView-1

Joonis 5 – GeoEye-1 kosmoselaev

Järgmine loogiline samm ERSi kosmosevarade turu arengus on ülikõrge eraldusvõimega (kuni 0,25 m) kosmoselaeva startimine. Varem pakkusid selle eraldusvõimega pilte ainult USA ja NSV Liidu sõjalised satelliidid.

Seni ei kavatse kaugseireturu peamised konkureerivad ettevõtted Euroopast, Venemaalt, Jaapanist, Iisraelist ja Indiast luua ülikõrge eraldusvõimega kaugseiresatelliite. Seetõttu toob selliste seadmete turuletoomine USA-s kaasa turu edasise arengu ja Ameerika ettevõtete – Maa kaugseiresüsteemide operaatorite – positsioonide tugevdamise.

1.2 Euroopa riikide kosmoseprogrammid

1.2.1 Prantsusmaa

SPOT-süsteemi kosmosesegment koosneb praegu neljast kosmoselaevast (SPOT 2, -4, -5 ja -6). Maapealne segment hõlmab SC juhtimis- ja juhtimiskeskust, teabe vastuvõtujaamade võrgustikku ning andmetöötlus- ja jaotuskeskusi.

Joonis 6 – SPOT 5 kosmoselaev

1.2.2 Saksamaa

Joonis 7 – satelliidid TerraSAR-X ja Tandem-X

Joonis 8 – SAR-Lupe süsteemi orbitaalsegmendi arhitektuur

1.2.3 Itaalia

Itaalia kosmoseuuringute programm põhineb USA kanderakettide (Scout), Euroopa Kanderakettide Arendamise Organisatsiooni (Europe 1) ja Euroopa Kosmoseagentuuri (Ariane) kasutamisel.

1.2.4 Ühendkuningriik

Joonis 9 – 2,8 m eraldusvõimega pilt, mille võttis vastu minisatelliit TOPSAT-1

1.2.5 Hispaania

Hispaania osaleb ka ülemaailmse Euroopa kaitse-satelliitseiresüsteemi loomises.

1.3 Teiste riikide kosmoseprogrammid

1.3.1 Jaapan

Joonis 10 - Gujarati territooriumi 3D-mudel, ehitatud Cartosat-1 andmete järgi

10. jaanuaril 2007 lasti orbiidile satelliit Cartosat-2, mille abil India sisenes arvestite eraldusvõimega andmeturule. Cartosat-2 on kartograafia jaoks mõeldud pankromaatilise kaameraga kaugseiresatelliit. Kaamera on mõeldud pildistamiseks ruumilise eraldusvõimega üks meeter ja vaalu laiusega 10 km. Kosmoselaeval on päikese-sünkroonne polaarorbiit, mille kõrgus on 630 km.

India on valmis turuhinnast madalamate hindadega levitama Cartosat-2 abil saadud meetri eraldusvõimega satelliidipilte ning plaanib tulevikus välja saata uue kuni 0,5-meetrise ruumilise eraldusvõimega kosmoselaeva.

1.3.2 Iisrael

1.3.3 Hiina

Joonis 11 – SC CBERS-01

19. septembril 2007 lasti Hiinas orbiidile kolmas Hiina-Brasiilia ERS-satelliit CBERS-2B. Satelliit suunati hommikusele päikese-sünkroonsele orbiidile kõrgusega 748x769 km, kaldega 98,54 kraadi, ekvaatori ületamise aeg on 10:30.

1.3.4 Korea

1.3.5 Kanada

Kanada lõi 1990. aastal Kanada Kosmoseagentuuri, mille eestvedamisel tegeletakse raketi- ja kosmoseteemalise tööga.

Algselt 5-aastaseks kosmoses töötamiseks mõeldud satelliit on kahekordistanud oma projekteerimisaega ja edastab jätkuvalt kvaliteetseid pilte. 10-aastase veatu töö jooksul on RADARSAT-1 uurinud territooriume kogupindalaga 58 miljardit ruutmeetrit. km, mis on kaks suurusjärku suurem kui Maa pindala. Süsteemi töökindlus oli 96%. RADARSAT-1 teabe 600 tarbijast suurim on Ice Reconnaissance Canada, mis saab igal aastal 3800 radaripilti, mille viivitus on alla 90 minuti pärast hankimist.

Joonis 12 - RADARSAT ruumis kunstniku pilgu läbi

Kanada kosmoseagentuur on sõlminud lepingu ettevõttega MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA), et viia läbi projekt, mille eesmärk on luua Radarsat-2 abil Maa pinna kaugseireks mõeldud teise põlvkonna satelliite. Radarsat-2 satelliit pakub pilte eraldusvõimega 3 m piksli kohta.

1.3.6 Austraalia

Austraalia teeb kosmoseuuringute vallas aktiivselt koostööd mitme riigiga. Austraalia ettevõtted arendavad ka Lõuna-Koreaga mikrosatelliiti, et koguda Aasia ja Vaikse ookeani piirkonna maapiirkondades keskkonnaandmeid. CRCSS-i keskuse direktori sõnul läheb projekt maksma 20-30 miljonit dollarit. Austraalia koostöö Venemaaga avab suuri väljavaateid.

1.3.7 Muud riigid

Hiljuti teatas Taiwani riiklik kosmoseagentuur NSPO, et kavatseb välja töötada riikliku tööstuse esimene kosmoseaparaat. Projekti nimega Argo eesmärk on luua kõrge eraldusvõimega optiliste seadmete abil väike satelliit Maa kaugseire (ERS) jaoks.

NSPO teatel on Argo projektiga töötamise käigus juba välja töötatud kosmoseplatvorm, mille juhtimissüsteemis kasutatakse esmakordselt uut LEON-3 protsessorit. Kogu pardasüsteemide ja maapealse lennujuhtimiskeskuse tarkvara peaks olema loodud Taiwanis. Satelliidi eeldatav eluiga on 7 aastat.

1.4 SRÜ riikide kosmoseprogrammid

1.4.1 Valgevene

Tabel 1. Kosmoselaeva Kanopus-V ja BKA põhiomadused

Kosmoselaeva suurus, m × m

Kosmoselaeva mass

Koorma mass, kg

Orbiit:

kõrgus merepinnast, km

kalle, rahe

ringlusperiood, min

ekvaatori ületamise aeg, tund

Kordusvaatlusperiood, päevad

Keskmine päevane võimsus, W

Aktiivne elu, aastad

Kosmoselaevad "Kanopus-V" ja BKA on mõeldud järgmiste ülesannete lahendamiseks:

- väga operatiivne vaatlus.

1.4.2 Ukraina

Mis puudutab kõrge eraldusvõimega kosmoseaparaate, mille pikkus on üle 10 m, siis on soovitatav ka need luua koostöös huvitatud välispartnerite ja sarnaste süsteemide omanikega. Perspektiivsete kosmoselaevade loomisel tuleks erilist tähelepanu pöörata süsteemi infovõimekuse suurendamisele. Sellega seoses on Ukrainal mitmeid originaalseid arenguid.

1.4.3 Kasahstan

Kasahstani, Venemaa ja Kasahstani kosmoseprogrammi elluviimisega seotud välisriikide teadusorganisatsioonide ning tootmis- ja rakendusstruktuuride esindajad usuvad, et satelliitside ja Maa kaugseiresüsteemid peaksid praegu saama Kasahstani kosmosetegevuse arendamise prioriteetseks suunaks. .

2 Venemaa kosmoseprogramm

2.1 Venemaa föderaalse kosmoseprogrammi 2006–2015 põhisätted

Programmi peamised eesmärgid on:

Programmi elluviimise tingimused ja etapid - 2006 - 2015.

Esimeses etapis (kuni 2010) luuakse Maa kaugseire seisukohalt:

Kosmosetegevuse prioriteetsed valdkonnad, mis aitavad kaasa strateegiliste eesmärkide saavutamisele, on:

Programmi tegevuste hulka kuuluvad nii eelarvest rahastatavad tegevused kui ka valitsusväliste klientide kosmosetegevustesse investeeritud vahenditega tehtavad tegevused.

