سرگئی رونیویخ، معاون رئیس اداره گلوناس، مدیر بخش توسعه سیستم گلوناس، دانشگاهیان م.ف. رشتنف "

شاید هیچ شاخه ای از اقتصاد وجود نداشته باشد که در آن از فناوری های ناوبری ماهواره ای استفاده نشده باشد - از انواع حمل و نقل گرفته تا کشاورزی. و حوزه های کاربردی دائما در حال گسترش هستند. علاوه بر این، در بیشتر موارد، دستگاه های دریافت کننده سیگنال هایی را از حداقل دو سیستم ناوبری جهانی دریافت می کنند - GPS و GLONASS.

وضعیت موضوع

اتفاقاً استفاده از GLONASS در صنعت فضایی در روسیه به اندازه ای که انتظار می رود نیست، با توجه به این واقعیت که توسعه دهنده اصلی سیستم GLONASS Roskosmos است. بله، در حال حاضر بسیاری از فضاپیماها، وسایل نقلیه پرتاب و مراحل بالای ما گیرنده های GLONASS را به عنوان بخشی از تجهیزات داخل هواپیما دارند. اما تا کنون آنها یا وسیله کمکی هستند یا به عنوان بخشی از بار مورد استفاده قرار می گیرند. تاکنون، برای انجام اندازه‌گیری‌های مسیر، تعیین مدارهای فضاپیماهای نزدیک به زمین، همگام‌سازی، در بیشتر موارد، از ابزارهای زمینی مجموعه فرماندهی اندازه‌گیری استفاده می‌شود که بسیاری از آنها مدت طولانی عمر مفید خود را کاهش داده‌اند. علاوه بر این، ابزارهای اندازه گیری در قلمرو فدراسیون روسیه قرار دارند، که اجازه نمی دهد پوشش جهانی کل مسیر فضاپیما را فراهم کند، که بر دقت مدار تأثیر می گذارد. استفاده از گیرنده‌های ناوبری GLONASS به عنوان بخشی از تجهیزات استاندارد روی برد برای اندازه‌گیری مسیر، دستیابی به دقت مدار فضاپیماهای مدار پایین (که بخش اعظم صورت فلکی مداری را تشکیل می‌دهند) در سطح 10 سانتی‌متر در هر مکانی ممکن می‌سازد. نقطه مدار در زمان واقعی در عین حال، نیازی به مشارکت ابزارهای مجموعه فرماندهی اندازه گیری در انجام اندازه گیری های مسیر، صرف بودجه برای اطمینان از عملکرد آنها و نگهداری پرسنل نیست. کافی است یک یا دو ایستگاه برای دریافت اطلاعات ناوبری از هواپیما و ارسال آن به مرکز کنترل پرواز برای رفع مشکلات برنامه ریزی داشته باشید. این رویکرد کل استراتژی پشتیبانی بالستیک و ناوبری را تغییر می دهد. اما، با این وجود، این فناوری در حال حاضر به خوبی در جهان توسعه یافته است و هیچ مشکل خاصی را ارائه نمی دهد. این فقط مستلزم تصمیم گیری در مورد انتقال به چنین فناوری است.

تعداد قابل توجهی از فضاپیماهای مدار پایین، ماهواره هایی برای سنجش از دور زمین و حل مشکلات علمی هستند. با توسعه فناوری ها و ابزارهای رصد، افزایش وضوح، الزامات برای صحت اتصال اطلاعات هدف دریافتی به مختصات ماهواره در زمان بررسی افزایش می یابد. در حالت پسینی، برای پردازش تصاویر و داده های علمی، در بسیاری از موارد، دقت مدار باید در سطح سانتی متر مشخص باشد.

برای فضاپیماهای ویژه کلاس ژئودتیک (مانند Lageos، Etalon) که به طور ویژه برای حل مشکلات اساسی مطالعه زمین و اصلاح مدل های حرکت فضاپیما ایجاد شده اند، دقت سانتی متری مدارها قبلاً به دست آمده است. اما باید در نظر داشت که این وسایل نقلیه خارج از جو پرواز می کنند و کروی هستند تا عدم قطعیت اختلالات فشار خورشید را به حداقل برسانند. برای اندازه‌گیری مسیر، از یک شبکه جهانی بین‌المللی از فاصله‌یاب‌های لیزری استفاده می‌شود که ارزان نیست و عملکرد ابزارها به شدت به شرایط آب و هوایی وابسته است.

ERS و فضاپیمای علمی عمدتاً در ارتفاعات تا 2000 کیلومتر پرواز می کنند، شکل هندسی پیچیده ای دارند و به طور کامل توسط جو و فشار خورشید مختل می شوند. همیشه نمی توان از امکانات لیزری خدمات بین المللی استفاده کرد. بنابراین، کار دستیابی به مدار چنین ماهواره هایی با دقت سانتی متری بسیار دشوار است. استفاده از مدل های حرکتی خاص و روش های پردازش اطلاعات الزامی است. در طول 10-15 سال گذشته، پیشرفت قابل توجهی در عمل جهانی برای حل چنین مشکلاتی با استفاده از گیرنده های ناوبری GNSS با دقت بالا (عمدتاً GPS) صورت گرفته است. پیشگام در این منطقه ماهواره Topex-Poseidon (پروژه مشترک NASA-CNES، 1992-2005، ارتفاع 1336 کیلومتر، شیب 66) بود که دقت مداری آن 20 سال پیش در سطح 10 سانتی متر (2.5 سانتی متر در) ارائه شد. شعاع).

در دهه آینده در فدراسیون روسیه، قرار است تعداد زیادی فضاپیمای ERS برای حل مشکلات کاربردی برای اهداف مختلف به فضا پرتاب شود. به طور خاص، برای تعدادی از سیستم های فضایی، اتصال اطلاعات هدف با دقت بسیار بالا مورد نیاز است. اینها وظایف شناسایی، نقشه برداری، نظارت بر شرایط یخ، شرایط اضطراری، هواشناسی، و همچنین تعدادی از وظایف علمی اساسی در زمینه مطالعه زمین و اقیانوس جهانی، ساخت یک مدل ژئویدی دینامیکی با دقت بالا، بالا می باشد. مدل‌های دینامیکی دقیق یونوسفر و جو دقت موقعیت فضاپیما از قبل در سطح سانتی متر در کل مدار مورد نیاز است. این در مورد دقت پسین است.

این دیگر کار آسانی برای بالستیک فضایی نیست. شاید تنها راهی که می تواند راه حلی برای این مشکل ارائه دهد، استفاده از اندازه گیری های گیرنده ناوبری GNSS و ابزار مربوطه برای پردازش با دقت بالا اطلاعات ناوبری بر روی زمین باشد. در بیشتر موارد این گیرنده ترکیبی GPS و GLONASS است. در برخی موارد، ممکن است الزامات فقط برای استفاده از سیستم GLONASS مطرح شود.

آزمایش بر روی تعیین دقیق مدارها با استفاده از GLONASS

در کشور ما، فناوری به دست آوردن مختصات با دقت بالا با استفاده از گیرنده های ناوبری کلاس ژئودتیک برای حل مسائل ژئودتیک و ژئودینامیک در سطح زمین کاملاً توسعه یافته است. این به اصطلاح یک فناوری موقعیت یابی دقیق نقطه است. یکی از ویژگی های این فناوری موارد زیر است:

* برای پردازش اندازه گیری های گیرنده ناوبری، که مختصات آن باید روشن شود، از اطلاعات فریم های ناوبری سیگنال های GNSS استفاده نمی شود. سیگنال‌های ناوبری فقط برای اندازه‌گیری برد، عمدتاً بر اساس اندازه‌گیری فاز حامل سیگنال استفاده می‌شوند.

* مدارهای با دقت بالا و تصحیحات ساعت درونی، که بر اساس پردازش مداوم اندازه‌گیری‌های شبکه جهانی ایستگاه‌های دریافت سیگنال‌های ناوبری GNSS به دست می‌آیند، به عنوان اطلاعات زمان ناوبری فضاپیمای ناوبری استفاده می‌شوند. اکثر راه حل ها در حال حاضر توسط سرویس بین المللی GNSS (IGS) استفاده می شود.

* اندازه گیری های گیرنده ناوبری، که مختصات آن باید مشخص شود، همراه با اطلاعات با دقت بالا با استفاده از روش های پردازش ویژه پردازش می شود.

در نتیجه می توان مختصات گیرنده (مرکز فاز آنتن گیرنده) را با دقت چند سانتی متر بدست آورد.

برای حل مشکلات علمی، و همچنین برای وظایف مدیریت زمین، کاداستر، ساخت و ساز در روسیه، چندین سال است که چنین وسایلی وجود داشته و به طور گسترده استفاده می شود. در عین حال، نویسنده هنوز اطلاعاتی در مورد ابزارهایی که می تواند مشکلات تعیین دقیق مدارهای فضاپیماهای مدار پایین را حل کند، نداشته است.

یک آزمایش ابتکاری که چند ماه پیش انجام شد نشان داد که ما نمونه‌های اولیه چنین وسایلی را داریم و می‌توان از آن‌ها برای ایجاد وسایل استاندارد مخصوص صنعت برای پشتیبانی بالستیک و ناوبری با دقت بالا برای فضاپیماهای مدار پایین استفاده کرد.

در نتیجه آزمایش، امکان استفاده از نمونه های اولیه موجود برای تعیین دقیق مدار فضاپیمای LEO در سطح چند سانتی متری تایید شد.

برای این آزمایش، یک ERS داخلی پرنده "Resurs-P" شماره 1 انتخاب شد (مدار نزدیک به دایره خورشیدی سنکرون با ارتفاع متوسط ​​475 کیلومتر)، مجهز به گیرنده ناوبری ترکیبی GLONASS / GPS. برای تایید نتیجه، پردازش داده ها برای فضاپیمای ژئودتیکی سیستم GRACE (پروژه مشترک ناسا و DLR، 2002-2016، ارتفاع 500 کیلومتر، شیب 90) تکرار شد، که گیرنده های GPS روی آن نصب شده بودند. ویژگی های آزمایش به شرح زیر است:

* به منظور ارزیابی قابلیت های سیستم GLONASS برای تعیین مدار فضاپیمای Resurs-P (نمای کلی در شکل 1 نشان داده شده است)، فقط از اندازه گیری های GLONASS استفاده شد (4 مجموعه گیرنده ناوبری داخلی که توسط JSC RIRV توسعه یافته است).

* برای به دست آوردن مدار فضاپیمای سیستم GRACE (نمای کلی در شکل 2 نشان داده شده است)، فقط از اندازه گیری های GPS استفاده شد (اندازه گیری ها به رایگان در دسترس هستند).

* گذر زمان ها و اصلاحات با دقت بالا در ساعت های روی برد ماهواره های ناوبری سیستم های GLONASS و GPS که در IAC KVNO TsNIIMash بر اساس پردازش اندازه گیری های ایستگاه های شبکه جهانی IGS به دست آمده است (داده ها عبارتند از به صورت رایگان در دسترس است)، به عنوان اطلاعات کمکی استفاده شد. تخمین IGS از دقت این داده ها در شکل 1 نشان داده شده است. 3 و حدود 2.5 سانتی متر است.موقعیت شبکه جهانی ایستگاه های GLONASS / GPS سرویس IGS در شکل نشان داده شده است. 4

* نمونه اولیه مجتمع سخت افزاری و نرم افزاری که تعیین دقیق مدار فضاپیماهای مدار پایین را ارائه می دهد (توسعه ابتکاری JSC "GEO-MCC"). این نمونه همچنین رمزگشایی اندازه‌گیری‌های گیرنده‌های درون‌برد فضاپیمای Resurs-P را با استفاده از اطلاعات با دقت بالا و با در نظر گرفتن ویژگی‌های عملکرد نشست گیرنده‌های آنبورد ارائه می‌کند. نمونه اولیه با توجه به اندازه گیری های فضاپیمای سیستم GRACE آزمایش شد.

برنج. 1. نمای کلی فضاپیمای Resurs-P.

برنج. 2. نمای کلی فضاپیمای سیستم GRACE.

برنج. 3. ارزیابی دقت IAC KVNO TsNIIMash ephemeris توسط سرویس IGS. دقت اطلاعات ناوبری کمکی فضاپیمای ناوبری GLONASS (نام - IAC، نقاط آبی تیره روی نمودار) 2.5 سانتی متر است.

برنج. 4. موقعیت شبکه جهانی ایستگاه های GLONASS / GPS سرویس بین المللی IGS (منبع - http://igscb.jpl.nasa.gov/network/iglos.html).

در نتیجه آزمایش، یک نتیجه بی سابقه برای پشتیبانی بالستیک و ناوبری داخلی فضاپیماهای مدار پایین به دست آمد:

* با در نظر گرفتن اطلاعات کمکی و اندازه‌گیری‌های واقعی گیرنده‌های ناوبری درون‌برد فضاپیمای Resurs-P، مداری با دقت بالا از این فضاپیما با دقت 8-10 سانتی‌متر تنها از اندازه‌گیری‌های GLONASS به‌دست آمد (شکل 5 را ببینید). .

* به منظور تأیید نتیجه در طول آزمایش، محاسبات مشابهی برای فضاپیمای ژئودتیکی سیستم GRACE، اما با استفاده از اندازه‌گیری‌های GPS انجام شد (شکل 6 را ببینید). دقت مداری این فضاپیماها در سطح 3-5 سانتی متر به دست آمد که کاملاً با نتایج مراکز تحلیل پیشرو سرویس IGS مطابقت دارد.

برنج. 5. دقت مدار فضاپیمای "Resurs-P" که از اندازه‌گیری‌های GLONASS فقط با استفاده از اطلاعات کمکی به دست آمده است، که از اندازه‌گیری‌های چهار مجموعه گیرنده ناوبری درونی تخمین زده می‌شود.

برنج. 6. دقت مدار فضاپیمای GRACE-B که از اندازه گیری های GPS فقط با استفاده از اطلاعات کمکی به دست می آید.

سیستم ANNKA مرحله اول

بر اساس نتایج آزمایش، نتایج زیر به طور عینی به دست می آید:

در روسیه، توسعه داخلی قابل توجهی برای حل مشکلات تعیین دقیق مدارهای فضاپیمای LEO در سطح رقابتی با مراکز پردازش اطلاعات خارجی وجود دارد. بر اساس این زمینه، ایجاد یک مرکز بالستیک صنعتی دائمی برای حل چنین مشکلاتی نیازی به هزینه های کلان نخواهد داشت. این مرکز می‌تواند به کلیه سازمان‌های علاقه‌مندی که نیازمند الزام‌آوری به مختصات اطلاعات ماهواره‌های سنجش از دور هستند، خدمات تعیین دقیق مدار هر ماهواره سنجش از دور مجهز به تجهیزات ناوبری ماهواره‌ای GLONASS و/یا GLONASS/GPS را ارائه دهد. در آینده می توان از اندازه گیری های سیستم چینی BeiDou و گالیله اروپایی نیز استفاده کرد.

برای اولین بار نشان داده شده است که اندازه گیری های سیستم GLONASS هنگام حل مسائل با دقت بالا می تواند دقت راه حل را عملاً بدتر از اندازه گیری های GPS ارائه دهد. دقت نهایی عمدتاً به دقت اطلاعات کمک‌کننده زودگذر و دقت دانش مدل حرکت فضاپیما در مدار پایین بستگی دارد.

ارائه نتایج سیستم های سنجش از دور داخلی با ارجاع با دقت بالا به مختصات، اهمیت و رقابت پذیری آن را (با در نظر گرفتن رشد و قیمت بازار) در بازار جهانی برای نتایج سنجش از دور زمین به طور چشمگیری افزایش می دهد.

بنابراین، برای ایجاد اولین مرحله از سیستم ناوبری کمکی برای LEO SC (نام رمز - سیستم ANNKA) در فدراسیون روسیه، تمام اجزا در دسترس هستند (یا در دست ساخت هستند):

* نرم افزار ویژه اساسی خود را دارد که به طور مستقل از اپراتورهای GLONASS و GPS اجازه می دهد تا اطلاعات با دقت بالا را دریافت کند.

* یک نمونه اولیه از نرم افزار ویژه وجود دارد که بر اساس آن می توان یک مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری استاندارد برای تعیین مدارهای فضاپیمای LEO با دقت سانتی متر در کوتاه ترین زمان ممکن ایجاد کرد.

* نمونه های داخلی گیرنده های ناوبری موجود است که امکان حل مشکل را با چنین دقتی فراهم می کند.

* Roscosmos در حال ایجاد شبکه جهانی ایستگاه های دریافت سیگنال ناوبری GNSS است.

معماری سیستم ANNKA برای اجرای مرحله اول (حالت خلفی) در شکل نشان داده شده است. 7.

عملکرد سیستم به شرح زیر است:

* دریافت اندازه گیری از شبکه جهانی به مرکز پردازش اطلاعات سیستم ANNKA.

* تشکیل گذرگاه های با دقت بالا برای ماهواره های ناوبری سیستم های GLONASS و GPS (در آینده - برای سیستم های BeiDou و Galileo) در مرکز ANNKA.

* به دست آوردن اندازه گیری تجهیزات ناوبری ماهواره ای نصب شده بر روی ماهواره ERS مدار پایین و انتقال آن به مرکز ANNKA.

* محاسبه مدار با دقت بالا فضاپیمای سنجش از راه دور در مرکز ANNKA.

* انتقال مدار با دقت بالا فضاپیمای سنجش از دور به مرکز پردازش داده مجموعه ویژه زمینی سیستم سنجش از دور.

این سیستم می تواند در اسرع وقت ایجاد شود، حتی در چارچوب اقدامات موجود برنامه هدف فدرال برای نگهداری، توسعه و استفاده از سیستم GLONASS.

برنج. 7. معماری سیستم ANNKA در مرحله اول (حالت پسینی) که تعیین مدارهای فضاپیمای LEO را در سطح 3-5 سانتی متر تضمین می کند.

پیشرفتهای بعدی

توسعه بیشتر سیستم ANNKA به سمت اجرای حالت تعیین و پیش‌بینی با دقت بالا مدار فضاپیمای LEO در زمان واقعی روی عرشه می‌تواند کل ایدئولوژی پشتیبانی بالستیک و ناوبری چنین ماهواره‌هایی را به طور اساسی تغییر دهد و استفاده از آن را کاملاً کنار بگذارد. اندازه گیری وسایل زمینی مجموعه فرماندهی و اندازه گیری. سخت است که بگوییم چقدر است، اما هزینه های عملیاتی پشتیبانی بالستیک و ناوبری با در نظر گرفتن پرداخت برای کار دارایی های زمینی و پرسنل به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

در ایالات متحده آمریکا، ناسا بیش از 10 سال پیش چنین سیستمی را بر اساس یک سیستم ماهواره ای ارتباطی برای کنترل فضاپیمای TDRSS و سیستم ناوبری با دقت بالا جهانی GDGPS ایجاد کرد. این سیستم TASS نام داشت. این اطلاعات کمکی را برای تمام فضاپیماهای علمی و ماهواره‌های سنجش از دور در مدارهای پایین به منظور حل وظایف تعیین مدار در زمان واقعی در سطح 10-30 سانتی‌متر فراهم می‌کند.

معماری سیستم ANNKA در مرحله دوم، که حل مشکلات تعیین مدارها را با دقت 10-30 سانتی متر در زمان واقعی تضمین می کند، در شکل نشان داده شده است. هشت:

عملکرد سیستم ANNKA در مرحله دوم به شرح زیر است:

* دریافت اندازه گیری از ایستگاه ها برای دریافت سیگنال های ناوبری GNSS شبکه جهانی در زمان واقعی به مرکز پردازش داده ANNKA.

* شکل گیری گذر زمان با دقت بالا برای ماهواره های ناوبری سیستم های GLONASS و GPS (در آینده - برای سیستم های BeiDou و Galileo) در مرکز ANNKA در زمان واقعی.

* زبانه گذرا با دقت بالا در رله SC سیستم های ارتباطی (به طور مداوم، در زمان واقعی).

* ارسال نوسانات با دقت بالا (اطلاعات کمکی) توسط ماهواره‌ها-تکرارکننده‌ها برای فضاپیمای ERS در مدار پایین.

* به دست آوردن موقعیت با دقت بالا برای فضاپیمای سنجش از راه دور با استفاده از تجهیزات ناوبری ماهواره ای ویژه که قادر به پردازش سیگنال های ناوبری GNSS دریافتی همراه با اطلاعات کمکی است.

* انتقال اطلاعات هدف با ارجاع با دقت بالا به مرکز پردازش داده یک مجتمع ویژه سنجش از دور زمینی.

برنج. 8. معماری سیستم ANNKA در مرحله دوم (حالت بلادرنگ)، که تعیین مدارهای فضاپیمای LEO را در سطح 10-30 سانتی متر در زمان واقعی روی هواپیما تضمین می کند.

تجزیه و تحلیل قابلیت های موجود، نتایج تجربی نشان می دهد که فدراسیون روسیه زمینه خوبی برای ایجاد یک سیستم ناوبری کمکی با دقت بالا برای فضاپیماهای مدار پایین دارد که هزینه کنترل این وسایل نقلیه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و عقب ماندگی فضای پیشرو را کاهش می دهد. قدرت در زمینه ناوبری فضاپیما با دقت بالا در حل مشکلات فوری علمی و کاربردی. برای برداشتن گام لازم در تکامل فناوری کنترل LEO SC، تنها باید تصمیم مناسبی اتخاذ کرد.

سیستم ANNKA مرحله اول را می توان در اسرع وقت با حداقل هزینه ایجاد کرد.

برای ادامه مرحله دوم، لازم است مجموعه ای از اقداماتی که باید در چارچوب برنامه های هدفمند ایالتی یا فدرال پیش بینی شود، اجرا شود:

* ایجاد یک سیستم ماهواره ای ارتباطی ویژه برای اطمینان از کنترل مداوم فضاپیماهای نزدیک به زمین، چه در مدار زمین ثابت، چه در مدارهای شیبدار ژئوسنکرون.

* مدرن سازی مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری برای تشکیل کمک به اطلاعات ephemeris در زمان واقعی.

* تکمیل ایجاد شبکه جهانی ایستگاه های روسیه برای دریافت سیگنال های ناوبری از GNSS.

* توسعه و سازماندهی تولید گیرنده های ناوبری داخلی که قادر به پردازش سیگنال های ناوبری GNSS به همراه اطلاعات کمکی در زمان واقعی هستند.

اجرای این اقدامات کاری جدی، اما کاملاً قابل تحقق است. این می تواند توسط شرکت های URSC با در نظر گرفتن فعالیت های برنامه ریزی شده قبلی در چارچوب برنامه فضایی فدرال و در چارچوب برنامه هدف فدرال برای نگهداری، توسعه و استفاده از سیستم GLONASS، با در نظر گرفتن موارد مربوطه انجام شود. تنظیمات برآورد هزینه های ایجاد و اثر اقتصادی آن مرحله ضروری است که باید با در نظر گرفتن پروژه های برنامه ریزی شده برای ایجاد سیستم های فضایی مجتمع های سنجش از دور زمین، سیستم های ارتباطی ماهواره ای، سیستم های فضایی و مجتمع های علمی انجام شود. . اطمینان کامل وجود دارد که این هزینه ها نتیجه خواهد داد.

در پایان، نویسنده از متخصصان برجسته در زمینه ناوبری ماهواره ای داخلی، Arkady Tyulyakov، Vladimir Mitrikas، Dmitry Fedorov، Ivan Skakun برای سازماندهی آزمایش و تهیه مواد برای این مقاله، سرویس بین المللی IGS و رهبران آن صمیمانه تشکر می کند - Urs Hugentoble و Ruth Nilan - برای این فرصت، از اندازه‌گیری‌های شبکه جهانی ایستگاه‌ها برای دریافت سیگنال‌های ناوبری، و همچنین همه کسانی که کمک کردند و دخالت نکردند، استفاده کامل کنند.

ماهواره ERS "Resurs-P"

سنجش از دور زمین (ERS) - مشاهده سطح توسط هواپیماها و وسایل نقلیه فضایی مجهز به انواع تجهیزات تصویربرداری. محدوده کاری طول موج های دریافتی توسط تجهیزات نقشه برداری از کسری از یک میکرومتر (تابش نوری مرئی) تا متر (امواج رادیویی) است. روش‌های سنجش می‌توانند غیرفعال باشند، یعنی از تابش طبیعی بازتابیده یا حرارتی ثانویه اجسام بر روی سطح زمین، ناشی از فعالیت خورشیدی، و فعال، با استفاده از تشعشعات تحریک‌شده اجسام که توسط منبع مصنوعی کنش جهت‌دار آغاز می‌شوند، استفاده کنند. داده های سنجش از دور به دست آمده از (SC) با درجه زیادی از وابستگی به شفافیت جو مشخص می شود. بنابراین، فضاپیما از تجهیزات چند کانالی از انواع غیر فعال و فعال استفاده می کند که تابش الکترومغناطیسی را در محدوده های مختلف ثبت می کند.

تجهیزات ERS اولین فضاپیما که در دهه 1960 و 1970 پرتاب شد. از نوع ردیابی بود - طرح ریزی ناحیه اندازه گیری بر روی سطح زمین یک خط بود. بعداً تجهیزات ERS از نوع پانوراما ظاهر شد و گسترده شد - اسکنرها ، طرح ناحیه اندازه گیری بر روی سطح زمین یک نوار است.

فضاپیمای سنجش از دور زمین برای مطالعه منابع طبیعی زمین و حل مشکلات هواشناسی استفاده می شود. فضاپیماها برای مطالعه منابع طبیعی عمدتاً به تجهیزات نوری یا راداری مجهز هستند. مزایای دومی این است که اجازه می دهد تا سطح زمین را در هر زمانی از روز بدون توجه به وضعیت جو مشاهده کنید.

بررسی کلی

سنجش از دور روشی برای به دست آوردن اطلاعات در مورد یک شی یا پدیده بدون تماس فیزیکی مستقیم با این جسم است. سنجش از دور زیربخشی از جغرافیا است. در مفهوم امروزی، این اصطلاح عمدتاً به فناوری‌های سنجش هوا یا فضا از زمین به منظور شناسایی، طبقه‌بندی و تجزیه و تحلیل اشیاء روی سطح زمین و همچنین جو و اقیانوس با استفاده از سیگنال‌های منتشر شده (مثلاً الکترومغناطیسی) اشاره دارد. تابش - تشعشع). آنها به فعال (سیگنال برای اولین بار توسط یک هواپیما یا یک ماهواره فضایی منتشر می شود) و سنجش از راه دور غیرفعال (فقط سیگنال از منابع دیگر ضبط می شود، به عنوان مثال، نور خورشید) تقسیم می شوند.

سنسورهای سنجش از راه دور غیرفعال سیگنالی را ثبت می کنند که توسط یک شی یا قلمرو مجاور ساطع یا منعکس شده است. نور خورشید منعکس شده رایج ترین منبع تشعشعی است که توسط حسگرهای غیرفعال شناسایی می شود. نمونه‌هایی از سنجش از دور غیرفعال عبارتند از: عکاسی دیجیتال و فیلم، دستگاه‌های مادون قرمز، دستگاه‌های متصل به شارژ و رادیومترها.

دستگاه‌های فعال به نوبه خود سیگنالی را برای اسکن شی و فضا منتشر می‌کنند و پس از آن حسگر می‌تواند تشعشع منعکس شده یا تولید شده در اثر پراکندگی معکوس توسط هدف سنجش را شناسایی و اندازه‌گیری کند. نمونه‌هایی از حسگرهای سنجش از راه دور فعال رادار و لیدار هستند که تاخیر زمانی بین انتشار و ثبت سیگنال برگشتی را اندازه‌گیری می‌کنند، بنابراین مکان، سرعت و جهت یک جسم را تعیین می‌کنند.

سنجش از دور توانایی به دست آوردن داده ها را در مورد اجسام خطرناک، صعب العبور و با حرکت سریع فراهم می کند و همچنین امکان مشاهده در مناطق وسیعی از زمین را فراهم می کند. نمونه‌هایی از کاربردهای سنجش از راه دور شامل نظارت بر جنگل‌زدایی (به عنوان مثال، در حوضه آمازون)، وضعیت یخچال‌های طبیعی در قطب شمال و قطب جنوب، و اندازه‌گیری عمق اقیانوس با استفاده زیاد است. سنجش از دور همچنین جایگزین روش‌های گران‌قیمت و نسبتا کند جمع‌آوری اطلاعات از سطح زمین می‌شود و در عین حال عدم مداخله انسان در فرآیندهای طبیعی در مناطق یا اشیاء مشاهده‌شده را تضمین می‌کند.

دانشمندان با کمک فضاپیماهای در حال گردش، توانایی جمع آوری و انتقال داده ها در محدوده های مختلف طیف الکترومغناطیسی را دارند که در صورت ترکیب با اندازه گیری ها و تحلیل های بزرگتر هوا و زمین، طیف داده های لازم را برای نظارت بر پدیده ها و روندهای فعلی فراهم می کند. ال نینو و دیگران پدیده های طبیعی، چه در کوتاه مدت و چه در بلند مدت. سنجش از دور در زمینه علوم زمین (مثلاً مدیریت طبیعت)، کشاورزی (استفاده و حفاظت از منابع طبیعی)، امنیت ملی (نظارت بر مناطق مرزی) نیز دارای ارزش کاربردی است.

تکنیک های جمع آوری داده ها

هدف اصلی مطالعات چندطیفی و تجزیه و تحلیل داده‌های به‌دست‌آمده، اشیاء و سرزمین‌هایی است که انرژی ساطع می‌کنند که به آنها اجازه می‌دهد در پس زمینه محیط متمایز شوند. یک نمای کلی از سیستم های سنجش از دور ماهواره ای در جدول نمای کلی آمده است.

زمان تابستان معمولاً بهترین زمان برای به دست آوردن داده های سنجش از راه دور است (به ویژه، در این ماه ها خورشید در بالاترین حد افق و روز طولانی ترین است). یک استثنا از این قانون، کسب داده ها با استفاده از حسگرهای فعال (به عنوان مثال، رادار، لیدار)، و همچنین داده های حرارتی در محدوده طول موج بلند است. در تصویربرداری حرارتی که در آن حسگرها انرژی حرارتی را اندازه گیری می کنند، بهتر است از فاصله زمانی استفاده شود که اختلاف دمای زمین و دمای هوا بیشتر است. بنابراین، بهترین زمان برای این روش ها در ماه های سردتر و همچنین چند ساعت قبل از طلوع فجر در هر زمانی از سال است.

علاوه بر این، ملاحظات دیگری نیز وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. برای مثال، با کمک رادار، نمی توان تصویری از سطح برهنه زمین با پوشش ضخیم برفی به دست آورد. همین را می توان در مورد لیدار نیز گفت. با این حال، این حسگرهای فعال نسبت به نور (یا کمبود آن) حساس نیستند، که آنها را به انتخابی عالی برای کاربردهای عرض جغرافیایی بالا تبدیل می کند (به عنوان مثال). علاوه بر این، رادار و لیدار هر دو قادرند (بسته به طول موج های مورد استفاده) از سطح زیر سایه بان جنگل تصویربرداری کنند و در مناطقی که بیش از حد رشد کرده اند مفید باشند. از سوی دیگر، روش‌های جمع‌آوری داده‌های طیفی (هر دو روش تصویربرداری استریو و روش‌های چند طیفی) عمدتاً در روزهای آفتابی قابل اجرا هستند. داده‌های جمع‌آوری‌شده در شرایط نور کم نسبت سیگنال به نویز پایینی دارند که پردازش و تفسیر آن را دشوار می‌کند. علاوه بر این، در حالی که تصاویر استریو قادر به نمایش و شناسایی پوشش گیاهی و اکوسیستم هستند، این روش (مانند سنجش چند طیفی) نمی تواند به تاج درختان نفوذ کند و تصاویری از سطح زمین به دست آورد.

برنامه های سنجش از دور

سنجش از دور بیشتر در کشاورزی، ژئودزی، نقشه برداری، نظارت بر سطح زمین و اقیانوس و همچنین لایه های جو مورد استفاده قرار می گیرد.

کشاورزی

با کمک ماهواره ها می توان تصاویری از تک تک میدان ها، مناطق و نواحی را به صورت دوره ای با قطعیت به دست آورد. کاربران می توانند اطلاعات ارزشمندی در مورد وضعیت زمین، از جمله شناسایی محصول، تعریف سطح محصول و وضعیت محصول دریافت کنند. داده های ماهواره ای برای کنترل دقیق و نظارت بر عملکرد کشاورزی در سطوح مختلف استفاده می شود. از این داده ها می توان برای بهینه سازی کشاورزی و مدیریت فضایی عملیات فنی استفاده کرد. این تصاویر می توانند به تعیین مکان محصولات و میزان کاهش زمین کمک کنند و سپس می توانند برای توسعه و اجرای طرح تصفیه برای بهینه سازی استفاده محلی از مواد شیمیایی کشاورزی مورد استفاده قرار گیرند. کاربردهای اصلی سنجش از دور کشاورزی به شرح زیر است:

• زندگی گیاهی:
  • طبقه بندی نوع محصول
  • ارزیابی وضعیت محصول (پایش محصول، ارزیابی خسارت)
  • ارزیابی عملکرد

• خاک
  • نمایش مشخصات خاک
  • نمایش نوع خاک
  • فرسایش خاک
  • رطوبت خاک
  • نمایش تمرین خاکورزی

پایش پوشش جنگلی

سنجش از دور نیز برای نظارت بر پوشش جنگلی و شناسایی گونه ها استفاده می شود. نقشه های به دست آمده از این طریق می توانند یک منطقه بزرگ را پوشش دهند، در حالی که به طور همزمان اندازه گیری ها و مشخصات منطقه (نوع درختان، ارتفاع، تراکم) را نشان می دهند. با استفاده از داده‌های سنجش از دور، می‌توان انواع مختلفی از جنگل‌ها را تعریف و ترسیم کرد که دستیابی به آنها با استفاده از روش‌های سنتی در سطح زمین دشوار است. داده‌ها در مقیاس‌ها و وضوح‌های مختلف متناسب با نیازهای محلی یا منطقه‌ای در دسترس هستند. الزامات برای جزئیات نمایش زمین به مقیاس مطالعه بستگی دارد. برای نمایش تغییرات در پوشش جنگلی (بافت، تراکم برگها)، اعمال:

• تصاویر چند طیفی: برای شناسایی دقیق گونه ها به داده های با وضوح بسیار بالا نیاز است

• تصاویر متعدد از یک قلمرو برای به دست آوردن اطلاعات در مورد تغییرات فصلی انواع مختلف استفاده می شود

• stereophotos - برای تمایز گونه ها، ارزیابی تراکم و ارتفاع درختان. عکس‌های استریو نمای منحصربه‌فردی از پوشش جنگلی را ارائه می‌دهند که تنها از طریق فناوری سنجش از دور قابل دسترسی است

• رادارها به طور گسترده در مناطق گرمسیری مرطوب به دلیل توانایی آنها در گرفتن تصاویر در هر شرایط آب و هوایی استفاده می شود.

• Lidars به ​​شما امکان می دهد ساختار 3 بعدی جنگل را بدست آورید تا تغییرات ارتفاع سطح زمین و اجسام روی آن را تشخیص دهید. داده های لیدار به تخمین ارتفاع درخت، سطح تاج و تعداد درختان در واحد سطح کمک می کند.

نظارت بر سطح

مانیتورینگ سطحی یکی از مهمترین و معمولی ترین کاربردهای سنجش از راه دور است. داده های به دست آمده برای تعیین وضعیت فیزیکی سطح زمین، به عنوان مثال، جنگل ها، مراتع، سطوح جاده ها و غیره، از جمله نتایج فعالیت های انسانی، مانند چشم انداز در مناطق صنعتی و مسکونی، وضعیت مناطق کشاورزی استفاده می شود. ، و غیره. در ابتدا باید یک سیستم طبقه بندی پوشش زمین ایجاد شود که معمولاً سطوح و طبقات زمین را شامل می شود. سطوح و درجه ها باید با در نظر گرفتن هدف استفاده (ملی، منطقه ای یا محلی)، وضوح فضایی و طیفی داده های سنجش از راه دور، درخواست کاربر و غیره ایجاد شوند.