Eelarvevahenditest rahastatavad tegevused hõlmavad järgmistes osades sätestatud tegevusi:

I jagu - "Uurimis- ja arendustöö";

Programmi rakendamisel saavutatakse järgmised tulemused:

b) hüdrometeoroloogiliste vaatlusandmete uuendamise sagedust on suurendatud keskmise kõrgusega kosmoselaevade puhul 3 tunnini ja geostatsionaarsete kosmoselaevade puhul reaalajas skaalale, mis tagab:

e) loodi väikesemõõtmelise kosmoselaevaga kosmosekompleks, mille täpsus on suurem hädas olevate objektide koordinaatide määramisel, hädaabiteadete saamise operatiivsus kuni 10 sekundit ja hätta sattunud objektide asukoha määramise täpsus kuni 100 m olid tagatud.

Kosmosetegevuse tulemustest tuleneva majandusliku efekti suurusjärgu hindamine sotsiaal-majanduslikus ja teadussfääris näitab, et Programmi elluviimise tulemusena prognoositakse üldist majanduslikku mõju perioodil 2006-2015 tasemele. 2005. aasta hindades 500 miljardit rubla.

2.2 ERS-i kosmosesüsteemide analüüs.

Joonis 13 – ERSi kosmoseaparaadi orbiidi tähtkuju perioodiks 2006–2015

Tegelikult on peamised kuni 2015. aastani välja töötatud kosmoselaevad Kanopus-V, mis on ette nähtud inimtegevusest tingitud ja looduslike hädaolukordade operatiivseireks, ning Resurs-P kosmoseaparaat operatiivseks optoelektrooniliseks vaatluseks.

SC "Kanopus-V" nr 1, mis käivitati 22. juulil 2012, sisaldab:

Resource-P kompleks on Venemaa Föderatsiooni sotsiaalse ja majandusliku arengu huvides kasutatava kodumaise kõrge eraldusvõimega kaugseireseadmete jätk. See on mõeldud järgmiste ülesannete lahendamiseks:

- Neljast kosmoseaparaadist koosnev alamsüsteem "Arktika-MS2", mis tagab mobiilside valitsuse, lennujuhtimise ja navigatsioonisignaalide edastamise (töötanud JSC "ISS nimega MF Reshetnev").

2.3 Maapealse kompleksi arendamine ERS CI vastuvõtmiseks, töötlemiseks, hoidmiseks ja jaotamiseks

Nagu on märgitud FKP-2015-s, tuleb maapealset kosmoseinfrastruktuuri, sealhulgas kosmodroome, maapealseid juhtimisseadmeid, teabe vastuvõtupunkte ja raketi- ja kosmosetehnoloogiatoodete maapealse katsetamise eksperimentaalset baasi ajakohastada ja varustada uute seadmetega.

Integreeritud kaugseire satelliitsüsteemi funktsionaalne skeem on näidatud joonisel 14.

Joonis 14 – Integreeritud ERS-satelliitsüsteem

Seega on CI ERSi ministeeriumid ja osakonnad-tarbijad ühelt poolt ning Föderaalne Kosmoseagentuur teiselt poolt huvitatud kõikide erinevate osakondade ja organisatsioonide poolt loodud NKPORi keskuste ja jaamade tegevuse koordineerimisest ning nende koordineeritud toimimise ja koostoime kehtestamine ühtsete reeglite järgi.mugav kõigile NCCOR-i osadele ja tarbijatele.

3 "Venemaa kosmosesüsteemi arendamise kontseptsioon Maa kaugseireks ajavahemikuks kuni 2025. aastani" analüüs.

Kontseptsiooni oluline osa on ettepanekud, mis suurendavad kosmoseinfo kasutamise efektiivsust Venemaal.

Peamised probleemid, mis määravad Venemaal kosmoseinfo kasutamise tõhususe, on järgmised:

Selline lähenemine on paljulubav, sest riikliku geoinformaatika turu arengu kiirenedes tekib pidev nõudlus georuumiliste andmete järele, mida saab nende tekkimisel ja arenemisel täiendada kodumaiste kaugseiresüsteemidega. Kaugseire tööstuse arenguprobleemid ei lahene ühe päevaga vahetult pärast uue satelliidi starti, vajalik on üsna pikk etapp stabiilse kaugseireandmete nõudluse kujunemisel.

9. Välja töötada ja kasutusele võtta maapealsed ja lennunduslikud kosmoseinfo temaatilise töötlemise tulemuste valideerimise vahendid.

4 Kaugseire kosmosesüsteemide loomise rahastamispõhimõtete teostatavusuuring

Järeldus

Läbiviidud uuringud võimaldavad teha järgmised järeldused:

3 A. Kucheiko. USA uus poliitika kaubanduslike kaugseirevahendite valdkonnas. Kosmonautikauudised, nr 6, 2003

4 V. Chularis. USA riiklik kosmosepoliitika. Välissõjaline ülevaade nr 1, 2007

6 V. Chularis. USA relvajõudude geograafilise teabe tugi. Välisriigi sõjaline ülevaade, nr 10, 2005

7 USA kosmoseluure ülesandeks on uued ülesanded. Teadus, 03.02.06

8 USA on loonud orbiidile ajaloo suurima luuresatelliitide tähtkuju. Teaduse uudised. 03.02.2006

9 A. Andronov. Terroristidele kättesaadavad satelliidid. "Sõltumatu sõjaline ülevaade", 1999

10 V. Ivantšenko. Teravate silmade ikoonid. Ajakiri "COMPUTERRA", 06.09.2000

11 M. Rakhmanov. Satelliidi luure: uued arengusuunad. C.NEWS High Technology Edition 2006

12 A. Kopik. Käivitatud on uus kommertsspioon. "Kosmonautika uudised", nr 6, 2003.

13 M. Rakhmanov. Satelliidituvastus: muutused on vältimatud. C.NEWS High Technology Edition 2006

16 Yu.B. Baranov. Kaugseire andmeturg Venemaal. Ajakiri "Ruumiandmed", nr 5, 2005

17 Prantsuse luure tormab kosmosesse. Teadus, 27.12.04.

18 Radari pildid: Saksamaa on juhtpositsioonil. Teadus, 20.03.06.

19 Maxim Rakhmanov “Saksamaa käivitab kosmosespionaažisüsteemi”, Science, CNews, 2003.

20 A. Kucheiko. Iga ilmaga kosmoseluure- ja seiresüsteem: vaade Itaaliast. "Kosmonautika uudised", nr 5, 2002.

21 A. Kucheiko. Jaapan on loonud suurima kosmoseluuresüsteemi. "Kosmonautikauudised", nr 4, 2007

22 Jaapani rakett saatis raske satelliidi ALOS orbiidile. Teadus, 24.01.06.

28 radarisatelliit: Kanada hoiab Venemaad pimedaks jäämast. Teadus, 2005

Ameerika Ühendriikide juhtiv positsioon Maa kaugseire (ERS) süsteemide arendamisel ja kasutamisel maailmas. Ameerika Ühendriikide kaugseiretööstuse riikliku reguleerimise peamised jõupingutused on suunatud turu arengu soodustamisele.

mehhanismid.

Selle valdkonna põhidokument on Ameerika Ühendriikide presidendi poolt heaks kiidetud kosmosepoliitika direktiiv kaubanduslike kaugseiresüsteemide kasutamise kohta.

märtsil 1994, mis tõi välja USA poliitika põhialused välismaiste klientide juurdepääsu valdkonnas Ameerika Maa kaugseiresüsteemide ressurssidele.

Uue poliitika eesmärk on veelgi tugevdada juhtivat positsiooni

Ameerika ettevõtete maailmas ja hõlmab järgmisi tegevusvaldkondi:

− kaugseiresüsteemi tegevuse ja toimimise litsentsimine;

− kasutades kaugseiresüsteemi ressursse kaitse-, luure- ja

muud USA valitsusasutused;

− välisklientide (riiklik ja kommerts) juurdepääs ERSi ressurssidele, ERSi tehnoloogiate ja materjalide eksport;

− valitsustevaheline koostöö sõjalise ja kaubandusliku kosmosepildistamise valdkonnas.

Poliitika põhieesmärk on tugevdada ja kaitsta Ameerika Ühendriikide riiklikku julgeolekut ja riigi huve rahvusvahelisel areenil, tugevdades juhtivat positsiooni Ameerika Ühendriikides.