تشخیص تغییرات در وضعیت سطح زمین برای به روز رسانی نقشه های پوشش زمین و منطقی کردن استفاده از منابع طبیعی ضروری است. تغییرات معمولاً هنگام مقایسه چندین تصویر حاوی چندین لایه داده و در برخی موارد، مقایسه نقشه های قدیمی و تصاویر سنجش از راه دور به روز شده، مشاهده می شود.

• تغییر فصلی: زمین های کشاورزی و جنگل های برگریز به صورت فصلی تغییر می کنند

• تغییرات سالانه: تغییرات در سطح زمین یا کاربری زمین، مانند جنگل زدایی یا گسترش شهری

اطلاعات در مورد سطح زمین و تغییرات پوشش گیاهی به طور مستقیم برای تعریف و اجرای سیاست های حفاظت از محیط زیست ضروری است و می تواند همراه با سایر داده ها برای انجام محاسبات پیچیده (مثلاً برای تعیین خطرات فرسایش) مورد استفاده قرار گیرد.

ژئودزی

جمع آوری داده های پیمایش هوابرد ابتدا برای شناسایی زیردریایی ها و به دست آوردن داده های گرانشی مورد استفاده برای ساختن نقشه های نظامی استفاده شد. این داده ها سطوح اختلالات لحظه ای میدان گرانشی زمین را نشان می دهد که می تواند برای تعیین تغییرات در توزیع توده های زمین مورد استفاده قرار گیرد که به نوبه خود می تواند برای مطالعات مختلف زمین شناسی مورد نیاز باشد.

کاربردهای آکوستیک و نزدیک به آکوستیک

• سونار: سونار غیرفعال، امواج صوتی ساطع شده از اجسام دیگر (کشتی، نهنگ و غیره) را ضبط می کند. سونار فعال، پالس های امواج صوتی را ساطع می کند و سیگنال منعکس شده را ثبت می کند. برای شناسایی، مکان یابی و اندازه گیری پارامترهای اشیاء زیر آب و زمین استفاده می شود.

• لرزه نگار یک دستگاه اندازه گیری ویژه است که برای شناسایی و ثبت انواع امواج لرزه ای استفاده می شود. با کمک لرزه نگاری های گرفته شده در نقاط مختلف یک منطقه خاص، می توان کانون زلزله را تعیین کرد و دامنه آن (بعد از وقوع) را با مقایسه شدت نسبی و زمان دقیق نوسانات اندازه گیری کرد.

• اولتراسوند: حسگرهای اولتراسوند که پالس های با فرکانس بالا ساطع می کنند و سیگنال منعکس شده را ضبط می کنند. برای تشخیص امواج آب و تعیین سطح آب استفاده می شود.

هنگام هماهنگی یک سری از مشاهدات در مقیاس بزرگ، اکثر سیستم های سنجش به عوامل زیر بستگی دارند: مکان سکو و جهت گیری حسگرها. امروزه ابزارهای با کیفیت بالا اغلب به اطلاعات موقعیتی سیستم های ناوبری ماهواره ای متکی هستند. چرخش و جهت گیری اغلب توسط قطب نماهای الکترونیکی با دقت حدود یک تا دو درجه تعیین می شود. قطب نماها نه تنها می توانند آزیموت (یعنی درجه انحراف از شمال مغناطیسی)، بلکه ارتفاع (مقدار انحراف از سطح دریا) را نیز اندازه گیری کنند، زیرا جهت میدان مغناطیسی نسبت به زمین به عرض جغرافیایی بستگی دارد که در آن مشاهده می شود. دارد اتفاق می افتد. برای جهت‌یابی دقیق‌تر، استفاده از ناوبری اینرسی، با اصلاحات دوره‌ای با روش‌های مختلف، از جمله ناوبری توسط ستارگان یا نشانه‌های مشخص ضروری است.

بررسی اجمالی ابزارهای سنجش از دور اصلی

• رادارها عمدتاً در سیستم‌های کنترل ترافیک هوایی، سیستم‌های هشدار اولیه، نظارت بر پوشش جنگلی، کشاورزی و برای به دست آوردن داده‌های هواشناسی در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند. رادار داپلر توسط سازمان های مجری قانون برای کنترل سرعت وسایل نقلیه و همچنین برای به دست آوردن اطلاعات هواشناسی در مورد سرعت و جهت باد، مکان و شدت بارش استفاده می شود. انواع دیگر اطلاعات به دست آمده شامل داده های گاز یونیزه شده در یونوسفر است. از رادار تداخل سنجی دیافراگم مصنوعی برای به دست آوردن مدل های دقیق ارتفاعی رقومی مناطق وسیعی از زمین استفاده می شود.

• لیزرهای ماهواره ای و ارتفاع سنج های راداری طیف وسیعی از داده ها را ارائه می دهند. این ابزارها با اندازه گیری نوسانات سطح آب اقیانوس ها ناشی از گرانش، توپوگرافی بستر دریا را با وضوحی در حدود یک مایل نمایش می دهند. با اندازه گیری ارتفاع و طول موج امواج اقیانوس ها با ارتفاع سنج می توانید به سرعت و جهت باد و همچنین سرعت و جهت جریان های سطحی اقیانوس پی ببرید.

• سنسورهای اولتراسونیک (آکوستیک) و رادار برای اندازه گیری سطح دریا، جزر و مد و تعیین جهت امواج در مناطق ساحلی دریا مورد استفاده قرار می گیرند.

• فناوری تشخیص نور و برد (LIDAR) به دلیل کاربردهایش در زمینه نظامی، به ویژه در ناوبری لیزری پرتابه ها، به خوبی شناخته شده است. LIDAR همچنین برای تشخیص و اندازه گیری غلظت مواد شیمیایی مختلف در جو استفاده می شود، در حالی که LIDAR در هواپیما می تواند برای اندازه گیری ارتفاع اشیاء و پدیده های روی زمین با دقت بیشتری نسبت به فناوری رادار استفاده شود. سنجش از دور پوشش گیاهی نیز یکی از کاربردهای اصلی LIDAR است.

• پرتو سنج ها و نورسنج ها رایج ترین ابزار مورد استفاده هستند. آنها تشعشعات منعکس شده و ساطع شده را در یک محدوده فرکانس وسیع می گیرند. متداول ترین آنها حسگرهای مرئی و مادون قرمز و پس از آن مایکروویو، حسگرهای اشعه گاما و کمتر متداول سنسورهای فرابنفش هستند. این ابزار همچنین می تواند برای تشخیص طیف انتشار مواد شیمیایی مختلف استفاده شود و داده هایی در مورد غلظت آنها در جو ارائه می دهد.

• تصاویر استریو از عکاسی هوایی اغلب برای بررسی پوشش گیاهی در سطح زمین، و همچنین برای تولید نقشه های توپوگرافی در توسعه مسیرهای بالقوه با تجزیه و تحلیل تصاویر زمین، همراه با مدل سازی ویژگی های محیطی به دست آمده با روش های زمینی استفاده می شود.

• پلتفرم های چند طیفی مانند Landsat از دهه 1970 مورد استفاده فعال قرار گرفته اند. این ابزار برای تولید نقشه های موضوعی با تصویربرداری از طول موج های چندگانه طیف الکترومغناطیسی (چند طیفی) استفاده شده است و معمولاً در ماهواره های رصد زمین استفاده می شود. نمونه هایی از این ماموریت ها شامل برنامه Landsat یا ماهواره IKONOS است. نقشه های پوشش زمین و کاربری اراضی تولید شده توسط نقشه برداری موضوعی را می توان برای اکتشاف مواد معدنی، شناسایی و نظارت بر کاربری اراضی، جنگل زدایی، و مطالعه سلامت گیاهان و محصولات، از جمله بخش های وسیعی از زمین های کشاورزی یا جنگلی استفاده کرد. تصاویر ماهواره ای لندست توسط تنظیم کننده ها برای نظارت بر پارامترهای کیفیت آب از جمله عمق Secchi، چگالی کلروفیل و فسفر کل استفاده می شود. از ماهواره های هواشناسی در هواشناسی و اقلیم شناسی استفاده می شود.

• تصویربرداری طیفی تصاویری را تولید می کند که در آن هر پیکسل حاوی اطلاعات طیفی کامل است و محدوده های طیفی باریکی را در یک طیف پیوسته نمایش می دهد. دستگاه های تصویربرداری طیفی برای حل مشکلات مختلف، از جمله مواردی که در کانی شناسی، زیست شناسی، امور نظامی و اندازه گیری های محیطی استفاده می شوند، استفاده می شود.

• به عنوان بخشی از مبارزه با بیابان زایی، سنجش از دور امکان مشاهده مناطقی که در درازمدت در معرض خطر هستند، تعیین عوامل بیابان زایی، ارزیابی عمق تاثیر آنها و همچنین ارائه اطلاعات لازم به افرادی که مسئول تصمیم گیری در مورد بیابان زایی هستند را می دهد. اتخاذ تدابیر مناسب حفاظت از محیط زیست

پردازش داده ها

با سنجش از دور، به عنوان یک قاعده، از پردازش داده های دیجیتال استفاده می شود، زیرا در این قالب است که داده های سنجش از راه دور در حال حاضر دریافت می شود. در قالب دیجیتال، پردازش و ذخیره اطلاعات آسان تر است. یک تصویر دو بعدی در یک محدوده طیفی را می توان به عنوان یک ماتریس (آرایه دو بعدی) از اعداد نشان داد. من (i، j)که هر کدام نشان دهنده شدت تابش دریافتی حسگر از عنصری از سطح زمین است که مربوط به یک پیکسل در تصویر است.

تصویر شامل n x mپیکسل، هر پیکسل مختصاتی دارد (من، ج)- شماره خط و شماره ستون. عدد من (i، j)- عدد صحیح و سطح خاکستری (یا روشنایی طیفی) پیکسل نامیده می شود (من، ج)... اگر تصویر در چندین محدوده از طیف الکترومغناطیسی به دست آید، آنگاه با یک شبکه سه بعدی متشکل از اعداد نشان داده می شود. من (i، j، k)، جایی که کعدد کانال طیفی است. از نقطه نظر ریاضی، پردازش داده های دیجیتالی به دست آمده در این فرم دشوار نیست.

برای بازتولید صحیح تصویر روی رکوردهای دیجیتالی ارائه شده توسط نقاط دریافت اطلاعات، لازم است فرمت رکورد (ساختار داده) و همچنین تعداد سطرها و ستون ها را بدانید. از چهار فرمت استفاده می شود که داده ها را به صورت زیر مرتب می کنند:

• دنباله ای از مناطق ( Band Sequental، BSQ);

• مناطق متناوب در امتداد خطوط ( گروه Interleaved توسط Line، BIL);
• مناطق متناوب در پیکسل ( گروهی که توسط Pixel، BIP به هم پیوسته است);
• دنباله ای از مناطق با فشرده سازی اطلاعات به یک فایل با روش کدگذاری گروهی (به عنوان مثال، در قالب jpg).

V BSQ-فرمتهر تصویر منطقه در یک فایل جداگانه موجود است. این زمانی راحت است که نیازی به کار با همه مناطق به طور همزمان نباشد. خواندن و تجسم یک منطقه آسان است، تصاویر منطقه را می توان به هر ترتیبی که می خواهید بارگذاری کرد.

V BIL-فرمتداده های ناحیه ای در یک فایل خط به خط نوشته می شود، در حالی که مناطق در امتداد خطوط متناوب می شوند: خط 1 منطقه 1، خط 1 منطقه 2، ...، خط 2 منطقه 1، خط 2 منطقه 2 و غیره. چنین ضبط زمانی راحت است که همه مناطق به طور همزمان تجزیه و تحلیل شوند.

V BIP-فرمتمقادیر ناحیه ای روشنایی طیفی هر پیکسل به ترتیب ذخیره می شود: ابتدا مقادیر پیکسل اول در هر ناحیه، سپس مقادیر پیکسل دوم در هر ناحیه و غیره. این فرمت ترکیبی نامیده می شود. . هنگام انجام پردازش پیکسل به پیکسل یک تصویر چند منطقه ای، به عنوان مثال، در الگوریتم های طبقه بندی، راحت است.

کد نویسی گروهیبرای کاهش میزان اطلاعات شطرنجی استفاده می شود. چنین فرمت هایی برای ذخیره تصاویر بزرگ مناسب هستند؛ برای کار با آنها، باید ابزاری برای باز کردن داده ها داشته باشید.

فایل‌های تصویری معمولاً با اطلاعات اضافی زیر مرتبط با عکس‌های فوری همراه هستند:

• شرح فایل داده (قالب، تعداد سطرها و ستون ها، وضوح و غیره)؛

• داده های آماری (ویژگی های توزیع روشنایی - مقدار حداقل، حداکثر و متوسط، واریانس).
• داده های طرح ریزی نقشه

اطلاعات اضافی یا در هدر فایل تصویر یا در یک فایل متنی جداگانه با همان نام فایل تصویری موجود است.

با توجه به میزان پیچیدگی، سطوح زیر از پردازش CW ارائه شده به کاربران متفاوت است:

• 1A - تصحیح رادیومتری اعوجاج ناشی از تفاوت در حساسیت سنسورهای فردی.

• 1B - تصحیح رادیومتریک در سطح پردازش 1A و اصلاح هندسی اعوجاج سیستماتیک حسگر، از جمله اعوجاج پانوراما، اعوجاج ناشی از چرخش و انحنای زمین، نوسانات در ارتفاع مدار ماهواره.

• 2A تصحیح تصویر را در سطح 1B و تصحیح را مطابق با یک طرح هندسی معین بدون استفاده از نقاط کنترل زمین نشان می دهد. برای تصحیح هندسی، یک مدل ارتفاع دیجیتال جهانی ( DEM، DEM) با یک پله 1 کیلومتری روی زمین. تصحیح هندسی استفاده شده، اعوجاج سیستماتیک سنسور را حذف می کند و تصویر را در یک طرح استاندارد نمایش می دهد. UTM WGS-84)، با استفاده از پارامترهای شناخته شده (داده های ناپایدار ماهواره، موقعیت مکانی و غیره).

• 2B - تصحیح تصویر در سطح 1B و تصحیح مطابق با پیش بینی هندسی داده شده با استفاده از نقاط کنترل زمین.

• 3 - تصحیح تصویر در سطح 2B بعلاوه تصحیح با استفاده از DEM زمین (orthorectification).

• S - تصحیح تصویر با استفاده از تصویر مرجع.

کیفیت داده های به دست آمده از سنجش از دور به تفکیک مکانی، طیفی، رادیومتری و زمانی آنها بستگی دارد.

رزولوشن فضایی

مشخصه آن اندازه یک پیکسل (روی سطح زمین) است که در یک تصویر شطرنجی ثبت شده است - معمولاً بین 1 تا 4000 متر است.

وضوح طیفی

داده های Landsat شامل هفت باند، از جمله طیف مادون قرمز، از 0.07 تا 2.1 میکرومتر است. سنسور Hyperion دستگاه Earth Observing-1 قادر است 220 باند طیفی از 0.4 تا 2.5 میکرومتر را با وضوح طیفی 0.1 تا 0.11 میکرومتر ثبت کند.

وضوح رادیومتری

تعداد سطوح سیگنالی که سنسور می تواند ثبت کند. به طور معمول از 8 تا 14 بیت متغیر است که منجر به 256 تا 16 384 سطح می شود. این مشخصه به میزان نویز در دستگاه نیز بستگی دارد.

مجوز موقت

فرکانس پرواز ماهواره بر روی سطح مورد نظر. هنگام بررسی یک سری تصاویر، به عنوان مثال، هنگام مطالعه پویایی جنگل ها مفید است. در ابتدا، تجزیه و تحلیل سریال برای نیازهای اطلاعات نظامی، به ویژه برای ردیابی تغییرات در زیرساخت ها، حرکات دشمن انجام شد.

برای ایجاد نقشه‌های دقیق بر اساس داده‌های سنجش از دور، تغییر شکلی که اعوجاج هندسی را حذف می‌کند، مورد نیاز است. تصویری از سطح زمین با دستگاهی که مستقیماً به سمت پایین است، فقط در مرکز تصویر دارای یک تصویر تحریف نشده است. هنگام جابجایی به لبه ها، فواصل بین نقاط روی تصویر و فواصل مربوطه روی زمین بیشتر و بیشتر متفاوت می شود. تصحیح چنین اعوجاج هایی در طی فرآیند فتوگرامتری انجام می شود. از اوایل دهه 1990، اکثر تصاویر ماهواره ای تجاری قبلاً تصحیح شده فروخته شده است.

علاوه بر این، اصلاح رادیومتریک یا اتمسفر ممکن است مورد نیاز باشد. تصحیح رادیومتری سطوح سیگنال گسسته، به عنوان مثال از 0 تا 255، را به مقادیر فیزیکی واقعی خود تبدیل می کند. تصحیح اتمسفر اعوجاج طیفی ایجاد شده در اثر حضور جو را حذف می کند.

بی.ا. دوورکین

معرفی فعال فناوری های ماهواره ای اطلاعات به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از اطلاعات به سرعت در حال توسعه جامعه به طور اساسی شرایط زندگی و فعالیت های مردم، فرهنگ آنها، کلیشه های رفتار، طرز تفکر را تغییر می دهد. چند سال پیش، ناوبرهای خانگی یا ماشینی به عنوان یک معجزه دیده می شدند. تصاویر فضایی با وضوح بالا در سرویس‌های اینترنتی مانند Google Earth، مردم به آنها نگاه می‌کردند و از تحسین آن دست بر نمی‌داشتند. اکنون، حتی یک راننده (اگر هنوز ناوبری در ماشین وجود نداشته باشد) بدون انتخاب مسیر بهینه در پورتال ناوبری، با در نظر گرفتن ترافیک، خانه را ترک نمی کند. تجهیزات ناوبری در انبارهای حمل و نقل عمومی از جمله برای اهداف کنترل نصب شده است. تصاویر فضایی برای به دست آوردن اطلاعات عملیاتی در مناطق بلایای طبیعی و برای حل مشکلات مختلف، به عنوان مثال، مدیریت شهری استفاده می شود. نمونه ها را می توان چند برابر کرد و همه آنها این واقعیت را تایید می کنند که نتایج فعالیت های فضایی به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی مدرن تبدیل شده است. همچنین جای تعجب نیست که فناوری های فضایی مختلف اغلب با هم استفاده می شوند. از این رو، البته، ایده ادغام فناوری‌ها و ایجاد زنجیره‌های فن‌آوری یکپارچه سرتاسر در سطح وجود دارد. از این نظر، فناوری سنجش از دور زمین (ERS) از فضا و سیستم های ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) از این قاعده مستثنی نیست. اما اول از همه…

سیستم های ماهواره ای ناوبری جهانی

سیستم جهانی ناوبری ماهواره ای (GNSS) مجموعه ای از سخت افزار و نرم افزار است که به شما امکان می دهد مختصات خود را در هر نقطه از سطح زمین با پردازش سیگنال های ماهواره ای بدست آورید. عناصر اصلی هر GNSS عبارتند از:

• صورت فلکی مداری ماهواره ها؛
• سیستم کنترل زمینی؛
• تجهیزات دریافت

ماهواره ها به طور مداوم اطلاعاتی در مورد موقعیت خود در مدار ارسال می کنند، ایستگاه های ثابت زمینی نظارت و کنترل موقعیت ماهواره ها و همچنین وضعیت فنی آنها را فراهم می کنند. تجهیزات دریافت کننده انواع ناوبری های ماهواره ای هستند که افراد در فعالیت های حرفه ای یا زندگی روزمره خود از آنها استفاده می کنند.

اصل عملکرد GNSS بر اساس اندازه گیری فاصله آنتن دستگاه گیرنده تا ماهواره ها می باشد که موقعیت آن با دقت زیادی مشخص است. فاصله از زمان تأخیر انتشار سیگنال ارسال شده توسط ماهواره به گیرنده محاسبه می شود. برای تعیین مختصات گیرنده کافی است موقعیت سه ماهواره را بدانیم. در واقع از سیگنال های چهار (یا بیشتر) ماهواره برای رفع خطای ناشی از اختلاف ساعت ماهواره و گیرنده استفاده می شود. با دانستن فواصل تا چندین ماهواره سیستم، با استفاده از ساختارهای هندسی متعارف، برنامه "سیم کشی شده" به ناوبر موقعیت خود را در فضا محاسبه می کند، بنابراین، GNSS به شما امکان می دهد به سرعت مکان را با دقت بالا در هر نقطه از سطح زمین تعیین کنید. در هر زمان و در هر شرایط آب و هوایی ... هر ماهواره سیستم علاوه بر اطلاعات اولیه، اطلاعات کمکی لازم برای عملکرد مداوم تجهیزات گیرنده را نیز ارسال می کند، از جمله جدول کامل موقعیت کل صورت فلکی ماهواره که به صورت متوالی برای چند دقیقه مخابره می شود. این برای سرعت بخشیدن به عملکرد دستگاه های گیرنده ضروری است. لازم به ذکر است که ویژگی مهم GNSS اصلی این است که برای کاربران دارای گیرنده های ماهواره ای (ناوبر) دریافت سیگنال رایگان است.

یک عیب رایج استفاده از هر سیستم ناوبری این است که در شرایط خاص سیگنال ممکن است به گیرنده نرسد یا با اعوجاج یا تأخیر قابل توجهی برسد. به عنوان مثال، تقریباً غیرممکن است که مکان دقیق خود را در داخل یک ساختمان بتن آرمه، در یک تونل، در یک جنگل انبوه تعیین کنید. برای حل این مشکل، از خدمات ناوبری اضافی مانند، به عنوان مثال، A-GPS استفاده می شود.

امروزه چندین GNSS در فضا کار می کنند (جدول 1) که در مراحل مختلف توسعه خود هستند:

• جی پی اس(یا NAVSTAR) - توسط وزارت دفاع ایالات متحده اداره می شود. در حال حاضر تنها GNSS به طور کامل مستقر شده در دسترس کاربران در سراسر جهان 24/7.
• گلوناس- GNSS روسی؛ در مرحله نهایی استقرار کامل است.
• گالیله- GNSS اروپا که در مرحله ایجاد یک صورت فلکی ماهواره ای است.

همچنین به GNSS ملی منطقه‌ای چین و هند اشاره می‌کنیم - Beidou و IRNSS که در دست توسعه و استقرار هستند. با تعداد کمی از ماهواره ها و ملی گرا متمایز است.

ویژگی های GNSS اصلی تا مارس 2010

بیایید برخی از ویژگی های هر GNSS را در نظر بگیریم.

جی پی اس

اساس سیستم جی‌پی‌اس آمریکا ماهواره‌هایی هستند (شکل 2) که در امتداد 6 مسیر مداری دایره‌ای (در هر کدام 4 ماهواره)، در ارتفاع حدود 20180 کیلومتری به دور زمین می‌چرخند. ماهواره ها سیگنال ها را در محدوده های: L1 = 1575.42 مگاهرتز و L2 = 1227.60 مگاهرتز، آخرین مدل ها نیز در محدوده L5 = 1176.45 مگاهرتز ارسال می کنند. این سامانه با 24 ماهواره کاملاً عملیاتی است، اما به منظور افزایش دقت موقعیت یابی و ذخیره در صورت خرابی، تعداد کل ماهواره های موجود در مدار در حال حاضر 31 ماهواره است.

برنج. 1 فضاپیمای GPS Block II-F

GPS در ابتدا فقط برای استفاده نظامی در نظر گرفته شده بود. اولین ماهواره در 14 ژوئیه 1974 به مدار زمین پرتاب شد و آخرین ماهواره از 24 ماهواره مورد نیاز برای پوشش کامل سطح زمین در سال 1993 به مدار زمین پرتاب شد. امکان استفاده از GPS برای هدف قرار دادن دقیق موشک ها به ساکن و سپس به فضا فراهم شد. اجسام متحرک در هوا و روی زمین. برای محدود کردن دسترسی به اطلاعات ناوبری دقیق برای کاربران غیرنظامی، تداخل خاصی معرفی شد، با این حال، از سال 2000 لغو شد، پس از آن دقت تعیین مختصات با استفاده از ساده‌ترین ناوبری GPS غیرنظامی بین 5-15 متر است (ارتفاع با دقت 10 متر) و به شرایط دریافت سیگنال در یک نقطه خاص، تعداد ماهواره های قابل مشاهده و تعدادی از دلایل دیگر بستگی دارد. استفاده از سیستم تصحیح دیفرانسیل جهانی WAAS دقت موقعیت یابی GPS را برای آمریکای شمالی به 1 تا 2 متر بهبود می بخشد.

گلوناس

اولین ماهواره سیستم ناوبری ماهواره ای روسی GLONASS در زمان شوروی - در 12 اکتبر 1982 - به مدار پرتاب شد. این سیستم تا حدی در سال 1993 به بهره برداری رسید و شامل 12 ماهواره بود. اساس این سیستم باید 24 ماهواره باشد که در بالای سطح زمین در سه صفحه مداری با شیب 64.8 درجه و ارتفاع 19100 کیلومتر حرکت می کنند. اصل اندازه گیری و محدوده انتقال سیگنال مشابه سیستم GPS GLONASS آمریکایی است.

برنج. 2 فضاپیمای GLONASS-M

در حال حاضر 23 ماهواره گلوناس در مدار قرار دارند (شکل 2). سه فضاپیمای آخر در 2 مارس 2010 به مدار پرتاب شدند. اکنون آنها برای هدف مورد نظر خود - 18 ماهواره - استفاده می شوند. این امر ناوبری مداوم را تقریباً در سراسر قلمرو روسیه تضمین می کند و قسمت اروپایی تقریباً 100٪ سیگنال ارائه می شود. طبق برنامه ریزی ها، کل سیستم GLONASS تا پایان سال 2010 مستقر خواهد شد.

در حال حاضر، دقت تعیین مختصات توسط سیستم GLONASS کمی کمتر از شاخص های مشابه برای GPS است (بیش از 10 متر)، در حالی که باید توجه داشت که استفاده ترکیبی از هر دو سیستم ناوبری دقت موقعیت یابی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. برای بهبود عملکرد سیستم‌های GPS، GLONASS و Galileo در اروپا و افزایش دقت آنها، از سرویس پوشش ناوبری زمین ثابت اروپا (EGNOS) استفاده می‌شود.

گالیله

GNSS اروپایی گالیله برای حل مشکلات ناوبری برای هر جسم متحرک با دقت کمتر از 1 متر طراحی شده است. برخلاف GPS آمریکایی و GLONASS روسی، گالیله توسط ادارات نظامی کنترل نمی شود. توسعه آن توسط آژانس فضایی اروپا انجام می شود. در حال حاضر، 2 ماهواره آزمایشی در مدار وجود دارد، GIOVE-A (شکل 3) و GIOVE-B، که به ترتیب در سال 2005 و 2008 پرتاب شدند. قرار است سیستم ناوبری گالیله در سال 2013 با 30 ماهواره به طور کامل مستقر شود.

برنج. 3 فضاپیمای GIOVE-A

ناوبرهای ماهواره ای

همانطور که قبلا ذکر شد، تجهیزات دریافت بخشی جدایی ناپذیر از هر سیستم ناوبری ماهواره ای است. بازار مدرن گیرنده های ناوبری (ناوبر) به اندازه بازار سایر محصولات الکترونیکی و مخابراتی متنوع است. همه ناوبرها را می توان به گیرنده های حرفه ای و گیرنده های مورد استفاده توسط طیف گسترده ای از کاربران تقسیم کرد. اجازه دهید در مورد دومی با جزئیات بیشتر صحبت کنیم. نام‌های مختلفی برای آن‌ها به کار می‌رود: رهیاب‌های GPS، ردیاب‌های GPS، گیرنده‌های GPS، ناوبری ماهواره‌ای و غیره. اخیراً ناوبری‌های تعبیه‌شده در دستگاه‌های دیگر (PDA، تلفن همراه، ارتباط‌دهنده، ساعت و غیره) رایج شده‌اند. در میان ناوبرهای ماهواره ای واقعی، یک کلاس بزرگ خاص از ناوبرهای خودرو تشکیل شده است. ناوبرهایی که برای پیاده‌روی، سفرهای آبی و غیره طراحی شده‌اند نیز در حال گسترش هستند (به‌رغم اینکه می‌توانند سیگنال‌های GLONASS را نیز دریافت کنند، اغلب به سادگی ناوبری GPS نامیده می‌شوند).

یک وسیله جانبی اجباری برای تقریباً همه ناوبرهای شخصی یک چیپست (یا گیرنده) GPS، یک پردازنده، رم و یک مانیتور برای نمایش اطلاعات است.

ناوبرهای ماشین مدرن می توانند مسیری را با در نظر گرفتن سازمان ترافیک ترسیم کنند و جستجوی آدرس را انجام دهند. یکی از ویژگی های ناوبرهای شخصی برای گردشگران، به عنوان یک قاعده، توانایی دریافت سیگنال ماهواره در شرایط دشوار، مانند جنگل انبوه یا زمین های کوهستانی است. برخی از مدل ها دارای یک قاب ضد آب با افزایش مقاومت در برابر ضربه هستند.

تولید کنندگان اصلی ناوبرهای ماهواره ای شخصی عبارتند از:

• Garmin (ایالات متحده آمریکا؛ ناوبر برای حمل و نقل هوایی، اتومبیل، موتور سیکلت و آبی، و همچنین برای گردشگران و ورزشکاران)
• GlobalSat (تایوان؛ تجهیزات ناوبری برای اهداف مختلف، از جمله گیرنده های GPS)
• Ashtech (ماژلان سابق) (ایالات متحده آمریکا؛ گیرنده های ناوبری شخصی و حرفه ای)
• MiTac (تایوان؛ ناوبرهای ماشین و مسافرتی، رایانه های شخصی جیبی و دستگاه های ارتباطی با گیرنده GPS داخلی تحت برندهای Mio، Navman، Magellan)
• ThinkWare (کره، دستگاه های ناوبری شخصی با نام تجاری I-Navi)
• TomTom (هلند؛ ناوبرهای ماشین) و غیره.

تجهیزات ناوبری حرفه ای اعم از مهندسی، زمین شناسی و نقشه برداری معادن توسط شرکت هایی مانند تریمبل، جواد (ایالات متحده آمریکا)، تاپکن (ژاپن)، لایکا ژئوسیستمز (سوئیس) و غیره تولید می شود.

همانطور که قبلاً اشاره شد ، تعداد زیادی دستگاه ناوبری شخصی در حال حاضر تولید می شود که در قابلیت ها و قیمت آنها متفاوت است. به عنوان یک مثال، ما ویژگی های تنها یک دستگاه به اندازه کافی "پیشرفته" را برای توصیف قابلیت های کل کلاس ناوبرهای GPS مدرن توصیف می کنیم. این یکی از آخرین نوآوری ها در سری محبوب ناوبرهای ماشین است - تام تام برو 930 (توضیحات از وب سایت GPS-Club - http://gps-club.ru گرفته شده است).

TomTom GO 930 (شکل 6) ترکیبی از آخرین روندها در ناوبری اتومبیل - نقشه های چندین قاره، هدست بی سیم و فناوری منحصر به فرد Map Share™

برنج. 4 TomTom GO 930 Car Navigator

همه دستگاه‌های TomTom در داخل ساخته شده‌اند و کاملاً به‌صورت پلاگین و بازی هستند، به این معنی که می‌توان آن‌ها را به سادگی از جعبه خارج کرد و بدون نیاز به خواندن دستورالعمل‌های طولانی استفاده کرد. یک رابط بصری و "آیکون" به زبان روسی به رانندگان اجازه می دهد تا به راحتی یک مسیر را برنامه ریزی کنند. دستورالعمل های صوتی واضح به زبان روسی به رانندگان کمک می کند تا به راحتی و بدون استرس به مقصد برسند. ناوبر از کنترل بی سیم و فناوری موقعیت یابی پیشرفته (EPT) پشتیبانی می کند که برای ناوبری بدون وقفه حتی در تونل ها یا مناطق متراکم ساخته شده است.

ارائه دهنده نقشه ناوبری TomTom Tele Atlas، بخشی از گروه TomTom است. علاوه بر این واقعیت که TomTom دارای نقشه‌های کاملاً روسی‌شده است، تنها ارائه‌دهنده راه‌حل ناوبری است که نقشه‌های اروپا و ایالات متحده را بر روی مدل‌های منتخب ناوبری ارائه می‌دهد.

زیرساخت های جاده ای جهان سالانه 15 درصد تغییر می کند. بنابراین، TomTom به کاربران خود این فرصت را می دهد تا آخرین نسخه نقشه را در عرض 30 روز پس از استفاده از دستگاه ناوبری برای اولین بار و همچنین دسترسی به فناوری منحصر به فرد Map Share™ را رایگان دانلود کنند. کاربران ناوبری TomTom می توانند نقشه جدیدی را از سرویس TomTom HOME دانلود کنند. بنابراین، آخرین نسخه نقشه در هر زمان قابل دسترسی است. علاوه بر این، رانندگان می‌توانند از فناوری Map Share™ استفاده کنند، یک به‌روزرسانی دستی رایگان نقشه مستقیماً به محض مشخص شدن تغییرات ترافیک، تنها با چند ضربه روی صفحه لمسی. کاربران می‌توانند نام خیابان‌ها، محدودیت‌های سرعت در بخش‌های خاصی از جاده، مسیرهای رانندگی، گذرگاه‌های مسدود شده و تغییرات در POI (نقاط مورد علاقه) را تغییر دهند.

فناوری منحصربفرد اشتراک‌گذاری نقشه TomTom، ناوبری را با اجازه دادن به کاربران برای ایجاد فوراً مستقیماً در نقشه خود، بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، کاربر می تواند اطلاعاتی در مورد تغییرات مشابه ایجاد شده توسط کل جامعه TomTom دریافت کند.

این ویژگی اشتراک کارت به شما امکان می دهد:

• نقشه های دستگاه TomTom خود را روزانه و بلافاصله تغییر دهید.
• دسترسی به بزرگترین جامعه کاربران دستگاه های ناوبری در جهان؛
• به‌روزرسانی‌ها را روزانه با سایر کاربران TomTom به اشتراک بگذارید.
• کنترل کامل به روز رسانی های دانلود شده را دریافت کنید.
• از بهترین و دقیق ترین نقشه ها در هر مکانی استفاده کنید.

کارت برای ناوبرهای ماهواره ای شخصی

ناوبرهای مدرن بدون وجود نقشه های تمام عیار در مقیاس بزرگ در آنها غیرقابل تصور هستند که اشیاء را نه تنها در طول مسیر حرکت، بلکه در سراسر منطقه بررسی نشان می دهد (شکل 7).

برنج. 5 نمونه نمودار ناوبری در مقیاس کوچک

هر دو نقشه شطرنجی و برداری را می توان در ناوبری بارگذاری کرد. ما به طور خاص در مورد یکی از انواع اطلاعات شطرنجی صحبت خواهیم کرد، اما در اینجا متذکر می شویم که نقشه های کاغذی اسکن شده و بارگذاری شده در گیرنده های GPS بهترین راه برای نمایش اطلاعات مکانی نیستند. علاوه بر دقت موقعیت یابی پایین، مشکل اتصال مختصات نقشه به مختصات صادر شده توسط گیرنده نیز وجود دارد.