CS ERSi valdkonnad ja riikliku tööstuse areng. Poliitika eesmärgid on ergutada majanduskasvu, kaitsta keskkonda ja tugevdada

teaduslik ja tehnoloogiline tipptase.

Uus direktiiv mõjutab ka andurisüsteemide turustamist.

Mitteärilistel alustel ei jäta kaugseiretehnoloogiad ekspertide hinnangul mitte ainult arenemata, vaid heidavad ka USA (nagu iga teise riigi) maailma juhtivatelt positsioonidelt kaugele tagasi. USA valitsuse andmetel kosmosepildimaterjalid

valitsusasutused nõuavad oma vajaduste kaugseiresüsteemide tooteid kommertslikul alusel. Sel juhul on üks

Peamised eesmärgid on vabastada riiklik luurekogukond paljudest USA osakondadest nende toodete päringute hulgast. Valitsuse uue poliitika kosmosevaldkonna teine, kuid mitte vähem oluline ülesanne on kaugseiresüsteemide kommertsialiseerimine, et veelgi tugevdada maailma juhtivaid

Ameerika ettevõtete – kosmoseandurisüsteemide operaatorite – sätted. Käskkiri määrab kindlaks kaugseiresüsteemi tegevuse litsentsimise korra aastal

kaitseministeeriumi, luure- ja muude osakondade, näiteks välisministeeriumi jne huvid. Samuti seab see teatud piirangud toodete välisklientidele

kaugseiresüsteemid ning selle jaoks vajalike tehnoloogiate ja materjalide eksport ning määratleb aluse valitsustevaheliseks koostööks sõjaliste ja kommertstüüpide valdkonnas.

USA valitsuse sammud tugevdavad ja kaitsevad riigi julgeolekut ning loovad riigile soodsa keskkonna rahvusvahelisel areenil, tugevdades Ameerika liidripositsiooni.

Kaugseire ja meie enda tööstuse arendamine. Selleks riigi valitsus

USA riiklikule kartograafia- ja pilditeabe administratsioonile NIMA, mis on USA luurekogukonna struktuurne allüksus, on antud tohutud volitused. NIMA vastutab funktsionaalselt kaugseire kosmosesüsteemidest saadud liigiteabe kogumise ja levitamise eest

valitsusasutused ja välistarbijad, vastuvõtvad ja levitavad

mida toodetakse ainult USA välisministeeriumi loal. Kaubandusministeerium ja NASA vastutavad kommertssektoris Maa kaugseiretoodete taotluste kooskõlastamise eest erinevates piirkondades. See näeb ette sama liigiteabe kasutamise samadest uuringupiirkondadest huvitatud erinevatel osakondadel.

Tsiviilvajadused kaugseire valdkonnas määravad kindlaks kaubandusministeeriumid,

Sise- ja kosmoseagentuur NASA. Samuti eraldavad nad asjakohaseid vahendeid selle valdkonna projektide elluviimiseks. Abi rakendamisel

tsiviilvalitsuse kaugseireprogramme pakub NIMA. See

organisatsioon on eestvedaja ka uue kosmosepoliitika elluviimise tegevuskavade koostamisel, mille väljatöötamisel osalevad lisaks NIMA-le kaitse-, kaubandus-, välisministeeriumi ja keskluure direktor (samaaegselt ja CIA direktor) on kaasatud.

Geoinnovatsiooni agentuur "Innoter"

Iseloomulik on see, et need küsimused lahendatakse seadusega, seaduste arutamise ja vastuvõtmise vormis. Arvesse võetakse, et sellised valitsuse kaugseirevahendid, nagu Landsat,

Terra, Aqua jt kasutatakse kaitse- ja luureülesannete lahendamisel, kui operaatoril muutub kaubanduslike kaugseiresüsteemide abil teabe hankimine kahjumlikuks. NIMA loob kõik vajalikud tingimused, et USA tööstus saaks teiste ees konkurentsieelise

riigid. USA valitsus garanteerib toetuse kaugseiresüsteemide turu arendamiseks, samuti jätab ta endale õiguse piirata geneeriliste toodete müüki teatud kindlatele

riikidele, et jälgida Ameerika Ühendriikide juhtivat rolli kosmoselendude ERSis. Direktiiv näeb ette, et CIA ja kaitseministeerium peavad jälgima nende olemust

meetodid ja meetodid kaugseire arengu seisu kohta teistes riikides, et USA tööstus ei kaotaks maailmas oma liidripositsiooni kaugseirevahendite turgudel.

USA valitsus ei keela oma kaitseministeeriumil osta mis tahes liiki materjale

kaubandusettevõtetelt. Otsene kasu on selge: pole vaja uut käivitada ega olemasolevat kaugseiresatelliiti uuesti sõjalisse huvialasse suunata. Ja efektiivsus on muutumas kõige kõrgemaks. Seda teeb USA kaitseministeerium hea meelega.

arendades seeläbi arendusega tegelevaid äristruktuure ja

kasutades kaugseiresüsteeme.

Uue kosmosepoliitika põhiideed:

− seaduslikult on ette nähtud, et Ameerika satelliidi kaugseireandmete ressursid on sisse lülitatud

kasutada maksimaalselt kaitse, luure lahendamiseks

ülesannete täitmisel, sise- ja rahvusvahelise julgeoleku tagamisel ning huvides

tsiviilkasutajad;

− valitsuse kaugseiresüsteemid (nt Landsat, Terra, Aqua).

keskendunud ülesannetele, mida CS-i operaatorid ei suuda tõhusalt lahendada

Kaugseire majanduslikest teguritest, rahvusliku tagamise huvidest

turvalisuse või muudel põhjustel;

− vahel pikaajalise koostöö loomine ja arendamine

valitsusasutused ja USA lennundustööstus, pakkudes tegevusmehhanismi tegevuste litsentsimiseks kaugseiresüsteemide operaatorite käitamise ning kaugseire tehnoloogiate ja materjalide ekspordi valdkonnas;

− luua tingimused, mis annavad USA tööstusele konkurentsieelise kaugseireteenuste osutamisel välisriikidele

valitsus- ja ärikliendid.

Geoinnovatsiooni agentuur "Innoter"

Uus Maa kaugseirepoliitika on Bushi administratsiooni esimene samm USA kosmosepoliitika läbivaatamisel. On ilmselge, et dokumendi vastuvõtmine toimus koos aktiivsega

lobitööd tegevad lennunduskorporatsioonid, kes on uued mängureeglid rahulolevalt omaks võtnud. Eelmine poliitika, mis on määratletud direktiiviga PDD-23, aitas kaasa kõrglahutusega kommertsmeedia tekkele ja arengule. Uus dokument tagab riigipoolse toetuse kaugseireturu arendamiseks ning

Samuti nähakse ette, et tööstus arendab uusi kommertsprojekte, võttes arvesse vajadusi konkreetsete toodete järele, mille tuvastas tsiviil

ja kaitseosakonnad.

Teine oluline aspekt on see, et riigist saab "rahvusvaheline tõukaja"

ERSi äriteave. Kommertsoperaatorite tüübiteabe müügi struktuuris domineerisid varem kaitse- ja muud riigi kliendid.

Ostude maht oli aga suhteliselt madal ja ruumiturg

ERS materjalid arenesid aeglaselt. Viimastel aastatel, pärast suure eraldusvõimega (0,5-1 m) kaugseirega kosmoselaeva ilmumist, hakkas olukord muutuma. Kõrge ja keskmise eraldusvõimega kommertssüsteeme peetakse nüüd kriitiliseks täienduseks

sõjalised kosmosesüsteemid, mis võimaldab tõsta tellimuste täitmise efektiivsust

ja integreeritud süsteemi kui terviku jõudlust, piiritleda funktsioone ja laiendada konkreetse teabe kasutajate ringi.