نقشه های دیجیتال برداری، به ویژه در قالب های GIS، در واقع پایگاه داده ای هستند که اطلاعات مختصات اشیاء را به صورت مثلاً «شکل فایل ها» و به طور جداگانه ویژگی های کیفی و کمی ذخیره می کند. با این رویکرد، اطلاعات فضای بسیار کمتری در حافظه ناوبرها اشغال می کند و امکان دانلود حجم زیادی از اطلاعات مرجع مفید از جمله پمپ بنزین ها، هتل ها، کافه ها و رستوران ها، پارکینگ ها، جاذبه ها و غیره فراهم می شود.

همانطور که در بالا ذکر شد، سیستم های ناوبری وجود دارد که به کاربر اجازه می دهد نقشه های ناوبری را با اشیاء خود تکمیل کند.

در برخی از دستگاه های ناوبری شخصی، به ویژه آنهایی که برای گردشگران در نظر گرفته شده اند، می توان اشیاء را به تنهایی قرار داد (یعنی در واقع نقشه ها و نمودارهای خود را بسازید). برای این منظور، یک ویرایشگر گرافیکی ساده ویژه ارائه شده است.

باید به مسائل رژیم توجه ویژه شود. همانطور که می دانید در روسیه هنوز محدودیت هایی برای استفاده از نقشه های توپوگرافی در مقیاس بزرگ وجود دارد. این کاملاً مانعی برای توسعه نقشه برداری ناوبری است. با این حال، لازم به ذکر است که در حال حاضر خدمات فدرال برای ثبت نام، کاداستر و کارتوگرافی ایالتی (Rosrrestr) وظیفه دارد تا سال 2011 پوشش کامل فدراسیون روسیه (مناطق و شهرهای توسعه یافته اقتصادی) را با نقشه های ناوبری دیجیتال در مقیاس 1 داشته باشد. :10 000، 1:25 000، 1:50 000. این نقشه ها اطلاعات ناوبری را نشان می دهد که با نمودار جاده، پس زمینه نقشه برداری دیجیتال و اطلاعات موضوعی (زیرساخت ها و خدمات کنار جاده) نشان داده شده است.

خدمات ناوبری

توسعه و بهبود سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای و تجهیزات دریافت و همچنین اجرای فعال فن‌آوری‌های وب و خدمات وب باعث ظهور خدمات ناوبری مختلف شد. بسیاری از مدل‌های ناوبری می‌توانند هنگام برنامه‌ریزی مسیر، اطلاعات مربوط به وضعیت ترافیک را دریافت کرده و در نظر بگیرند و تا حد امکان از تراکم ترافیک جلوگیری کنند. داده های ترافیک (ترافیک) توسط خدمات و خدمات تخصصی، از طریق پروتکل GPRS یا از طریق رادیو روی هوا از طریق کانال های RDS باند FM ارائه می شود.

تصاویر فضا در ناوبری

هر نقشه ناوبری به سرعت منسوخ می شود. ظهور تصاویر فضایی با وضوح فوق العاده بالا (در حال حاضر فضاپیمای WorldView-1، WorldView-2، GeoEye-1 وضوح حداکثر 50 سانتی متر را ارائه می دهند) کارتوگرافی را با ابزار قدرتمندی برای به روز رسانی محتوای نقشه ارائه می دهد. با این حال، پس از به روز رسانی نقشه و قبل از انتشار آن و امکان "بارگذاری" در دستگاه ناوبری، زمان زیادی می گذرد. تصاویر فضایی فرصتی را برای دریافت فوری ترین اطلاعات در ناوبر فراهم می کند.

از نقطه نظر استفاده از تصاویر فضایی مورد توجه خاص به اصطلاح. خدمات LBS LBS (سرویس مبتنی بر موقعیت مکانی) سرویسی است که بر اساس تعیین موقعیت مکانی تلفن همراه است. با در نظر گرفتن توسعه گسترده ارتباطات سیار و گسترش خدمات ارائه شده توسط اپراتورهای تلفن همراه، برآورد کردن پتانسیل بازار خدمات LBS دشوار است. LBS ها لزوماً از فناوری GPS برای تعیین مکان خود استفاده نمی کنند. مکان را می توان با استفاده از ایستگاه های پایه شبکه های سلولی GSM و UMT نیز تعیین کرد.

برنج. 6 تصویر فضایی در تلفن همراه نوکیا

سازندگان تلفن های همراه و دستگاه های ناوبری، با ارائه خدمات LBS، توجه بیش از پیش به تصاویر فضایی دارند. بیایید به عنوان مثال نوکیا (فنلاند) را در نظر بگیریم که در سال 2009 با DigitalGlobe، اپراتور ماهواره های با وضوح فوق العاده بالا WorldView-1، WorldView-2 و QuickBird، قراردادی امضا کرد تا به کاربران Ovi Maps دسترسی به تصاویر فضایی را فراهم کند (توجه داشته باشید که Ovi - نام تجاری جدید نوکیا برای خدمات اینترنتی).

علاوه بر وضوح در هنگام پیمایش در مناطق شهری (شکل 8)، داشتن پس‌زمینه به شکل تصاویر ماهواره‌ای، در حین سفر در یک قلمرو ناشناخته که نقشه‌های تازه و دقیقی برای آن وجود ندارد، بسیار مفید است. نقشه های Ovi را می توان تقریباً در تمام دستگاه های نوکیا بارگیری کرد.

ادغام تصاویر ماهواره ای با وضوح فوق العاده بالا در سرویس های LBS این امکان را فراهم می کند تا عملکرد آنها را تا حد زیادی افزایش دهید.

یکی از احتمالات امیدوارکننده استفاده از داده های سنجش از دور زمین از فضا، ایجاد مدل های سه بعدی بر اساس آنها است. نقشه های سه بعدی بسیار بصری هستند و به شما امکان می دهند به خصوص در مناطق شهری بهتر پیمایش کنید (شکل 9).

برنج. 7 نمودار ناوبری سه بعدی

در پایان، اجازه دهید به وعده بزرگ استفاده از تصاویر تصحیح شده با وضوح فوق العاده بالا در ناوبرهای ماهواره ای و خدمات LBS توجه کنیم. شرکت Sovzond محصولات ORTOREGION و ORTO10 را تولید می کند که بر اساس تصاویر تصحیح شده از فضاپیمای ALOS (ORTOREGION) و WorldView-1، WorldView-2 (ORTO10) است. تصحیح تک تک صحنه ها با استفاده از روش ضرایب چند جمله ای منطقی (RPC) بدون استفاده از نقاط کنترل زمینی انجام می شود که به طور قابل توجهی هزینه کار را کاهش می دهد. مطالعات نشان داده است که با توجه به ویژگی های آنها، محصولات ORTOREGION و ORTO10 ممکن است به عنوان پایه ای برای به روز رسانی نقشه های ناوبری به ترتیب در مقیاس های 1:25 000 و 1:10 000 عمل کنند. Orthophotomosaics که در واقع نقشه های عکس هستند، تکمیل شده است با امضا، همچنین می تواند مستقیماً در ناوبرها بارگذاری شود.

ادغام تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا در سیستم‌های ناوبری و سرویس‌های LBS اجازه می‌دهد تا کارایی، راحتی و کارایی استفاده از آنها را افزایش دهد.

کلمه "ماهواره" به معنای هواپیما به لطف فئودور میخایلوویچ داستایوفسکی در زبان ما ظاهر شد ، که در مورد "در فضا با تبر چه می شود؟ ... اگر دور شود ، فکر می کنم شروع به پرواز می کند؟ در اطراف زمین، بدون اینکه بدانیم چرا، در قالب یک ماهواره ... ". آنچه نویسنده را به چنین استدلالی واداشت امروز گفتنش دشوار است، اما یک قرن بعد - در آغاز اکتبر 1957 - حتی یک تبر شروع به پرواز در اطراف سیاره ما نکرد، بلکه دستگاهی که در آن زمان پیچیده ترین بود، که تبدیل به اولین ماهواره مصنوعی با اهداف بسیار مشخص به فضا فرستاده شد. و دیگران از او پیروی کردند.

ویژگی های "رفتار"

امروزه همه مدتهاست به ماهواره ها - ناقضان تصویر آرام آسمان شب - عادت کرده اند. آنها که در کارخانه ها ایجاد شده و به مدار پرتاب می شوند، برای خیر بشر به "دایره" ادامه می دهند و همیشه فقط برای دایره باریکی از متخصصان جالب هستند. ماهواره های مصنوعی چیست و انسان چه سودی از آنها می برد؟

همانطور که می دانید، یکی از شرایط اصلی برای ورود ماهواره به مدار، سرعت آن است - 7.9 کیلومتر بر ثانیه برای ماهواره های مدار پایین. در این سرعت است که تعادل دینامیکی رخ می دهد و نیروی گریز از مرکز نیروی گرانش را متعادل می کند. به عبارت دیگر، ماهواره به قدری سریع پرواز می کند که زمان سقوط به سطح زمین را ندارد، زیرا زمین به دلیل گرد بودن به معنای واقعی کلمه از زیر پای خود خارج می شود. هر چه سرعت اولیه گزارش شده به ماهواره بیشتر باشد، مدار آن بیشتر خواهد بود. با این حال، با فاصله گرفتن از زمین، سرعت در یک مدار دایره ای کاهش می یابد و ماهواره های زمین ثابت در مدار خود با سرعت تنها 2.5 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کنند. هنگام حل مشکل وجود طولانی و حتی ابدی یک فضاپیما (SC) در مداری نزدیک به زمین، لازم است آن را به ارتفاع بیشتری برسانیم. شایان ذکر است که جو زمین نیز به طور قابل توجهی بر حرکت فضاپیما تأثیر می گذارد: حتی اگر در ارتفاعات بیش از 100 کیلومتر از سطح دریا (مرز شرطی جو) فوق العاده نادر باشد، به طور قابل توجهی سرعت آنها را کاهش می دهد. بنابراین، با گذشت زمان، همه فضاپیماها ارتفاع پرواز خود را از دست می دهند و مدت زمان اقامت آنها در مدار مستقیماً به این ارتفاع بستگی دارد.

از زمین، ماهواره ها فقط در شب و در مواقعی که توسط خورشید روشن می شوند، قابل مشاهده هستند، یعنی در منطقه سایه زمین نمی افتند. نیاز به همزمانی همه عوامل فوق منجر به این واقعیت می شود که مدت زمان رصد اکثر ماهواره های LEO به طور متوسط ​​10 دقیقه قبل از ورود و به همان میزان پس از خروج از سایه زمین است. در صورت تمایل، ناظران زمینی می توانند ماهواره ها را بر اساس روشنایی سازماندهی کنند (ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) در اینجا در وهله اول قرار دارد - روشنایی آن به قدر اول نزدیک می شود)، با فرکانس چشمک زدن (تعیین شده توسط چرخش اجباری یا مشخص شده)، توسط جهت حرکت (از طریق قطب یا در جهت دیگر). شرایط رصد ماهواره ها به طور قابل توجهی تحت تأثیر رنگ پوشش آن، وجود و برد پنل های خورشیدی و همچنین ارتفاع پرواز است - هرچه بالاتر باشد، حرکت ماهواره کندتر و کمتر روشن و قابل توجه می شود.

ارتفاع بالای پرواز (حداقل فاصله تا زمین 180-200 کیلومتر است) اندازه فضاپیماهای نسبتاً بزرگی مانند مجتمع های مداری میر (که در سال 2001 از مدار خارج شدند) یا ایستگاه فضایی بین المللی را پنهان می کند - همه آنها به صورت نورانی قابل مشاهده هستند. نقاط، روشنایی کم و بیش. با یک چشم ساده، به استثنای موارد نادر، شناسایی ماهواره غیرممکن است. برای شناسایی دقیق فضاپیماها، از ابزارهای نوری مختلفی استفاده می شود - از دوربین دوچشمی گرفته تا تلسکوپ، که همیشه برای یک ناظر ساده قابل دسترسی نیست، و همچنین محاسبات مسیر آنها. اینترنت به اخترشناس آماتور کمک می کند تا فضاپیمای فردی را شناسایی کند، جایی که اطلاعات مربوط به موقعیت ماهواره ها در مدار پایین زمین منتشر می شود. به ویژه، هر کسی می تواند وارد وب سایت ناسا شود، که مکان فعلی ایستگاه فضایی بین المللی را به صورت بلادرنگ نمایش می دهد.

در مورد استفاده عملی از ماهواره ها، از همان اولین پرتاب ها، آنها بلافاصله شروع به حل مشکلات خاص کردند. بنابراین، پرواز اولین ماهواره برای مطالعه میدان مغناطیسی زمین از فضا مورد استفاده قرار گرفت و سیگنال رادیویی آن داده‌های دمای داخل بدنه ماهواره مهر و موم شده را حمل می‌کرد. از آنجایی که پرتاب یک فضاپیما یک لذت نسبتاً گران است و علاوه بر این، اجرای آن بسیار دشوار است، بنابراین چندین کار به طور همزمان به هر یک از پرتاب ها اختصاص داده می شود.

اول از همه، مشکلات فن آوری حل می شود: توسعه طرح های جدید، سیستم های کنترل، انتقال داده ها و موارد مشابه. تجربه به دست آمده این امکان را فراهم می کند که نسخه های بعدی ماهواره ها را با نمونه های پیشرفته تر ایجاد کنید و به تدریج به سمت حل وظایف هدف پیچیده ای بروید که هزینه های ایجاد آنها را توجیه می کند. به هر حال، هدف نهایی این تولید، مانند هر تولید دیگری، کسب سود (پرتاب های تجاری) یا بهینه ترین استفاده از ماهواره ها در حین عملیات برای اهداف دفاعی، حل ژئوپلیتیک و بسیاری از وظایف دیگر است.

لازم به یادآوری است که فضانوردی به طور کلی در نتیجه رویارویی نظامی - سیاسی بین اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده متولد شد. و، البته، به محض ظهور اولین ماهواره، ادارات دفاعی هر دو کشور، با ایجاد کنترل بر فضای خارج از جو، از آن زمان رکورد ثابتی از تمام اجرام در مجاورت زمین نگه داشته اند. بنابراین، احتمالاً فقط آنها تعداد دقیق فضاپیماها را می‌دانند، به هر نحوی که در حال حاضر کار می‌کنند. در عین حال، نه تنها خود فضاپیما، بلکه آخرین مراحل موشک‌ها، محفظه‌های انتقال و سایر عناصری که آنها را به مدار فرستاده‌اند، ردیابی می‌شوند. یعنی، به طور دقیق، یک ماهواره نه تنها آن چیزی است که دارای "هوش" است - کنترل، مشاهده و سیستم ارتباطی خود - بلکه یک پیچ ساده که در مرحله بعدی پرواز از فضاپیما جدا شده است.

طبق کاتالوگ فرماندهی فضایی ایالات متحده، تا 31 دسامبر 2003، 28140 ماهواره از این دست در مدار پایین زمین وجود داشت و تعداد آنها به طور پیوسته در حال افزایش است (اجرای بزرگتر از 10 سانتی متر در نظر گرفته شده است). با گذشت زمان، به دلایل طبیعی، برخی از ماهواره ها به شکل بقایای ذوب شده به زمین سقوط می کنند، اما بسیاری از آنها برای دهه ها در مدار باقی می مانند. وقتی فضاپیماها منابع خود را کار می کنند و از فرمان های زمین اطاعت نمی کنند، در حالی که به پرواز ادامه می دهند، نه تنها در فضای نزدیک به زمین تنگ می شوند، بلکه گاهی اوقات حتی خطرناک می شوند. بنابراین، هنگام پرتاب یک فضاپیمای جدید به مدار، برای جلوگیری از برخورد و بلایا، لازم است که دائماً از کجای "قدیمی" آگاه باشید.

طبقه بندی فضاپیماها یک کار نسبتاً پر زحمت است، زیرا هر فضاپیما منحصر به فرد است و دامنه وظایف حل شده توسط فضاپیماهای جدید به طور مداوم در حال گسترش است. با این حال، اگر فضاپیماها را از نظر کاربرد عملی در نظر بگیریم، می‌توانیم دسته‌های اصلی را که با هدف مورد نظر تعیین می‌شوند، تشخیص دهیم. امروزه بیشترین تقاضا برای ماهواره های ارتباطی، ناوبری، سنجش از دور زمین و علمی است. ماهواره های نظامی و ماهواره های شناسایی یک کلاس جداگانه را تشکیل می دهند، اما در اصل آنها همان مشکلات را حل می کنند که همتایان "صلح آمیز" خود.

ماهواره های ارتباطی

سیگنال‌دهندگان از اولین کسانی بودند که از پرتاب ماهواره‌ها در عمل بهره بردند. پرتاب ماهواره های فرستنده به مدار نزدیک زمین، حل سریع مشکل ارتباط پایدار در همه شرایط آب و هوایی در بیشتر مناطق مسکونی را ممکن کرد. اولین ماهواره تجاری، ماهواره ارتباطی Echo-2 بود که در سال 1964 توسط ایالات متحده پرتاب شد و امکان سازماندهی ارسال برنامه های تلویزیونی از آمریکا به اروپا را بدون استفاده از خطوط ارتباطی کابلی فراهم کرد.

در همان زمان، ماهواره ارتباطی خود "Molniya-1" در اتحاد جماهیر شوروی ایجاد شد. پس از استقرار شبکه زمینی ایستگاه های اوربیتا، تمامی مناطق کشور بزرگ ما به تلویزیون مرکزی دسترسی پیدا کردند و علاوه بر آن مشکل ساماندهی ارتباطات تلفنی مطمئن و باکیفیت حل شد. ماهواره های ارتباطی مولنیا در مدارهای بسیار بیضی شکل با اوج 39000 کیلومتر مستقر شدند. به منظور پخش مداوم، یک صورت فلکی کامل از ماهواره های مولنیا که در هواپیماهای مداری مختلف پرواز می کردند، مستقر شدند. ایستگاه های زمینی شبکه مدار مجهز به آنتن های نسبتاً بزرگی بودند که با کمک درایوهای سروو حرکت ماهواره را در مدار ردیابی می کردند و به طور دوره ای به آنتنی که در میدان دید بود تغییر می کردند. با گذشت زمان، در روند بهبود پایه عنصر و بهبود پارامترهای فنی سیستم های داخلی و زمینی، چندین نسل از چنین ماهواره هایی تغییر کرده اند. اما تا به امروز صور فلکی از ماهواره های خانواده مولنیا-3 انتقال اطلاعات را در سراسر روسیه و فراتر از آن فراهم می کند.