Viimase 5–7 aasta jooksul on liikide pildistamine kommertskosmoselaevade abil muutunud oluliseks ajakohase ja kvaliteetse liigiteabe allikaks, kuna

mitmel põhjusel:

− sõjaliste seiresüsteemide ressurss on piiratud seoses ülesannete ringi ja tarbijate arvu laienemisega, mille tulemusena on langenud mõõdistuslaskmise ülesannete lahendamise efektiivsus;

− keskmise ja madala eraldusvõimega kommertsliikide tootmine on muutunud kättesaadavamaks,

otseringhäälingu põhimõtete juurutamise ja teenuste pakkumise kasvu tõttu rahvusvahelisel turul;

− Kõrge eraldusvõimega piltide (kuni 1 m ja paremad) turg on oluliselt kasvanud ning suurenenud on kommertskaamerasüsteemide operaatorite arv, mis on toonud kaasa konkurentsi suurenemise ja teeninduskulude vähenemise;

− kommertsspetsiifilistel toodetel puudub saladuse tempel, mistõttu neid levitatakse laialdaselt kaitseväe madalamate tasandite, liitlasvägede juhtkonna, teiste osakondade (Välisministeerium, Eriolukordade Ministeerium, piiriteenistus) ja

isegi meedia.

Geoinnovatsiooni agentuur "Innoter"

31. augustil 2006 kiitis USA president George W. Bush heaks USA riikliku kosmosepoliitika kontseptsiooni, mis esitab

Ameerika sõjalis-poliitilise juhtkonna, föderaalministeeriumide ja osakondade, samuti kaubandusstruktuuride aluspõhimõtted, eesmärgid, eesmärgid ja tegevussuunad avakosmose kasutamiseks riiklikes huvides. See dokument asendas 1996. aasta presidendi samanimelise direktiivi.

"Riikliku kosmosepoliitika" avaldamine oli tingitud kosmosesüsteemide tähtsuse suurenemisest Ameerika Ühendriikide riikliku julgeoleku tagamisel ning

ka vajadust viia elluviidav kosmosepoliitika vastavusse olukorra uute tingimustega.

Kosmoseprogrammide elluviimine on kuulutatud prioriteetseks tegevusvaldkonnaks. Samal ajal teeb Ameerika sõjalis-poliitiline juhtkond

järgige mitmeid alltoodud aluspõhimõtteid:

− kõikidel riikidel on õigus rahumeelsetel eesmärkidel vaba ruumi kasutada, võimaldades USA-l teostada sõjalist ja luuretegevust riiklikes huvides;

− kõik pretensioonid lükatakse tagasi mis tahes riik kosmose, taevakehade või nende osade ainsaks kasutamiseks, samuti Ameerika Ühendriikide õiguste piiramine selliseks tegevuseks;

− Valge Maja püüab selle raames teha koostööd teiste osariikide VPR-ga

avakosmose rahumeelne kasutamine, et laiendada võimalusi ja saavutada suuremaid tulemusi kosmoseuuringutes;

− USA kosmoselaevad peavad kosmoses vabalt tegutsema.

Seetõttu peavad Ameerika Ühendriigid igasugust sekkumist oma konstitutsioonikohtu töösse oma õiguste rikkumiseks;

− CS, sealhulgas maapealseid ja kosmosekomponente ning nende toimimist toetavaid sideliine peetakse riigi riiklike huvide jaoks eluliselt tähtsaks.

V Sellega seoses teeb USA:

− kaitsta oma õigusi kosmose vabale kasutamisele;

− veenda või heidutada teisi riike tegutsemast või välja töötamast vahendeid nende õiguste rikkumiseks;

Maa kaugseire meetod
Kaugseire on kättesaamine mis tahes kontaktivabalt
Maapinna, sellel või selle sügavuses olevate objektide kohta teabe andmise meetodid.
Traditsiooniliselt viidatakse kaugseireandmetele ainult nendele meetoditele.
mis võimaldavad saada kosmosest või õhust pildi maast
pinnad elektromagnetilise spektri mis tahes osas (st
elektromagnetlained (EMW).
Maa kaugseire meetodi eelised on
järgnev:
andmete asjakohasus küsitluse ajal (kõige kartograafilise
materjalid on lootusetult vananenud);
andmete kogumise kõrge efektiivsus;
andmetöötluse kõrge täpsus tänu GPS-tehnoloogiate kasutamisele;
kõrge teabesisaldus (multispektraalsete, infrapuna- ja
radarpildistamine võimaldab näha detaile, mis tavapärasel pildil pole nähtavad
pildid);
majanduslik teostatavus (teabe hankimise kulud
kaugseire abil oluliselt madalamad kui maapealsed välitööd);
jaoks kolmemõõtmelise maastikumudeli (maastikumaatriksi) hankimise võimalus
kasutades stereorežiimi või lidari helimeetodeid ja
selle tulemusena võimalus teostada saidi kolmemõõtmelist modelleerimist
Maa pind (virtuaalreaalsussüsteemid).

Küsitluse tüübid kaugseireandmete saamiseks
Heli tüübid signaaliallika järgi:
Helistamise tüübid seadmete asukohas:
Kosmosefotograafia (fotograafiline või optoelektrooniline):
pankromaatiline (sagedamini ühes laias nähtavas spektri osas) - kõige lihtsam
mustvalge pildistamise näide;
värv (pildistamine mitmes, sagedamini reaalses värvitoonis ühele kandjale);
mitmetsooniline (samaaegne, kuid eraldi pildi fikseerimine erinevates
spektri alad);
radar (radar);
Aerofotograafia (fotograafiline või optoelektrooniline):
Sama tüüpi kaugseireandmed nagu kosmosepiltidel;
Lidar (laser).

Võimalus tuvastada ja mõõta konkreetset nähtust, objekti või protsessi
määrab anduri eraldusvõime.
Lubade tüübid:

Kaugseireseadmete andurite omadused
Kosmoseaparaadi lühikarakteristikud andmete hankimiseks
maa kaugseire äriliseks kasutamiseks

Aerofotokompleks integreeritud GPS-vastuvõtjaga

Erinevate optiliste eraldusvõimete aerofotode näited
0,6 m
2 m
6 m

Aerofoto optilises ja termilises (infrapuna) spektris
Vasakul - värviline aerofoto
tankipargid, paremal - öö
sama termopilt
territooriumil. Pealegi selge
eristav tühi (valgus
kruusid)
ja
täidetud
konteinerid, termopilt
tuvastab lekked
alates
veehoidla
(3)
ja
torujuhe (1,2). Andur
CAD,
tulistamist
Keskus
ökoloogiline
ja
tehnogeenne seire, g.
Trekhgornõi.

Radari satelliidipilt
Radaripildid võimaldavad tuvastada naftat ja naftasaadusi veepinnal alates
kile paksusega 50 mikronit. Teine radarikujutiste rakendus on hindamine
muldade niiskusesisaldus.

10.

Radari satelliidipilt
Radari interferomeetria tuvastab deformatsioonid Maa-lähedaselt orbiidilt
Maa pind sentimeetri murdosaga. Sellel pildil on näha deformatsioonid
mis tekkis Belridge'i naftavälja mitmekuulise arendamise jooksul
California. Värviskaalal kuvatakse vertikaalsed nihked vahemikus 0 (must-sinine) kuni -
58 mm (punakaspruun). Töötlemise viis läbi Atlantis Scientific ERS1 piltide põhjal

11.

Maapealne kompleks kaugseireandmete vastuvõtmiseks ja töötlemiseks
(NKPOD) on loodud kaugseireandmete vastuvõtmiseks
kosmoselaevad, nende töötlemine ja ladustamine.
NKPOD-i konfiguratsioon sisaldab:
antennikompleks;
vastuvõtukompleks;
sünkroonimise, registreerimise ja struktuuri kompleks
taastumine;
tarkvarapakett.
Maksimaalse raadiuse tagamiseks
arvustus
antenn
keeruline
peaks
paigaldada nii, et horisont oleks
kõrguse nurkadest avatud 2 kraadi. ja kõrgemal
mis tahes asimuuti suund.
Kvaliteetse vastuvõtu jaoks hädavajalik
on an
puudumine
raadiohäired
v
vahemik 8,0 kuni 8,4 GHz (edastus
raadiorelee, troposfääri ja
muud sideliinid).

12.

Maapealne kompleks kaugseireandmete vastuvõtmiseks ja töötlemiseks (NKPOD)
NKPOD pakub:
Rakenduste kujundamine maapinna mõõdistamise ja vastuvõtu planeerimiseks
andmed;
teabe lahtipakkimine marsruutide järgi sorteerimise ja massiivide eraldamisega
videoteave ja teenuseteave;
videoteabe rea-rea struktuuri taastamine, dekodeerimine,
radiomeetriline korrektsioon, filtreerimine, dünaamiline teisendus
ulatust, ülevaatepildi moodustamist ja muude toimingute sooritamist
digitaalne esmane töötlemine;
saadud piltide kvaliteedi analüüsi kasutades ekspert- ja
tarkvara meetodid;
teabe kataloogimine ja arhiveerimine;
geomeetriline korrektsioon ja kujutiste georefereerimine andmete abil
kosmoselaevade (SC) nurk- ja lineaarliikumise parameetrite kohta ja/või
maapealsed juhtimispunktid;
litsentsitud juurdepääs paljudelt välismaistelt ERS-satelliitidelt saadud andmetele.
Antenni ja vastuvõtu keeruka juhtimistarkvara
täidab järgmisi põhifunktsioone:
NKPOD-i riistvaraosa toimimise automaatne kontroll;
sideseansside ajakava arvutamine, st satelliidi läbimine läbi nähtavustsooni
NKPOD;
NKPOD-i automaatne aktiveerimine ja andmete vastuvõtt vastavalt
ajakava;
jaoks satelliidi trajektoori arvutamine ja antennikompleksi juhtimine
satelliitjälgimine;
vastuvõetud infovoo vormindamine ja kõvakettale salvestamine
ketas;
süsteemi ja infovoo hetkeseisu näitamine;
tööpäevikute automaatne hooldus.

13.

Globaalsete satelliitsüsteemide peamised kasutusvaldkonnad
positsioneerimine ettevõtete geoinformatsiooni toetamiseks
nafta- ja gaasisektor:
kõikide tasandite geodeetiliste tugivõrkude arendamine globaalsest kuni
mõõdistamine, samuti geodeetilise otstarbega tasandustööd
ettevõtete tegevuse tagamine;
maavarade kaevandamise tagamine (avakaevandamine, puurimine
töö jne);
ehituse geodeetiline tugi, torustike paigaldamine,
kaablid, viaduktid, elektriülekandeliinid ja muud inseneri- ja rakendustööd;
maamõõtmistööd;
pääste- ja ennetustööd (geodeetiline tugi
katastroofid ja katastroofid);
keskkonnauuringud: naftareostuse võrgustik, hindamine
õlireostuse piirkonnad ja nende liikumissuuna määramine;
igat tüüpi pildistamine ja kaardistamine - topograafilised, eri-,
temaatiline;
integreerimine GIS-iga;
rakendamine dispetšerteenustes;
igat tüüpi navigatsioon - õhus, merel, maal.

14.

Ülemaailmsete satelliitsüsteemide seade ja rakendus
positsioneerimine nafta- ja gaasitööstuses
Olemasolevad SGSP-d: GPS, GLONASS, Beidou, Galileo, IRNSS
Satelliitnavigatsioonisüsteemi põhielemendid:

15.

GLONASS
Süsteem põhineb 24 satelliidil (ja 2 ooterežiimil), mis liiguvad üle
Maa pind kolmel orbitaaltasandil orbitaali kaldega
lennukid 64,8 ° ja kõrgus 19 100 km
kaal - 1415 kg,
garanteeritud
tähtaeg
aktiivne
olemasolu - 7 aastat,
omadused - 2 signaali tsiviilisikutele
tarbijad,
peal
võrdlus
koos
kaaslased
eelmine põlvkond ("Glonass")
positsioneerimise täpsus
objektide arv kasvas 2,5 korda,
toiteplokk - 1400 W,
lennukatsetuste algus - 10. detsember
2003 aasta.
kodumaine pardadigitaalarvuti baasil
VAX käsusüsteemiga mikroprotsessor
11/750
kaal - 935 kg,
garanteeritud
tähtaeg
aktiivne
olemasolu - 10 aastat,
formaadis uued navigeerimissignaalid
CDMA-vorminguga ühilduvad süsteemid
GPS / Galileo / Kompass
lisades vahemikku CDMA signaali
L3, navigeerimismääratluste täpsus
GLONASS-vorming kahekordistub
võrreldes satelliitidega "Glonass-M".
täiesti vene aparaat, puudub
imporditud seadmed.

16.

GLONASSi täpsus
SDKM-i andmetel 22. juuli 2011 seisuga navigeerimisvead
GLONASSi määratlused pikkus- ja laiuskraadides olid 4,46-7,38 m
kasutades keskmiselt 7-8 kosmoselaeva (olenevalt vastuvõtupunktist). Samal
GPS-i veaajad olid 2,00-8,76 m kasutamisel keskmiselt 6-11
KA (olenevalt vastuvõtupunktist).
Mõlema navigatsioonisüsteemi koos kasutamisel ilmnevad vead
on 2,37–4,65 m, kui kasutada keskmiselt 14–19 kosmoselaeva (in
sõltuvalt vastuvõtupunktist).
KNS GLONASS grupi koosseis seisuga 13.10.2011:
Kokku OG GLONASS
28 kosmoselaeva
Kasutatakse ettenähtud otstarbel
21 kosmoseaparaati
Süsteemi sisenemise etapis
2 kosmoselaeva
Ajutiselt tagasi võetud
hooldus
4 CA
Orbitaalreserv
1 kosmoselaev
Väljalogimise etapis
-

17.

Seadmed GLONASS signaalide vastuvõtmiseks
Glospace Navigatori ekraan koos
aastal Moskva tänavate plaani kuvamine
perspektiivprojektsioon ja indikatsioon
vaatleja asukoht
NAP "GROT-M" (NIIKP, 2003)
üks esimesi proove

18.

GPS
Süsteem põhineb 24 satelliidil (ja 6 ooterežiimil) liikuval
Maa pinnal sagedusega 2 pööret päevas 6 ringikujulisel orbitaalil
trajektoorid (igas 4 satelliiti), umbes 20 180 km kõrgused kaldega
orbitaaltasandid 55°
GPS-satelliit orbiidil

19.

GPS-signaali vastuvõtuseadmed

20.

SGPS-i signaali vastuvõtmise seadmete tüübid
navigaator (täpne aeg; orientatsioon põhipunktidele; kõrgus üle taseme
mered; suund kasutaja määratud koordinaatidega punkti; praegune
kiirus, läbitud vahemaa, keskmine kiirus; praegune positsioon sisse lülitatud
piirkonna elektrooniline kaart; praegune asukoht marsruudi suhtes);
jälgija (GPS / GLONASS + GSM, edastab asukoha- ja liikumisandmeid,
ei kuva kaarti kliendi seadmes - ainult serveris);
logija (jälgija ilma GSM-moodulita, salvestab liikumisandmeid).
navigaator
jälgija
metsaraie

ERS satelliit "Resurs-P"

Maa kaugseire (ERS) – pinnavaatlus lennu- ja kosmosesõidukitega, mis on varustatud erinevat tüüpi pildistusseadmetega. Pildindusseadmete poolt vastuvõetavate lainepikkuste töövahemik ulatub mikromeetri murdosadest (nähtav optiline kiirgus) meetriteni (raadiolained). Sensatsioonimeetodid võivad olla passiivsed, st kasutada Maa pinnal asuvate objektide loomulikku peegeldunud või sekundaarset soojuskiirgust, mis on põhjustatud päikese aktiivsusest, ja aktiivsed, kasutades objektide stimuleeritud kiirgust, mis on algatatud tehisliku suunava toime allika poolt. (SC) saadud kaugseireandmeid iseloomustab suur sõltuvus atmosfääri läbipaistvusest. Seetõttu kasutab kosmoseaparaat passiivset ja aktiivset tüüpi mitmekanalilisi seadmeid, mis registreerivad elektromagnetilist kiirgust erinevates vahemikes.

1960. ja 1970. aastatel startinud esimese kosmoselaeva ERS-seadmed. oli jälje tüüpi - mõõtmisala projektsioon Maa pinnale oli joon. Hiljem ilmusid ja levisid laialt panoraam-tüüpi ERS-seadmed - skannerid, mõõtmisala projektsioon Maa pinnale on riba.