ایجاد وسایل نقلیه پرتاب قدرتمند از انواع "پروتون" و "دلتا" امکان اطمینان از تحویل ماهواره های ارتباطی به مدار دایره ای زمین ثابت را فراهم کرد. ویژگی آن در این واقعیت نهفته است که در ارتفاع 35800 کیلومتری، سرعت زاویه ای چرخش ماهواره به دور زمین برابر با سرعت زاویه ای چرخش خود زمین است. بنابراین، یک ماهواره در چنین مداری در صفحه استوای زمین به نظر می رسد بیش از یک نقطه آویزان باشد و 3 ماهواره زمین ایستا واقع در زاویه 120 درجه یک نمای کلی از کل سطح زمین به استثنای فقط دور قطبی ارائه می دهند. مناطق از آنجایی که وظیفه حفظ موقعیت داده شده خود در مدار به خود ماهواره محول شده است، استفاده از فضاپیمای زمین ایستا این امکان را فراهم کرده است که وسایل زمینی دریافت و انتقال اطلاعات را به طور قابل توجهی ساده کند. نیاز به تامین آنتن ها با درایو ناپدید شده است - آنها ثابت شده اند و برای سازماندهی یک کانال ارتباطی، کافی است آنها را فقط یک بار در طول راه اندازی اولیه تنظیم کنید. در نتیجه، شبکه زمینی کاربران به طور قابل توجهی گسترش یافت و اطلاعات شروع به جریان مستقیم به مصرف کننده کرد. شاهد این امر، انبوه آنتن های بشقاب سهموی است که بر روی ساختمان های مسکونی هم در شهرهای بزرگ و هم در مناطق روستایی قرار دارند.

در ابتدا، زمانی که فضا فقط در اختیار اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده بود، هر یک از کشورها منحصراً به برآوردن نیازها و جاه طلبی های خود اهمیت می دادند، اما به مرور زمان مشخص شد که همه به ماهواره نیاز دارند و در نتیجه به تدریج پروژه های بین المللی انجام می شود. شروع به ظاهر شدن کرد یکی از آنها سیستم ارتباطات جهانی قابل دسترسی عمومی INMARSAT است که در اواخر دهه 1970 ایجاد شد. هدف اصلی آن فراهم کردن ارتباطات پایدار کشتی ها در دریای آزاد و هماهنگ کردن اقدامات در طول عملیات نجات بود. اکنون ارتباط سیار از طریق سیستم ارتباطی ماهواره ای INMARSAT با استفاده از یک ترمینال قابل حمل به اندازه یک کیس کوچک فراهم می شود. هنگامی که درب "چمدان" را با یک آنتن مسطح نصب شده در آن باز کنید و این آنتن را در محل فرضی ماهواره قرار دهید، ارتباط صوتی دو طرفه برقرار می شود و تبادل داده ها با سرعت حداکثر 64 کیلوبیت در هر صورت می گیرد. دومین. علاوه بر این، امروزه چهار ماهواره مدرن نه تنها در دریا، بلکه در خشکی نیز ارتباط برقرار می کنند و قلمروی عظیمی را که از شمال تا دایره قطب شمال امتداد دارد را پوشش می دهند.

کوچک‌سازی بیشتر امکانات ارتباطی و استفاده از آنتن‌های با کارایی بالا در فضاپیما منجر به این واقعیت شد که تلفن ماهواره‌ای فرمت "جیبی" را به دست آورد که تفاوت چندانی با تلفن معمولی معمولی نداشت.

در دهه 1990، استقرار چندین سیستم ارتباطی ماهواره ای شخصی سیار تقریباً به طور همزمان آغاز شد. ابتدا مدارهای کم مدار وجود داشت - IRIDIUM (Iridium) و GLOBAL STAR (ستاره جهانی) و سپس زمین ثابت - THURAYA (Thuraya).

سامانه ارتباطی ماهواره‌ای «ثریا» تاکنون 2 ماهواره زمین‌ایستا در ترکیب خود دارد که امکان برقراری ارتباط در بیشتر قاره آفریقا، شبه جزیره عربستان، خاورمیانه و اروپا را فراهم می‌کند.

سیستم های ایریدیوم و گلوبال استار که از نظر ساختار مشابه هستند، از صورت فلکی تعداد زیادی ماهواره LEO استفاده می کنند. فضاپیماها به طور متناوب بر فراز مشترک پرواز می کنند و یکدیگر را جایگزین می کنند و در نتیجه ارتباط مداوم را حفظ می کنند.

"Iridium" شامل 66 ماهواره است که در مدارهای دایره ای می چرخند (ارتفاع 780 کیلومتر از سطح زمین، شیب 86.4 درجه)، که در شش هواپیمای مداری، هر کدام 11 وسیله نقلیه قرار دارند. این سیستم 100% سیاره ما را پوشش می دهد.

گلوبال استار شامل 48 ماهواره است که در هشت هواپیمای مداری پرواز می کنند (ارتفاع 1414 کیلومتر از سطح زمین، شیب 52 درجه)، هر کدام 6 وسیله نقلیه، به استثنای مناطق دور قطبی، 80٪ پوشش را ارائه می دهند.

یک تفاوت اساسی بین این دو سیستم ارتباطی ماهواره ای وجود دارد. در ایریدیوم، سیگنال تلفنی که از زمین به ماهواره می رسد از طریق یک زنجیره به ماهواره بعدی منتقل می شود تا زمانی که به ماهواره ای برسد که در حال حاضر در محدوده دید یکی از ایستگاه های دریافت زمینی (ایستگاه های دروازه) قرار دارد. این ترتیب این امکان را فراهم می کند تا با حداقل هزینه ایجاد زیرساخت زمینی، عملیات آن را در اسرع وقت پس از استقرار جزء مداری آغاز کنید. در "گلوبال استار" پخش سیگنال از ماهواره به ماهواره ارائه نمی شود، بنابراین این سیستم به شبکه متراکم تری از ایستگاه های دریافت زمینی نیاز دارد. و از آنجایی که آنها در تعدادی از مناطق کره زمین وجود ندارند، پوشش جهانی مداوم وجود ندارد.

مزایای عملی استفاده از ارتباطات ماهواره ای شخصی امروزه آشکار شده است. بدین ترتیب کوهنوردان روسی در روند صعود به قله اورست در ژوئن 2004 این فرصت را پیدا کردند تا از ارتباط تلفنی از طریق ایریدیوم استفاده کنند که به میزان قابل توجهی از شدت اضطراب همه کسانی که در جریان این رویداد سخت و خطرناک سرنوشت کوهنوردان را دنبال می کردند، کاسته شد.

یک حادثه اضطراری با خدمه فضاپیمای SoyuzTM-1 در می 2003، زمانی که پس از بازگشت به زمین، امدادگران نتوانستند فضانوردان را به مدت 3 ساعت در استپ قزاقستان بیابند، همچنین مدیران برنامه ایستگاه فضایی بین المللی را بر آن داشت تا ایریدیوم را در اختیار فضانوردان قرار دهند. تلفن ماهواره ای.

ماهواره های ناوبری

یکی دیگر از دستاوردهای فضانوردی مدرن، گیرنده سیستم موقعیت یابی جهانی است. ایجاد سیستم های موقعیت یابی جهانی ماهواره ای موجود - GPS آمریکایی (NAVSTAR) و روسی "GLONASS" - 40 سال پیش، در طول جنگ سرد، برای تعیین دقیق مختصات موشک های بالستیک آغاز شد. برای این منظور، به عنوان مکمل ماهواره ها - ضبط کننده های پرتاب موشک، سیستمی از ماهواره های ناوبری در فضا مستقر شد که وظیفه آن برقراری ارتباط مختصات دقیق آنها در فضا بود. گیرنده ناوبری با دریافت داده های لازم از چندین ماهواره به طور همزمان موقعیت خود را تعیین کرد.

زمان صلح "طولانی" صاحبان سیستم ها را مجبور کرد که ابتدا در هوا و روی آب و سپس در خشکی اطلاعات را با مصرف کنندگان غیرنظامی به اشتراک بگذارند، اگرچه این حق را برای خود محفوظ می دارد که پارامترهای ناوبری را در "خاص" خاص اعمال کنند. دوره ها اینگونه بود که سیستم های نظامی غیرنظامی شدند.

انواع مختلف و اصلاحات گیرنده های GPS به طور گسترده در وسایل نقلیه دریایی و هوایی، در سیستم های ارتباطی سیار و ماهواره ای استفاده می شود. علاوه بر این، گیرنده GPS، مانند فرستنده سیستم Cospas-Sarsat، یک تجهیزات ضروری برای هر کشتی شناوری است که به دریای آزاد می رود. فضاپیمای باری ATV که قرار است در سال 2005 به ایستگاه فضایی بین‌المللی پرواز کند و توسط آژانس فضایی اروپا ساخته شده است، مسیر خود را با ایستگاه با توجه به داده‌های GPS و GLONASS اصلاح خواهد کرد.

هر دو سیستم ماهواره ای ناوبری تقریباً یکسان هستند. GPS دارای 24 ماهواره است که در مدارهای دایره ای 4 در 6 هواپیمای مداری (ارتفاع 20000 کیلومتری از سطح زمین، شیب 52 درجه) و همچنین 5 وسیله نقلیه یدکی قرار دارند. GLONASS همچنین دارای 24 ماهواره، 8 ماهواره در سه هواپیما (ارتفاع 19000 کیلومتر از سطح زمین، شیب 65 درجه) است. برای اینکه سیستم‌های ناوبری با دقت لازم کار کنند، ساعت‌های اتمی روی ماهواره‌ها نصب می‌شوند، اطلاعات به طور مرتب از زمین مخابره می‌شود و ماهیت حرکت هر یک از آنها در مدار و همچنین شرایط انتشار را مشخص می‌کند. از امواج رادیویی

علیرغم پیچیدگی و مقیاس ظاهری سیستم موقعیت یابی جهانی، امروزه یک گیرنده GPS جمع و جور می تواند توسط هر کسی خریداری شود. با استفاده از سیگنال های ماهواره ها، این دستگاه نه تنها اجازه می دهد تا موقعیت مکانی یک فرد را با دقت 5-10 متر تعیین کند، بلکه تمام داده های لازم را نیز در اختیار او قرار می دهد: مختصات جغرافیایی نشان دهنده مکان روی نقشه، زمان فعلی جهان، سرعت حرکت، ارتفاع، موقعیت نور طرفین، و همچنین تعدادی از توابع خدمات برگرفته از اطلاعات اولیه.

مزایای سیستم های ناوبری فضایی آنقدر غیرقابل انکار است که اروپای متحد، با وجود هزینه های هنگفت، قصد دارد سیستم ناوبری خود را GALILEO ("Galileo") ایجاد کند. چین همچنین قصد دارد سامانه ای از ماهواره های ناوبری خود را مستقر کند.

ماهواره های سنجش از دور زمین

استفاده از گیرنده های مینیاتوری GPS این امکان را به وجود آورده است که عملکرد دسته دیگری از فضاپیماها - به اصطلاح ماهواره های سنجش از راه دور زمین (ERS) را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. اگر تصاویر قبلی زمین که از فضا گرفته شده بودند به اندازه کافی برای ارتباط با نقاط جغرافیایی خاص دشوار بود، اکنون این فرآیند هیچ مشکلی ایجاد نمی کند. و از آنجایی که سیاره ما دائماً در حال تغییر است، عکس های آن از فضا، که هرگز تکرار نشده اند، همیشه مورد تقاضا خواهند بود و اطلاعات غیر قابل جایگزینی برای مطالعه متنوع ترین جنبه های زندگی روی زمین ارائه می دهند.

ماهواره‌های سنجش از دور تعداد نسبتاً زیادی دارند و با این وجود، گروه آنها دائماً با دستگاه‌های جدید و پیشرفته‌تر پر می‌شوند. ماهواره‌های سنجش از دور مدرن، بر خلاف ماهواره‌هایی که در دهه‌های 1960 و 1970 کار می‌کردند، نیازی به بازگرداندن فیلم‌های گرفته شده در فضا در کپسول‌های ویژه به زمین ندارند - آنها مجهز به تلسکوپ‌های نوری بسیار سبک و آشکارسازهای نوری مینیاتوری مبتنی بر ماتریس‌های CCD هستند. به عنوان خطوط داده پرسرعت با پهنای باند صدها مگابیت در ثانیه. علاوه بر کارایی اکتساب داده ها، امکان خودکارسازی کامل پردازش تصاویر دریافتی روی زمین فراهم می شود. اطلاعات دیجیتالی دیگر فقط یک تصویر نیست، بلکه ارزشمندترین اطلاعات برای بوم شناسان، جنگل بانان، نقشه برداران زمین و بسیاری دیگر از سازه های علاقه مند است.

به طور خاص، عکس‌های چند طیفی به‌دست‌آمده در بهار، پیش‌بینی برداشت بر اساس ذخیره رطوبت در خاک، در طول فصل رشد گیاهان را امکان‌پذیر می‌سازد - برای شناسایی مکان‌هایی که محصولات مخدر در آنجا رشد می‌کنند و اقدامات به موقع برای از بین بردن آنها انجام می‌شود.

علاوه بر این، سیستم های تجاری فعلی برای فروش تصاویر ویدئویی از سطح زمین (عکس) به مصرف کنندگان باید در نظر گرفته شود. اولین چنین سیستم هایی ابتدا صورت فلکی ماهواره ای غیرنظامی ایالات متحده LANDSAT و سپس SPOT فرانسوی بودند. تحت محدودیت های خاص و مطابق با قیمت های معین، مصرف کنندگان در سراسر جهان می توانند تصاویر مناطق مورد علاقه روی زمین را با وضوح 30 و 10 متر به دست آورند. ماهواره‌های غیرنظامی کنونی و بسیار پیشرفته‌تر - ICONOS-2، QUICK BIRD-2 (ایالات متحده آمریکا) و EROS-AI (اسرائیل-ایالات متحده آمریکا) - پس از رفع محدودیت‌ها توسط دولت آمریکا، به شما امکان می‌دهند عکس‌هایی از سطح زمین بخرید. وضوح تا 0.5 متر - در حالت پانکروماتیک و تا 1 متر - در حالت چند طیفی.

نزدیک به ماهواره های سنجش از دور، فضاپیماهای هواشناسی قرار دارند. توسعه شبکه آنها در مدارهای نزدیک به زمین، قابلیت اطمینان پیش بینی آب و هوا را به میزان قابل توجهی افزایش داده و امکان انجام بدون شبکه های گسترده ایستگاه های هواشناسی زمینی را فراهم کرده است. و اخبار منتشر شده امروز در سراسر جهان، همراه با تصاویر متحرک از طوفان ها، مسیرهای ابری، طوفان و سایر پدیده ها، که بر اساس داده های ماهواره های هواشناسی ایجاد شده اند، به هر یک از ما اجازه می دهد تا شخصاً از واقعیت متقاعد شویم. فرآیندهای طبیعی روی زمین

ماهواره ها - "دانشمندان"

به طور کلی، هر یک از ماهواره های مصنوعی ابزاری برای شناخت دنیای اطراف هستند که از زمین خارج شده اند. از سوی دیگر ماهواره های علمی را می توان نوعی محل آزمایش برای آزمایش ایده ها و طرح های جدید و به دست آوردن اطلاعات منحصر به فردی نامید که به هیچ وجه نمی توان به آن دست یافت.

در اواسط دهه 1980، ناسا برنامه ای را برای ایجاد چهار رصدخانه نجومی در فضا اتخاذ کرد. با کمی تأخیر یا موارد دیگر، هر چهار تلسکوپ به مدار پرتاب شدند. اولین کسی که کار خود را آغاز کرد "HUBBL" (1990) بود که برای مطالعه جهان در محدوده طول موج مرئی طراحی شد، پس از آن "KOMPTON" (1991) که فضا را با استفاده از پرتوهای گاما مطالعه کرد، سومین مورد "CHANDRA" (1999) بود. ) که از اشعه ایکس استفاده کرد و این برنامه گسترده SPITZER (2003) را تکمیل کرد که محدوده مادون قرمز را در بر می گرفت. هر چهار رصدخانه به نام دانشمندان برجسته آمریکایی نامگذاری شدند.

HUBBL که برای پانزدهمین سال در مدار نزدیک زمین فعالیت می کند، تصاویر منحصر به فردی از ستارگان و کهکشان های دوردست را به زمین ارائه می دهد. برای چنین عمر طولانی، تلسکوپ چندین بار در طول پروازهای شاتل تعمیر شد، اما پس از غرق شدن کلمبیا در 1 فوریه 2003، پرتاب شاتل های فضایی به حالت تعلیق درآمد. برنامه ریزی شده است که HUBBL تا سال 2010 در مدار باقی بماند و پس از آن با اتمام منابع خود نابود شود. KOMPTON که تصاویری از منابع پرتو گاما را به زمین ارسال می کرد، در سال 1999 وجود نداشت. CHANDRA به ارائه اطلاعات در مورد منابع اشعه ایکس به طور منظم ادامه می دهد. هر سه این تلسکوپ ها توسط دانشمندان طراحی شده اند تا در مدارهای بسیار بیضی شکل کار کنند تا از تأثیر مغناطیس کره زمین بر آنها بکاهند.

در مورد "SPITZER" که قادر به گرفتن ضعیف ترین تشعشعات حرارتی ناشی از اجسام سرد دوردست است، بر خلاف همتایان خود که در اطراف سیاره ما می چرخند، در مدار خورشیدی است و به تدریج 7 درجه در سال از زمین دور می شود. برای درک سیگنال‌های حرارتی بسیار ضعیفی که از اعماق فضا منتشر می‌شوند، SPITZER حسگرهای خود را تا دمایی خنک می‌کند که تنها ۳ درجه از صفر مطلق فراتر می‌رود.