Maa kaugseire kosmoseaparaate kasutatakse Maa loodusvarade uurimiseks ja meteoroloogiliste probleemide lahendamiseks. Loodusvarade uurimiseks mõeldud kosmoseaparaadid on varustatud peamiselt optiliste või radariseadmetega. Viimase eelisteks on see, et see võimaldab vaadelda Maa pinda igal kellaajal, sõltumata atmosfääri seisundist.

üldine ülevaade

Kaugseire on meetod, mille abil saadakse teavet objekti või nähtuse kohta ilma selle objektiga otsese füüsilise kontaktita. Kaugseire on geograafia alajaotis. Tänapäevases mõistes viitab see termin peamiselt maastiku õhu- või ruumituvastuse tehnoloogiatele, mille eesmärk on tuvastada, klassifitseerida ja analüüsida objekte maapinnal, aga ka atmosfääris ja ookeanis levivate signaalide (näiteks elektromagnetiliste) abil. kiirgus). Need jagunevad aktiivseteks (signaali kiirgab esmalt lennuk või kosmosesatelliit) ja passiivseks kaugseireks (salvestatakse ainult teistest allikatest pärit signaali, näiteks päikesevalgust).

Passiivsed kaugseireandurid registreerivad objektilt või külgnevalt territooriumilt väljastatud või peegeldunud signaali. Peegeldunud päikesevalgus on kõige sagedamini kasutatav kiirgusallikas, mida tuvastavad passiivsed andurid. Passiivse kaugseire näideteks on digitaal- ja filmifotograafia, infrapuna, laenguga seotud seadmed ja radiomeetrid.

Aktiivsed seadmed omakorda väljastavad signaali objekti ja ruumi skaneerimiseks, misjärel on andur võimeline tuvastama ja mõõtma tuvastusobjekti poolt tagasihajumisest peegeldunud või tekitatud kiirgust. Aktiivsed kaugseireandurid on näiteks radar ja lidar, mis mõõdavad ajaviidet väljastamise ja tagastatud signaali registreerimise vahel, määrates nii objekti asukoha, kiiruse ja suuna.

Kaugseire annab võimaluse hankida andmeid ohtlike, raskesti ligipääsetavate ja kiiresti liikuvate objektide kohta ning võimaldab vaadelda ka suuri maastikualasid. Kaugseirerakenduste näideteks on metsade raadamise jälgimine (näiteks Amazonase vesikonnas), Arktika ja Antarktika liustike seisundi jälgimine ning ookeani sügavuse mõõtmine palju kasutades. Kaugseire asendab ka kallid ja suhteliselt aeglased meetodid Maa pinnalt info kogumiseks, tagades samal ajal inimese mittesekkumise vaadeldavatel aladel või objektidel toimuvatesse looduslikesse protsessidesse.

Orbiidil tiirlevate kosmoselaevade abil on teadlastel võimalus koguda ja edastada andmeid elektromagnetilise spektri erinevates vahemikes, mis kombineerituna suuremate õhu- ja maapealsete mõõtmiste ja analüüsidega annavad vajaliku andmespektri hetkenähtuste ja trendide jälgimiseks nagu El Niño ja teised.loodusnähtused, nii lühi- kui pikas perspektiivis. Rakendusliku väärtusega on kaugseire ka geoteaduste (näiteks loodusmajandus), põllumajanduse (loodusressursside kasutamine ja säilitamine), riigi julgeoleku (piirialade seire) valdkonnas.

Andmete kogumise tehnikad

Multispektraalsete uuringute ja saadud andmete analüüsi põhieesmärk on energiat kiirgavad objektid ja territooriumid, mis võimaldab neid keskkonna taustal eristada. Satelliidi kaugseiresüsteemide ülevaate leiab ülevaatetabelist.

Suveaeg on üldiselt parim aeg kaugseireandmete hankimiseks (eelkõige on nendel kuudel päike kõige rohkem horisondi kohal ja päev on kõige pikem). Erandiks sellest reeglist on andmete kogumine aktiivsete andurite (näiteks Radar, Lidar) abil, samuti pika lainepikkuse vahemiku soojusandmed. Termopildistamisel, mille puhul andurid mõõdavad soojusenergiat, on parem kasutada ajavahemikku, mil maa- ja õhutemperatuuri erinevus on suurim. Seega on nende meetodite jaoks parimad ajad külmematel kuudel, samuti mõni tund enne koitu igal aastaajal.

Lisaks tuleb kaaluda veel mõningaid kaalutlusi. Radari abil on näiteks võimatu pilti saada paksu lumikattega paljast maapinnast; sama võib öelda lidari kohta. Need aktiivsed andurid on aga valguse (või selle puudumise) suhtes tundlikud, mistõttu on need suurepärased valikud suurtel laiuskraadidel (näiteks). Lisaks on nii radar kui ka lidar võimelised (olenevalt kasutatud lainepikkustest) pildistama metsa võra all olevat pinda, muutes need kasulikuks väga võsastunud piirkondades. Teisest küljest on spektraalandmete kogumise meetodid (nii stereopildistamise kui ka multispektraalsed meetodid) rakendatavad peamiselt päikesepaistelistel päevadel; Halva valguse tingimustes kogutud andmetel on tavaliselt madal signaali-müra suhe, mis muudab nende töötlemise ja tõlgendamise keeruliseks. Lisaks, kuigi stereokujutised on võimelised kuvama ja tuvastama taimestikku ja ökosüsteeme, ei suuda see meetod (nagu ka multispektraalsensori puhul) läbida puuvõrasid ega saada pilte maapinnast.

Kaugseire rakendused

Kaugseiret kasutatakse enim põllumajanduses, geodeesias, kaardistamisel, maapinna ja ookeani pinna, aga ka atmosfääri kihtide jälgimisel.

Põllumajandus

Satelliitide abil saab tsükliliselt kindlalt pilte üksikutest väljadest, piirkondadest ja piirkondadest. Kasutajad saavad väärtuslikku teavet maa seisukorra kohta, sealhulgas põllukultuuride identifitseerimise, põllukultuuri ala määratluse ja põllukultuuride oleku kohta. Satelliidiandmeid kasutatakse põllumajanduse tulemuslikkuse täpseks juhtimiseks ja jälgimiseks erinevatel tasanditel. Neid andmeid saab kasutada põllumajanduse optimeerimiseks ja tehniliste toimingute ruumiliselt orienteeritud juhtimiseks. Pildid võivad aidata määrata põllukultuuride asukohta ja maa ammendumise ulatust ning neid saab seejärel kasutada töötlemisplaani väljatöötamiseks ja rakendamiseks, et optimeerida põllumajanduskemikaalide kohalikku kasutamist. Kaugseire peamised põllumajanduslikud rakendused on järgmised:

• taimestik:
  • põllukultuuride liigitus
  • põllukultuuride seisundi hindamine (saagi seire, kahjustuste hindamine)
  • saagikuse hindamine

• pinnas
  • mulla omaduste kuvamine
  • mullatüübi kuvamine
  • pinnase erosioon
  • mulla niiskus
  • mullaharimispraktika väljapanek

Metsakatte seire

Kaugseiret kasutatakse ka metsakatte jälgimiseks ja liikide määramiseks. Sel viisil saadud kaardid võivad katta suure ala, kuvades samal ajal üksikasjalikke mõõtmisi ja ala tunnuseid (puude tüüp, kõrgus, tihedus). Kaugseireandmeid kasutades on võimalik määratleda ja piiritleda erinevaid metsatüüpe, mida traditsiooniliste meetoditega maapinnal oleks raske saavutada. Andmed on saadaval mitmesugustes mõõtkavades ja eraldusvõimetes, et need vastaksid kohalikele või piirkondlikele nõuetele. Nõuded maastikukuva detailidele sõltuvad uuringu mastaabist. Metsakatte muutuste (tekstuur, lehtede tihedus) kuvamiseks rakendage:

• multispektraalsed kujutised: liikide täpseks tuvastamiseks on vaja väga kõrge eraldusvõimega andmeid

• sama territooriumi mitut pilti kasutatakse teabe saamiseks erinevat tüüpi hooajaliste muutuste kohta

• stereofotod - liikide eristamiseks, puude tiheduse ja kõrguse hindamiseks. Stereofotod pakuvad ainulaadset vaadet metsakattele, millele pääseb ligi ainult kaugseiretehnoloogia abil

• Radarid on niiskes troopikas laialdaselt kasutusel tänu nende võimele saada pilte igasugustes ilmastikutingimustes

• Lidars võimaldab saada metsa 3-mõõtmelise struktuuri, tuvastada maapinna ja sellel asuvate objektide kõrguse muutusi. Lidari andmed aitavad hinnata puude kõrgust, võra pindala ja puude arvu pindalaühiku kohta.

Pinna jälgimine

Pinnaseire on üks olulisemaid ja tüüpilisemaid kaugseire rakendusi. Saadud andmete põhjal määratakse maapinna füüsikaline seisund, näiteks metsad, karjamaad, teekatted jne, sealhulgas inimtegevuse tulemused, näiteks maastik tööstus- ja elamupiirkondades, põllumajanduslike alade seisund. , jne. Esialgu tuleks luua maakatte klassifikatsioonisüsteem, mis tavaliselt hõlmab maatasemeid ja -klasse. Tasemed ja hinded tuleks välja töötada, võttes arvesse kasutuseesmärki (riiklik, piirkondlik või kohalik), kaugseireandmete ruumilist ja spektraalset eraldusvõimet, kasutaja taotlust jne.

Maapinna seisundi muutuste tuvastamine on vajalik maakattekaartide uuendamiseks ja loodusvarade kasutamise ratsionaliseerimiseks. Muudatused leitakse tavaliselt siis, kui võrreldakse mitut mitut andmekihti sisaldavat pilti ja mõnel juhul võrreldakse vanu kaarte ja uuendatud kaugseire pilte.

• hooajaline muutus: põllumajandusmaa ja lehtmetsad muutuvad hooajaliselt

• iga-aastased muutused: muutused maapinnas või maakasutuse pindalas, näiteks metsade hävitamine või valglinnastumine

Teave maapinna ja taimkatte muutuste kohta on otseselt vajalik keskkonnakaitsepoliitika määratlemiseks ja elluviimiseks ning seda saab kasutada koos muude andmetega keerukate arvutuste tegemiseks (näiteks erosiooniriskide määramiseks).

Geodeesia

Õhusaadete uuringute andmete kogumist kasutati esmakordselt allveelaevade tuvastamiseks ja sõjaliste kaartide koostamiseks kasutatavate gravitatsiooniandmete saamiseks. Need andmed esindavad Maa gravitatsioonivälja hetkeliste häirete tasemeid, mille abil saab määrata muutusi Maa masside jaotuses, mida omakorda võib vaja minna erinevate geoloogiliste uuringute jaoks.

Akustilised ja peaaegu akustilised rakendused

• Sonar: passiivne sonar, salvestab helilaineid, mis lähtuvad teistest objektidest (laev, vaal jne); aktiivne sonar, kiirgab helilainete impulsse ja registreerib peegeldunud signaali. Kasutatakse veealuste objektide ja maastiku parameetrite tuvastamiseks, asukoha määramiseks ja mõõtmiseks.

• Seismograafid on spetsiaalne mõõteseade, mida kasutatakse igat tüüpi seismiliste lainete tuvastamiseks ja registreerimiseks. Teatud piirkonnas erinevates kohtades tehtud seismogrammide abil on võimalik määrata maavärina epitsenter ja mõõta selle amplituudi (pärast selle toimumist), võrreldes võnkumiste suhtelist intensiivsust ja täpset ajastust.

• Ultraheli: ultraheliandurid, mis kiirgavad kõrgsageduslikke impulsse ja salvestavad peegeldunud signaali. Kasutatakse veelainete tuvastamiseks ja veetaseme määramiseks.

Suuremahuliste vaatluste seeria koordineerimisel sõltub enamik andurisüsteemidest järgmistest teguritest: platvormi asukoht ja andurite orientatsioon. Kvaliteetsed instrumendid tuginevad tänapäeval sageli satelliitnavigatsioonisüsteemide asukohateabele. Pööramine ja orientatsioon määratakse sageli elektrooniliste kompassidega, mille täpsus on umbes üks kuni kaks kraadi. Kompassid võivad mõõta mitte ainult asimuuti (st kõrvalekalde kraadi magnetilisest põhjast), vaid ka kõrgust (kõrvalekalde väärtust merepinnast), kuna magnetvälja suund Maa suhtes sõltub laiuskraadist, millel vaatlus tehakse. toimub. Täpsemaks orienteerumiseks on vaja kasutada inertsiaalset navigeerimist, mida on perioodiliselt korrigeeritud erinevate meetoditega, sh navigeerimine tähtede või tuntud orientiiride järgi.

Ülevaade peamistest kaugseireriistadest

• Põhiliselt kasutatakse radareid lennujuhtimissüsteemides, varajase hoiatamise süsteemides, metsaseires, põllumajanduses ja suuremahuliste meteoroloogiliste andmete hankimisel. Doppleri radarit kasutavad õiguskaitseorganid sõidukite kiiruse kontrollimiseks, samuti tuule kiiruse ja suuna, sademete asukoha ja intensiivsuse meteoroloogiliste andmete saamiseks. Muud tüüpi saadud teabe hulka kuuluvad andmed ioniseeritud gaasi kohta ionosfääris. Tehisava interferomeetrilist radarit kasutatakse maastiku suurte alade täpsete digitaalsete kõrgusmudelite saamiseks.

• Satelliitlaser- ja radarkõrgusmõõturid pakuvad laia valikut andmeid. Mõõtes gravitatsioonist põhjustatud ookeani veetaseme kõikumisi, kuvavad need instrumendid merepõhja topograafiat eraldusvõimega üks miil. Mõõtes kõrgusemõõtjatega ookeanilainete kõrgust ja lainepikkust, saab teada tuule kiirust ja suunda, aga ka ookeani pinnavoolude kiirust ja suunda.

• Ultraheli (akustilisi) ja radar-andureid kasutatakse merepinna, mõõna ja mõõna mõõtmiseks ning lainete suuna määramiseks rannikumere piirkondades.

• Valgustuvastuse ja kauguse määramise tehnoloogia (LIDAR) on hästi tuntud oma rakenduste poolest sõjalises valdkonnas, eelkõige mürskude lasernavigatsioonis. LIDAR-i kasutatakse ka erinevate kemikaalide kontsentratsiooni tuvastamiseks ja mõõtmiseks atmosfääris, lennuki pardal oleva LIDARi abil saab aga mõõta maapinnal olevate objektide ja nähtuste kõrgust suurema täpsusega, kui seda on võimalik saavutada radaritehnoloogiaga. Taimestiku kaugseire on ka LIDARi üks peamisi rakendusi.

• Kõige sagedamini kasutatavad instrumendid on radiomeetrid ja fotomeetrid. Nad püüavad peegeldunud ja emiteeritud kiirgust laias sagedusvahemikus. Levinumad on nähtavad ja infrapunaandurid, millele järgnevad mikrolained, gammakiirguse andurid ja harvem ultraviolettkiirguse andurid. Neid instrumente saab kasutada ka erinevate kemikaalide emissioonispektri tuvastamiseks, andes andmeid nende kontsentratsiooni kohta atmosfääris.

• Aerofotograafia stereopilte kasutatakse sageli Maapinna taimestiku sondeerimiseks, samuti topograafiliste kaartide loomiseks potentsiaalsete marsruutide väljatöötamisel, analüüsides maastikupilte, kombineerituna maapealsete meetoditega saadud keskkonnatunnuste modelleerimisega.

• Multispektraalsed platvormid, nagu Landsat, on olnud aktiivselt kasutusel alates 1970. aastatest. Neid instrumente on kasutatud temaatiliste kaartide loomiseks elektromagnetilise spektri mitme lainepikkuse (mitmespektriga) pildistamise teel ja neid kasutatakse tavaliselt Maa vaatlussatelliitidel. Selliste missioonide näideteks on programm Landsat või satelliit IKONOS. Temaatilise kaardistamise teel saadud maakatte- ja maakasutuskaarte saab kasutada maavarade uurimisel, maakasutuse, metsade raadamise avastamisel ja jälgimisel ning taime- ja põllukultuuride tervise uurimisel, sealhulgas ulatuslikel põllu- või metsamaadel. Regulaatorid kasutavad Landsati satelliidipilte, et jälgida veekvaliteedi parameetreid, sealhulgas Secchi sügavust, klorofülli tihedust ja üldfosforit. Meteoroloogilisi satelliite kasutatakse meteoroloogias ja klimatoloogias.