برای اهداف علمی، نه تنها آزمایشگاه های علمی حجیم و پیچیده به فضا پرتاب می شوند، بلکه ماهواره های کروی کوچک مجهز به پنجره های شیشه ای و حاوی بازتابنده های گوشه ای در داخل هستند. پارامترهای مسیرهای پرواز چنین ماهواره های مینیاتوری با دقت بالایی با استفاده از تابش لیزری که به آنها هدایت می شود ردیابی می شود که این امر امکان به دست آوردن اطلاعات در مورد کوچکترین تغییرات در وضعیت میدان گرانشی زمین را ممکن می کند.

چشم انداز فوری

مهندسی فضایی که در پایان قرن بیستم چنین پیشرفت سریعی داشت، حتی یک سال هم از پیشرفت خود باز نمی ماند. ماهواره ها که حدود 5 تا 10 سال پیش به نظر می رسید اوج تفکر فنی بودند، در حال جایگزینی نسل های جدید فضاپیماها در مدار هستند. و اگرچه تکامل ماهواره‌های زمین مصنوعی بیش از پیش زودگذر می‌شود، با نگاهی به آینده نزدیک، می‌توان چشم‌انداز اصلی توسعه فضانوردی بدون سرنشین را دید.

تلسکوپ‌های اشعه ایکس و نوری که در فضا پرواز می‌کنند تاکنون اکتشافات زیادی را در اختیار دانشمندان قرار داده‌اند. اکنون کل مجموعه های مداری مجهز به این دستگاه ها برای پرتاب آماده می شوند. چنین سیستم هایی امکان انجام یک مطالعه گسترده از ستاره های کهکشان ما را برای حضور سیارات در آنها فراهم می کند.

بر کسی پوشیده نیست که تلسکوپ‌های رادیویی مبتنی بر زمین مدرن تصاویری از آسمان پرستاره را با وضوحی دریافت می‌کنند که قدری بالاتر از محدوده نوری است. امروز زمان پرتاب این نوع ابزارهای تحقیقاتی به فضا است. این تلسکوپ‌های رادیویی به مدارهای بیضوی بلند با فاصله حداکثر 350 هزار کیلومتری از زمین پرتاب می‌شوند که کیفیت انتشار رادیویی آسمان پرستاره به دست آمده با کمک آنها را حداقل تا 100 برابر ممکن می‌سازد.

روزی دور نیست که کارخانه هایی برای تولید کریستال های بسیار خالص در فضا ساخته شود. و این نه تنها در مورد ساختارهای بیکریستالی که برای پزشکی ضروری است، بلکه برای مواد برای صنایع نیمه هادی و لیزر نیز صدق می کند. بعید است که اینها ماهواره باشند - در اینجا شما به احتمال زیاد به مجتمع های بازدید شده یا رباتیک و همچنین کشتی های حمل و نقل متصل به آنها نیاز خواهید داشت که محصولات اولیه را تحویل می دهند و میوه های فناوری فرازمینی را به زمین می آورند.

استعمار سیارات دیگر دور از دسترس نیست. در چنین پروازهای طولانی، نمی توانید بدون ایجاد یک اکوسیستم بسته انجام دهید. و ماهواره های بیولوژیکی (گلخانه های پرنده)، شبیه سازی پروازهای فضایی از راه دور، در آینده ای بسیار نزدیک در مدار نزدیک زمین ظاهر خواهند شد.

یکی از خارق العاده ترین کارها، در حالی که امروزه از نقطه نظر فنی کاملاً واقعی است، ایجاد یک سیستم فضایی برای ناوبری جهانی و مشاهده سطح زمین با دقت سانتی متر است. این دقت موقعیت یابی در زمینه های مختلف زندگی کاربرد دارد. اول از همه، زلزله شناسان به این نیاز دارند، به این امید که با ردیابی کوچکترین ارتعاشات پوسته زمین، یاد بگیرند که چگونه زلزله را پیش بینی کنند.

در حال حاضر، مقرون به صرفه ترین راه برای پرتاب ماهواره ها به مدار، پرتابگرهای یکبار مصرف هستند و هرچه کیهان به خط استوا نزدیکتر باشد، پرتاب ارزانتر و محموله بزرگتر برای پرتاب به فضا است. و اگرچه پرتابگرهای شناور و هواپیما قبلاً ایجاد شده اند و با موفقیت کار می کنند، زیرساخت های توسعه یافته در اطراف کیهان در مدت طولانی مبنای فعالیت های موفق زمینیان در توسعه فضای نزدیک به زمین خواهد بود.

الکساندر اسپرین، ماریا پوبدینسکایا

ویراستاران از الکساندر کوزنتسوف برای کمک او در تهیه مطالب سپاسگزار هستند.

صورت فلکی مداری;

کار توسعه؛

موشک فضایی؛

فناوری موشکی و فضایی؛

محل کار اپراتور؛

وسیله نقلیه پرتاب؛

ریشه میانگین مربعات خطا;

وظیفه فنی؛

مطالعه امکان سنجی؛

برنامه فضایی فدرال؛

مدل دیجیتال ارتفاع;

اضطراری.

معرفی

محتوای مطالعاتی که نتایج آن در این بررسی ارائه شده است عبارتند از:

ایجاد سیستم‌ها و مجتمع‌های فضایی شرکتی باید بر اساس یک پایه عناصر مدرن و جدیدترین راه‌حل‌های طراحی باشد و نام‌گذاری و کیفیت داده‌های به‌دست‌آمده باید مطابق با سطح جهانی باشد.

1 بررسی برنامه های فضایی سنجش از دور کشورهای خارجی

1.1 برنامه فضایی ایالات متحده

1.1.1 چارچوب سیاست فضایی ایالات متحده

ایده های اصلی سیاست فضایی جدید:

اهداف اصلی سیاست فضایی ایالات متحده عبارتند از:

1.1.2 بیانیه مقاصد استراتژیک سیستم ملی اطلاعات مکانی ایالات متحده

شکل 1 - تصویر فضایی - تصویر شطرنجی

شکل 2 - شناسایی اهداف و اشیاء

شکل 3 - نمایش وضعیت عملیاتی در زمان واقعی

1.1.3 برنامه نظارت نظامی فضایی

1.1.4 برنامه فضایی تجاری ایالات متحده

شکل 4 - فضاپیما WorldView-1

شکل 5 - فضاپیمای GeoEye-1

گام منطقی بعدی در توسعه بازار دارایی های فضایی ERS، پرتاب یک فضاپیما با وضوح فوق العاده بالا (تا 0.25 متر) است. پیش از این، تصاویر با این وضوح تنها توسط ماهواره های نظامی ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی ارائه می شد.

تاکنون، شرکت‌های اصلی رقیب در بازار سنجش از دور از اروپا، روسیه، ژاپن، اسرائیل و هند هیچ برنامه‌ای برای ایجاد ماهواره‌های سنجش از دور با وضوح فوق‌العاده بالا ندارند. بنابراین، راه اندازی چنین دستگاه هایی در ایالات متحده منجر به توسعه بیشتر بازار و تقویت موقعیت شرکت های آمریکایی - اپراتورهای سیستم های سنجش از راه دور زمین می شود.

1.2 برنامه های فضایی کشورهای اروپایی

1.2.1 فرانسه

بخش فضایی سیستم SPOT در حال حاضر از چهار فضاپیما (SPOT 2، -4، -5 و -6) تشکیل شده است. بخش زمینی شامل مرکز کنترل و عملیات SC، شبکه ای از ایستگاه های دریافت اطلاعات و مراکز پردازش و توزیع داده است.

شکل 6 - فضاپیمای SPOT 5

1.2.2 آلمان

شکل 7 - ماهواره های TerraSAR-X و Tandem-X

شکل 8 - معماری بخش مداری سیستم SAR-Lupe

1.2.3 ایتالیا

برنامه تحقیقات فضایی ایتالیا بر اساس استفاده از وسایل پرتاب ایالات متحده (Scout)، سازمان اروپایی توسعه وسایل پرتاب (اروپا 1) و آژانس فضایی اروپا (Ariane) است.

1.2.4 انگلستان

شکل 9 - تصویر با وضوح 2.8 متر، دریافت شده توسط ماهواره کوچک TOPSAT-1

1.2.5 اسپانیا

اسپانیا همچنین در ایجاد یک سیستم نظارت ماهواره ای دفاعی اروپایی جهانی مشارکت دارد.

1.3 برنامه های فضایی کشورهای دیگر

1.3.1 ژاپن

شکل 10 - مدل سه بعدی قلمرو گجرات، ساخته شده بر اساس داده های Cartosat-1

در 10 ژانویه 2007، ماهواره Cartosat-2 به فضا پرتاب شد که با کمک آن، هند وارد بازار داده های با وضوح متر شد. Cartosat-2 یک ماهواره سنجش از راه دور دوربین پانکروماتیک برای کارتوگرافی است. این دوربین برای عکاسی با وضوح مکانی یک متر و عرض نوار 10 کیلومتر طراحی شده است. این فضاپیما دارای مدار قطبی همزمان با خورشید با ارتفاع 630 کیلومتر است.

هند آماده است تا تصاویر ماهواره ای با وضوح متر که با کمک Cartosat-2 به دست آمده را با قیمت هایی کمتر از قیمت بازار توزیع کند و در آینده قصد دارد یک فضاپیمای جدید با وضوح فضایی تا 0.5 متر را به فضا پرتاب کند.

1.3.2 اسرائیل

1.3.3 چین

شکل 11 - SC CBERS-01

در 19 سپتامبر 2007، سومین ماهواره چینی-برزیلی ERS CBERS-2B در چین پرتاب شد. این ماهواره به مدار خورشید همزمان صبحگاهی با ارتفاع 748x769 کیلومتر، شیب 98.54 درجه پرتاب شد، زمان عبور از خط استوا 10:30 است.

1.3.4 کره

1.3.5 کانادا

کانادا در سال 1990 آژانس فضایی کانادا را ایجاد کرد که تحت رهبری آن کار بر روی موضوع موشک و فضایی انجام می شود.

این ماهواره که در ابتدا برای 5 سال کار در فضا طراحی شده بود، زمان طراحی خود را دو برابر کرده و همچنان به ارسال تصاویر با کیفیت بالا ادامه می دهد. RADARSAT-1 برای 10 سال عملکرد بی عیب و نقص، مناطقی با مساحت 58 میلیارد متر مربع را بررسی کرده است. کیلومتر که دو مرتبه بزرگتر از سطح زمین است. قابلیت اطمینان سیستم 96٪ بود. بزرگترین مصرف کننده از 600 مصرف کننده اطلاعات RADARSAT-1 Ice Reconnaissance Canada است که سالانه 3800 تصویر راداری را با تاخیر زمانی کمتر از 90 دقیقه پس از دریافت دریافت می کند.

شکل 12 - رادارسات در فضا از نگاه یک هنرمند

آژانس فضایی کانادا قراردادی را با مک‌دونالد، دت‌ویلر و همکاران (MDA) برای اجرای پروژه‌ای برای ایجاد نسل دوم ماهواره‌ها برای سنجش از دور سطح زمین با استفاده از رادارست-2 امضا کرده است. ماهواره Radarsat-2 تصاویری با وضوح 3 متر در هر پیکسل ارائه می دهد.

1.3.6 استرالیا

استرالیا به طور فعال با تعدادی از کشورها در زمینه اکتشافات فضایی همکاری می کند. شرکت های استرالیایی همچنین در حال توسعه یک ریزماهواره با کره جنوبی برای جمع آوری داده های زیست محیطی در مناطق روستایی در منطقه آسیا و اقیانوسیه هستند. به گفته مدیر مرکز CRCSS، این پروژه 20 تا 30 میلیون دلار هزینه خواهد داشت. همکاری استرالیا با روسیه چشم اندازهای بزرگی را در اختیار شما قرار می دهد.

1.3.7 سایر کشورها

اخیراً آژانس فضایی ملی تایوان NSPO برنامه‌هایی برای توسعه اولین فضاپیما توسط صنعت ملی اعلام کرده است. این پروژه که Argo نام دارد، با هدف ایجاد یک ماهواره کوچک برای سنجش از دور زمین (ERS) با استفاده از تجهیزات نوری با وضوح بالا انجام می شود.

به گفته NSPO، در جریان کار روی پروژه Argo، یک پلت فرم فضایی قبلا توسعه یافته است که در سیستم کنترل آن برای اولین بار از پردازنده جدید LEON-3 استفاده می شود. قرار است تمامی نرم افزارهای سیستم های داخلی و مرکز کنترل پرواز زمینی در تایوان ساخته شود. عمر تخمینی این ماهواره 7 سال خواهد بود.

1.4 برنامه های فضایی کشورهای CIS

1.4.1 بلاروس

جدول 1. مشخصات اصلی فضاپیمای Kanopus-V و BKA

اندازه فضاپیما، m×m

جرم فضاپیما

جرم محموله، کیلوگرم

مدار:

ارتفاع، کیلومتر

تمایل، تگرگ

دوره گردش، حداقل

زمان عبور از استوا، ساعت

دوره مشاهده مجدد، روز

میانگین توان روزانه، W

زندگی فعال، سالها

فضاپیمای "Kanopus-V" و BKA برای حل وظایف زیر طراحی شده اند:

- مشاهده بسیار عملیاتی

1.4.2 اوکراین

در مورد فضاپیماهای با وضوح بالا بهتر از 10 متر، ایجاد آنها بر اساس همکاری با شرکای خارجی علاقه مند و صاحبان سیستم های مشابه نیز توصیه می شود. هنگام ایجاد فضاپیماهای امیدوارکننده، باید توجه ویژه ای به افزایش قابلیت های اطلاعاتی سیستم شود. در این راستا، اوکراین دارای تعدادی پیشرفت اصلی است.

1.4.3 قزاقستان

نمایندگان سازمان‌های تحقیقاتی و ساختارهای تولید و اجرای قزاقستان، روسیه و کشورهای خارجی درگیر در اجرای برنامه فضایی قزاقستان معتقدند که ارتباطات ماهواره‌ای و سامانه‌های سنجش از دور زمین باید در حال حاضر به سمت اولویت توسعه فعالیت‌های فضایی در قزاقستان تبدیل شوند. .

2 برنامه فضایی روسیه

2.1 مفاد اساسی برنامه فضایی فدرال روسیه برای 2006-2015

اهداف اصلی برنامه عبارتند از:

شرایط و مراحل اجرای برنامه - 2006 - 2015.

در مرحله اول (تا سال 2010) از نظر سنجش از دور زمین موارد زیر ایجاد می شود:

حوزه های اولویت دار فعالیت های فضایی که در دستیابی به اهداف استراتژیک نقش دارند عبارتند از:

فعالیت های برنامه شامل فعالیت هایی است که از بودجه تامین می شود و فعالیت هایی که با سرمایه گذاری در فعالیت های فضایی توسط مشتریان غیردولتی انجام می شود.

فعالیت هایی که از محل اعتبارات بودجه تامین می شود شامل فعالیت های پیش بینی شده در بخش های زیر است:

بخش I - "کار تحقیق و توسعه"؛

در طول اجرای برنامه، نتایج زیر حاصل خواهد شد:

ب) فرکانس به‌روزرسانی داده‌های رصد آب‌وهواشناسی برای فضاپیماهای ارتفاع متوسط ​​به 3 ساعت و برای فضاپیماهای زمین‌ایستا به مقیاس زمان واقعی افزایش یافته است که این امر فراهم می‌کند:

ه) یک مجموعه فضایی با یک فضاپیمای کوچک با دقت افزایش یافته در تعیین مختصات اشیاء در معرض خطر، سرعت دریافت پیام های اضطراری تا 10 ثانیه و دقت در تعیین موقعیت اشیاء در معرض خطر تا 100 ایجاد شد. م تضمین شدند.

ارزیابی میزان تأثیر اقتصادی از نتایج فعالیت‌های فضایی در حوزه‌های اجتماعی-اقتصادی و علمی نشان می‌دهد که در نتیجه اجرای برنامه، اثر اقتصادی تعمیم‌یافته در دوره 2006-2015 در سطح پیش‌بینی شده است. 500 میلیارد روبل در قیمت 2005.

2.2 تجزیه و تحلیل سیستم های فضایی ERS.

شکل 13 - صورت فلکی مداری فضاپیمای ERS برای دوره 2006-2015

در واقع، فضاپیمای اصلی ERS که در دوره منتهی به سال 2015 توسعه یافته است، فضاپیمای Kanopus-V برای نظارت عملیاتی بر موارد اضطراری مصنوعی و طبیعی و فضاپیمای Resurs-P برای رصد الکترونیکی عملیاتی خواهد بود.

SC "Kanopus-V" شماره 1، که در 22 ژوئیه 2012 راه اندازی شد، شامل:

مجموعه Resource-P ادامه تجهیزات سنجش از راه دور با وضوح بالا داخلی است که به نفع توسعه اجتماعی و اقتصادی فدراسیون روسیه استفاده می شود. برای حل وظایف زیر طراحی شده است:

- زیر سیستم "Arktika-MS2" از چهار فضاپیما برای ارائه ارتباطات دولتی سیار، کنترل ترافیک هوایی و رله سیگنال های ناوبری (توسعه یافته توسط JSC "ISS به نام MF Reshetnev").

2.3 توسعه یک مجتمع زمینی برای دریافت، پردازش، ذخیره و توزیع ERS CI

همانطور که در FKP-2015 اشاره شد، زیرساخت های فضای زمینی، از جمله کیهان ها، امکانات کنترل زمینی، نقاط دریافت اطلاعات و یک پایگاه آزمایشی برای آزمایش زمینی محصولات موشکی و فناوری فضایی، نیاز به مدرن سازی و مجهز شدن به تجهیزات جدید دارند.

نمودار عملکردی سیستم ماهواره ای سنجش از دور یکپارچه در شکل 14 نشان داده شده است.