• Spektraalne kujutis loob kujutisi, milles iga piksel sisaldab täielikku spektriteavet, kuvades kitsas spektrivahemikus pidevas spektris. Spektraalseid kujutise seadmeid kasutatakse mitmesuguste probleemide lahendamiseks, sealhulgas mineraloogia, bioloogia, sõjaliste asjade ja keskkonnamõõtmiste jaoks.

• Kõrbestumise vastase võitluse raames võimaldab kaugseire abil vaadelda pikaajaliselt ohustatud alasid, määrata kõrbestumise tegurid, hinnata nende mõju sügavust ning anda otsustajatele vajalikku teavet asjakohaste keskkonnakaitsemeetmete võtmiseks.

Andmetöötlus

Kaugseire puhul kasutatakse reeglina digitaalset andmetöötlust, kuna just sellises vormingus võetakse praegu vastu kaugseire andmeid. Digitaalses vormingus on infot lihtsam töödelda ja salvestada. Kahemõõtmelist kujutist ühes spektrivahemikus saab esitada arvude maatriksina (kahemõõtmelise massiivina) I (i, j), millest igaüks tähistab anduri poolt Maa pinna elemendilt vastuvõetud kiirguse intensiivsust, mis vastab ühele pildi pikslile.

Pilt koosneb n x m pikslit, igal pikslil on koordinaadid (i, j)- rea number ja veeru number. Number I (i, j)- täisarv ja seda nimetatakse piksli halli tasemeks (või spektraalseks heleduseks). (i, j)... Kui kujutis saadakse elektromagnetilise spektri mitmes vahemikus, siis kujutatakse seda numbritest koosneva kolmemõõtmelise võrega I (i, j, k), kus k Kas spektraalkanali number. Matemaatilisest küljest ei ole sellisel kujul saadud digitaalsete andmete töötlemine keeruline.

Pildi korrektseks reprodutseerimiseks teabe vastuvõtupunktide edastatud digitaalsetel kirjetel on vaja teada kirje vormingut (andmestruktuuri), samuti ridade ja veergude arvu. Kasutatakse nelja vormingut, mis järjestavad andmed järgmiselt:

• tsoonide jada ( Band Sequental, BSQ);

• tsoonid vahelduvad mööda jooni ( Bänd Interleaved by Line, BIL);
• tsoonid vahelduvad pikslites ( Pixeli interleaved, BIP);
• tsoonide jada teabe tihendamisega failiks rühmakodeerimise meetodil (näiteks jpg-vormingus).

V BSQ- formaat iga ala pilt sisaldub eraldi failis. See on mugav, kui pole vaja töötada kõigi tsoonidega korraga. Ühte tsooni on lihtne lugeda ja visualiseerida, tsooni pilte saab laadida mis tahes soovitud järjekorras.

V BIL- formaat tsooniandmed kirjutatakse ühte faili ridade kaupa, kusjuures tsoonid vahelduvad mööda ridu: 1. tsooni 1. rida, 2. tsooni 1. rida, ..., 1. tsooni 2. rida, 2. rida 2. tsooni jne. Selline salvestamine on mugav, kui kõiki tsoone analüüsitakse samaaegselt.

V BIP- formaat iga piksli spektraalse heleduse tsooniväärtused salvestatakse järjestikku: esiteks iga tsooni esimese piksli väärtused, seejärel iga tsooni teise piksli väärtused jne. Seda vormingut nimetatakse kombineeritud vorminguks. . See on mugav mitmetsoonilise pildi pikslite kaupa töötlemisel, näiteks klassifitseerimisalgoritmides.

Grupi kodeerimine kasutatakse rasterinformatsiooni hulga vähendamiseks. Sellised vormingud on mugavad suurte piltide salvestamiseks, nendega töötamiseks peab teil olema vahend andmete lahtipakkimiseks.

Pildifailidega on tavaliselt kaasas järgmine hetktõmmistega seotud lisateave.

• andmefaili kirjeldus (formaat, ridade ja veergude arv, eraldusvõime jne);

• statistilised andmed (heleduse jaotuse tunnused - minimaalne, maksimaalne ja keskmine väärtus, dispersioon);
• kaardi projektsiooni andmed.

Täiendav teave sisaldub kas pildifaili päises või eraldi tekstifailis, millel on sama nimetus pildifail.

Vastavalt keerukuse astmele erinevad kasutajatele pakutava CW töötlemise järgmised tasemed:

• 1A – üksikute andurite tundlikkuse erinevustest põhjustatud moonutuste radiomeetriline korrigeerimine.

• 1B - radiomeetriline korrektsioon töötlemistasemel 1A ja süstemaatiliste andurite moonutuste geomeetriline korrigeerimine, sealhulgas panoraammoonutused, Maa pöörlemisest ja kumerusest põhjustatud moonutused, satelliidi orbiidi kõrguse kõikumised.

• 2A on kujutatud kujutise korrigeerimine 1B tasemel ja korrektsioon vastavalt etteantud geomeetrilisele projektsioonile ilma maapealseid juhtimispunkte kasutamata. Geomeetriliseks korrektsiooniks globaalne digitaalne kõrgusmudel ( DEM, DEM) 1 km sammuga maapinnal. Kasutatud geomeetriline korrektsioon välistab anduri süstemaatilised moonutused ja projitseerib pildi standardprojektsiooniks ( UTM WGS-84), kasutades teadaolevaid parameetreid (satelliidi efemeriidi andmed, ruumiline asukoht jne).

• 2B - pildi korrigeerimine 1B tasemel ja korrektsioon vastavalt etteantud geomeetrilisele projektsioonile, kasutades maapealseid juhtimispunkte;

• 3 - pildi korrigeerimine 2B tasemel pluss korrigeerimine maastiku DEM (ortorektifikatsioon) abil.

• S - pildi korrigeerimine võrdluspildi abil.

Kaugseirest saadavate andmete kvaliteet sõltub nende ruumilisest, spektraalsest, radiomeetrilisest ja ajalisest eraldusvõimest.

Ruumiline eraldusvõime

Seda iseloomustab rasterpildile salvestatud piksli suurus (Maa pinnal) - tavaliselt vahemikus 1 kuni 4000 meetrit.

Spektri eraldusvõime

Landsati andmed hõlmavad seitset riba, sealhulgas infrapunaspektrit, vahemikus 0,07 kuni 2,1 µm. Earth Observing-1 seadme Hyperion andur on võimeline registreerima 220 spektririba vahemikus 0,4–2,5 µm, spektraalse eraldusvõimega 0,1–0,11 µm.

Radiomeetriline eraldusvõime

Signaalitasemete arv, mida andur suudab salvestada. Tavaliselt jääb see vahemikku 8–14 bitti, mille tulemuseks on 256–16 384 taset. See omadus oleneb ka instrumendi müratasemest.

Ajutine luba

Satelliidi lennusagedus üle huvipakkuva pinna. See on kasulik pildiseeria uurimisel, näiteks metsade dünaamikat uurides. Algselt viidi seeria analüüs läbi sõjaväeluure vajadusteks, eelkõige infrastruktuuri muutuste, vaenlase liikumise jälgimiseks.

Kaugseire andmetel põhinevate täpsete kaartide loomiseks on vaja teisendust, mis eemaldab geomeetrilisi moonutusi. Maapinna kujutis, mille seade on suunatud otse alla, sisaldab moonutamata kujutist ainult pildi keskel. Servadele nihkudes muutuvad pildil olevate punktide vahelised kaugused ja Maal vastavad kaugused järjest erinevamaks. Selliste moonutuste korrigeerimine toimub fotogrammeetria protsessi käigus. Alates 1990. aastate algusest on enamik kaubanduslikke satelliidipilte müüdud juba parandatuna.

Lisaks võib olla vajalik radiomeetriline või atmosfääriline korrektsioon. Radiomeetriline korrektsioon teisendab diskreetsed signaalitasemed, näiteks 0 kuni 255, nende tegelikeks füüsilisteks väärtusteks. Atmosfäärikorrektsioon eemaldab atmosfääri olemasolust põhjustatud spektraalmoonutused.