شکل 14 - سیستم یکپارچه ماهواره ای ERS

بنابراین، وزارتخانه ها و ادارات مصرف کنندگان CI ERS، از یک سو، و آژانس فضایی فدرال، از سوی دیگر، علاقه مند به اطمینان از هماهنگی فعالیت های کلیه مراکز و ایستگاه های NKPOR هستند که توسط ادارات و سازمان های مختلف ایجاد شده اند. ایجاد عملکرد و تعامل هماهنگ آنها بر اساس قوانین یکسان که برای تمام بخش های NCCOR و مصرف کنندگان مناسب است.

3 تجزیه و تحلیل "مفهوم توسعه سیستم فضایی روسیه برای سنجش از دور زمین برای دوره تا 2025"

بخش مهمی از مفهوم، پیشنهادهایی است که کارایی استفاده از اطلاعات فضایی را در روسیه افزایش می دهد.

مشکلات اصلی که کارایی استفاده از اطلاعات فضایی در روسیه را تعیین می کند عبارتند از:

این رویکرد امیدوارکننده است، زیرا با سرعت بخشیدن به توسعه بازار ملی ژئوانفورماتیک، تقاضای ثابتی برای داده‌های مکانی وجود خواهد داشت که می‌توانند با ظهور و توسعه سیستم‌های سنجش از راه دور داخلی دوباره پر شوند. مشکلات توسعه صنعت سنجش از دور بلافاصله پس از پرتاب یک ماهواره جدید در یک روز حل نمی شود؛ یک مرحله نسبتا طولانی از تشکیل یک تقاضای پایدار برای داده های سنجش از دور مورد نیاز است.

9. توسعه و راه اندازی وسایل زمینی و هوایی برای اعتبارسنجی نتایج پردازش موضوعی اطلاعات فضایی.

4 امکان سنجی اصول تامین مالی برای ایجاد سیستم های فضایی سنجش از دور

نتیجه

مطالعات انجام شده به ما این امکان را می دهد که به نتایج زیر دست یابیم:

3 الف کوچیکو. سیاست جدید ایالات متحده در زمینه ابزارهای سنجش از دور تجاری. اخبار کیهان نوردی، شماره 6، 2003

4 V. چولاریس. سیاست ملی فضای خارجی ایالات متحده بررسی نظامی خارجی شماره 1، 2007

6 V. چولاریس. پشتیبانی اطلاعات جغرافیایی نیروهای مسلح ایالات متحده. بررسی نظامی خارجی، شماره 10، 2005

7 اکتشاف فضایی ایالات متحده با وظایف جدید. علم, 03.02.06

8 ایالات متحده بزرگترین صورت فلکی ماهواره های شناسایی در تاریخ را در مدار خود ایجاد کرده است. اخبار علم. 03.02.2006

9 A. Andronov. ماهواره های در دسترس تروریست ها "بررسی مستقل نظامی"، 1999

10 V. Ivanchenko. نمادهای چشم تیز. مجله "COMPUTERRA"، 06.09.2000

11 م. رحمانوف. هوش ماهواره ای: روندهای توسعه جدید C.NEWS High Technology Edition 2006

12 الف کوپیک. یک جاسوس تجاری جدید راه اندازی شده است. «اخبار کیهان شناسی»، شماره 6، 1382.

13 م. رحمانوف. سنجش ماهواره: تغییر اجتناب ناپذیر است. C.NEWS High Technology Edition 2006

16 یو.بی. بارانوف. بازار داده های سنجش از راه دور در روسیه. مجله «داده های مکانی»، شماره 5، 1384

17 دستگاه اطلاعاتی فرانسه به فضا می‌رود. علم, 27.12.04.

18 تصویر رادار: آلمان پیشتاز است. علم، 20.03.06.

19 ماکسیم رحمانوف "آلمان یک سیستم جاسوسی فضایی را پرتاب کرد"، Science، CNews، 2003.

20 الف کوچیکو. سیستم شناسایی و نظارت فضایی در همه حال و هوا: نمایی از ایتالیا. «اخبار کیهان نوردی»، شماره 5، 1381.

21 الف کوچیکو. ژاپن بزرگترین سیستم شناسایی فضایی را ایجاد کرده است. «اخبار کیهان نوردی»، شماره 4، 1386

22 یک موشک ژاپنی ماهواره سنگین ALOS را به مدار زمین پرتاب کرد. علم 24.01.06.

28 ماهواره رادار: کانادا از کور شدن روسیه جلوگیری می کند. علم، 2005

موقعیت پیشرو ایالات متحده به عنوان یک رهبر جهانی در توسعه و استفاده از سیستم های سنجش از راه دور زمین (ERS). تلاش های اصلی مقررات دولتی صنعت سنجش از دور در ایالات متحده با هدف تشویق توسعه بازار است.

مکانیسم ها

سند اساسی در این زمینه دستورالعمل سیاست فضایی استفاده از سیستم های سنجش از دور تجاری است که توسط رئیس جمهور ایالات متحده تصویب شده است.

مارس 1994، که مبانی سیاست ایالات متحده را در زمینه دسترسی مشتریان خارجی به منابع سیستم های سنجش از راه دور American Earth تشریح کرد.

سیاست جدید با هدف تقویت بیشتر موقعیت رهبری در

دنیای شرکت های آمریکایی است و حوزه های فعالیت زیر را پوشش می دهد:

− صدور مجوز فعالیت و عملکرد سیستم سنجش از راه دور؛

− استفاده از منابع سامانه سنجش از دور در جهت منافع دفاعی، اطلاعاتی و

سایر ادارات دولتی ایالات متحده؛

− دسترسی مشتریان خارجی (دولتی و تجاری) به منابع ERS، صادرات فناوری ها و مواد ERS؛

− همکاری بین دولتی در زمینه تصویربرداری فضای نظامی و تجاری

هدف اصلی این سیاست، تقویت و حفظ امنیت ملی آمریکا و منافع این کشور در عرصه بین‌المللی با تقویت جایگاه برتر در عرصه بین‌المللی است.

زمینه های CS ERS و توسعه صنعت ملی. اهداف این سیاست تحریک رشد اقتصادی، حفاظت از محیط زیست و تقویت است

برتری علمی و فناوری

دستورالعمل جدید همچنین بر تجاری سازی سیستم های حسگر تأثیر می گذارد.

به گفته کارشناسان، بر مبنای غیرتجاری، فناوری‌های سنجش از دور نه تنها توسعه نمی‌یابند، بلکه ایالات متحده را (مانند هر کشور دیگری) از موقعیت‌های پیشرو در جهان بسیار عقب می‌اندازند. به گفته دولت ایالات متحده، مواد تصویربرداری فضایی،

توسط ادارات دولتی برای نیازهای خود با محصولات سیستم های سنجش از راه دور که بر اساس تجاری به دست می آیند تقاضا می شوند. در این مورد، یکی از

هدف اصلی این است که جامعه اطلاعاتی ملی را از حجم زیادی از درخواست‌های بخش‌های مختلف ایالات متحده برای این محصولات رها کند. وظیفه دوم، اما نه کم اهمیت سیاست جدید دولت در حوزه فضا، تجاری سازی سیستم های سنجش از دور به منظور تقویت بیشتر پیشروهای جهان است.

مفاد شرکت های آمریکایی - اپراتورهای سیستم های سنجش فضایی. این دستورالعمل روند صدور مجوز فعالیت های سیستم سنجش از راه دور را تعیین می کند

منافع وزارت دفاع، اطلاعات و سایر ادارات، به عنوان مثال، وزارت امور خارجه و غیره. و همچنین محدودیت های خاصی را برای مشتریان خارجی محصولات تعیین می کند.

سیستم های سنجش از دور و صادرات فناوری ها و مواد برای آن و تعیین مبنای همکاری های بین دولتی در زمینه انواع نظامی و تجاری

اقدامات دولت آمریکا تقویت و حفاظت از امنیت ملی و ایجاد بستری مناسب برای این کشور در عرصه بین المللی با تقویت جایگاه برتر آمریکا در عرصه بین المللی است.

سنجش از دور و توسعه صنعت خودمان. برای این منظور دولت کشور

اختیارات بسیار زیادی به اداره ملی اطلاعات کارتوگرافی و تصویربرداری ایالات متحده - NIMA، که زیرمجموعه ساختاری جامعه اطلاعاتی ایالات متحده است، اعطا شده است. NIMA از نظر عملکردی مسئول جمع آوری، توزیع اطلاعات گونه های دریافتی از سیستم های فضایی سنجش از دور در میان است

ادارات دولتی و مصرف کنندگان خارجی، دریافت و توزیع می کنند

که تنها با تایید وزارت امور خارجه آمریکا تولید می شود. وزارت بازرگانی و ناسا مسئول هماهنگی درخواست ها برای محصولات سنجش از دور زمین در بخش تجاری در سراسر مناطق هستند. این امکان استفاده از اطلاعات مربوط به گونه های مشابه را توسط بخش های مختلف علاقه مند به مناطق بررسی یکسان فراهم می کند.

نیازهای غیرنظامی در زمینه سنجش از دور توسط وزارتخانه های بازرگانی تعیین می شود.

آژانس فضایی و داخلی ناسا. همچنین اعتبارات مناسبی را برای اجرای پروژه های این حوزه اختصاص می دهند. کمک در اجرا

برنامه های سنجش از راه دور دولت مدنی توسط نیما ارائه می شود. این

این سازمان همچنین در تهیه برنامه های عملیاتی برای اجرای سیاست جدید فضایی پیشتاز است که در توسعه آن علاوه بر نیما، وزرای دفاع، بازرگانی، وزارت امور خارجه و رئیس اطلاعات مرکزی (همزمان) و مدیر سیا) درگیر هستند.

آژانس Geoinnovation "Innoter"

مشخصه این است که این مسائل با قانون و در قالب بحث و تصویب قوانین حل می شود. در نظر گرفته شده است که چنین ابزار دولتی سنجش از دور، مانند لندست،

زمانی که کسب اطلاعات با استفاده از سیستم‌های سنجش از راه دور تجاری برای اپراتور غیرمنفعت باشد، از Terra، Aqua و دیگران برای حل وظایف دفاعی و شناسایی استفاده می‌شود. نیما تمام شرایط لازم را برای کسب مزیت رقابتی صنعت ایالات متحده نسبت به سایرین ایجاد می کند

کشورها. دولت ایالات متحده حمایت از توسعه بازار سیستم‌های سنجش از راه دور را تضمین می‌کند، همچنین این حق را برای خود محفوظ می‌دارد که فروش محصولات ژنریک را محدود کند.

کشورهایی که به نفع مشاهده نقش رهبری ایالات متحده در ERS فضایی هستند. این دستورالعمل تصریح می کند که سیا و وزارت دفاع باید بر ذاتی خود نظارت کنند

روش ها و روش های وضعیت توسعه سنجش از دور در سایر کشورها به طوری که صنعت ایالات متحده جایگاه پیشرو خود را در جهان در بازارهای ابزار سنجش از دور از دست ندهد.

دولت ایالات متحده وزارت دفاع خود را از خرید مواد گونه ای منع نمی کند

از شرکت های تجاری مزیت مستقیم آن واضح است: نیازی به پرتاب ماهواره جدید یا هدف قرار دادن مجدد ماهواره سنجش از راه دور موجود به منطقه نظامی مورد علاقه نیست. و بهره وری در حال تبدیل شدن به بالاترین است. این همان کاری است که وزارت دفاع ایالات متحده از انجام آن خوشحال است.

در نتیجه ساختارهای تجاری درگیر در توسعه و

با استفاده از سیستم های سنجش از راه دور

ایده های اصلی سیاست فضایی جدید:

− قانوناً مقرر شده است که منابع داده های سنجش از دور ماهواره ای آمریکا در آن باشد

تا حداکثر برای حل دفاعی، شناسایی استفاده شود

وظایف، تضمین امنیت داخلی و بین المللی و در راستای منافع

کاربران مدنی;

− سیستم های سنجش از راه دور دولتی (به عنوان مثال، Landsat، Terra، Aqua) خواهد بود

تمرکز بر وظایفی که به طور موثر توسط اپراتورهای CS قابل حل نیستند

سنجش از دور به دلیل عوامل اقتصادی، منافع تضمین ملی

امنیت یا دلایل دیگر؛

− ایجاد و توسعه همکاری های بلند مدت بین

سازمان‌های دولتی و صنعت هوافضای ایالات متحده، مکانیزم عملیاتی برای صدور مجوز فعالیت‌ها در زمینه بهره‌برداری از اپراتورهای سیستم‌های سنجش از راه دور و صادرات فناوری‌ها و مواد برای سنجش از دور.

− ایجاد شرایطی که صنعت ایالات متحده را با مزیت رقابتی در ارائه خدمات سنجش از راه دور به خارجی ها فراهم کند

مشتریان دولتی و تجاری

آژانس Geoinnovation "Innoter"

سیاست جدید سنجش از دور زمین اولین گام دولت بوش برای تجدید نظر در سیاست فضایی ایالات متحده است. بدیهی است که تصویب سند با فعال صورت گرفته است

لابی شرکت های هوافضا که قوانین جدید بازی را با رضایت پذیرفته اند. سیاست قبلی که توسط دستورالعمل PDD-23 تعریف شده بود، به ظهور و توسعه رسانه های تجاری با کیفیت بالا کمک کرد. سند جدید حمایت دولت را برای توسعه بازار سنجش از راه دور تضمین می کند

همچنین تعیین می کند که پروژه های تجاری جدید توسط صنعت با در نظر گرفتن نیازهای محصولات خاص شناسایی شده توسط عمران توسعه می یابد

و ادارات دفاعی

یکی دیگر از جنبه های مهم این است که دولت به یک "فشار بین المللی" تبدیل می شود.

اطلاعات تجاری ERS در ساختار فروش اطلاعات نوع اپراتورهای تجاری، مشتریان دفاعی و دیگر دولتی پیش از این غالب بودند.

با این حال، مقیاس خرید نسبتا کم بود و بازار برای فضا

مواد ERS به آرامی توسعه یافتند. در سال های اخیر، پس از ظهور یک فضاپیمای سنجش از دور با وضوح بالا (0.5-1 متر)، وضعیت شروع به تغییر کرد. سیستم های تجاری با وضوح بالا و متوسط ​​در حال حاضر به عنوان یک افزوده مهم در نظر گرفته می شوند

سیستم های فضایی نظامی، که امکان افزایش کارایی انجام سفارش را فراهم می کند

و عملکرد سیستم یکپارچه به عنوان یک کل، برای محدود کردن عملکردها و گسترش دایره کاربران اطلاعات خاص.

طی 5 تا 7 سال گذشته، تصویربرداری از گونه ها با استفاده از فضاپیماهای تجاری به منبع مهمی از اطلاعات به روز و باکیفیت گونه ها تبدیل شده است.

به دلایلی:

− منابع سیستم های نظارت نظامی محدود استبا توجه به گسترش دامنه وظایف و تعداد مصرف کنندگان که در نتیجه کارایی حل وظایف عکسبرداری پیمایشی کاهش یافته است.

− تولید گونه های تجاری با وضوح متوسط ​​و کم در دسترس تر شده است،

با توجه به معرفی اصول پخش مستقیم و رشد عرضه خدمات در بازار بین المللی؛

− بازار تصاویر با وضوح بالا (تا 1 متر و بهتر) به طور قابل توجهی رشد کرده است و تعداد اپراتورهای سیستم های دوربین تجاری افزایش یافته است که منجر به افزایش رقابت و کاهش هزینه های خدمات شده است.

− محصولات تجاری خاص دارای مهر محرمانه نیستند، بنابراین، آنها در معرض توزیع گسترده بین سطوح پایین نیروهای مسلح، فرماندهی نیروهای متحد، سایر بخش ها (وزارت امور خارجه، وزارت شرایط اضطراری، خدمات مرزی) و

حتی رسانه ها

آژانس Geoinnovation "Innoter"

در 31 آگوست 2006، جورج دبلیو بوش، رئیس جمهور ایالات متحده، مفهوم سیاست فضایی ملی ایالات متحده را تصویب کرد که ارائه می کند.

اصول اساسی، اهداف، اهداف و جهت‌گیری‌های فعالیت رهبری نظامی-سیاسی آمریکا، وزارتخانه‌ها و ادارات فدرال و همچنین ساختارهای تجاری برای استفاده از فضای ماورای جو در جهت منافع ملی. این سند جایگزین بخشنامه سال 96 ریاست جمهوری به همین نام شد.

انتشار "سیاست ملی فضایی" به دلیل افزایش اهمیت سیستم های فضایی در تضمین امنیت ملی ایالات متحده بود و

همچنین لزوم مطابقت دادن سیاست فضایی اجرا شده با شرایط جدید شرایط.

اجرای برنامه های فضایی اولویت فعالیت اعلام شده است. در عین حال، رهبری نظامی-سیاسی آمریکا چنین خواهد کرد

به تعدادی از اصول اساسی زیر پایبند باشید:

− همه کشورها حق استفاده آزادانه از فضا برای مقاصد صلح آمیز را دارند که به ایالات متحده اجازه می دهد تا در راستای منافع ملی فعالیت های نظامی و اطلاعاتی انجام دهد.

− هر ادعایی رد می شودهر کشوری برای استفاده انحصاری از فضای ماورای جو، اجرام آسمانی یا اجزای آنها و همچنین محدودیت حقوق ایالات متحده برای چنین فعالیت هایی؛

− کاخ سفید به دنبال همکاری با VPR سایر ایالات در چارچوب

استفاده صلح آمیز از فضای بیرونی به منظور گسترش فرصت ها و دستیابی به نتایج بیشتر در اکتشاف فضایی.

− فضاپیماهای ایالات متحده باید آزادانه در فضای ماورای جو عمل کنند.

بنابراین، ایالات متحده هرگونه مداخله در عملکرد دادگاه قانون اساسی خود را به عنوان نقض حقوق آنها تلقی خواهد کرد.

− CS، از جمله اجزای زمینی و فضایی، و همچنین خطوط ارتباطی پشتیبانی کننده عملیات آنها، برای منافع ملی کشور حیاتی تلقی می شود.

V در این راستا، ایالات متحده:

− دفاع از حقوق خود در استفاده آزادانه از فضای بیرونی؛

− منصرف کردن یا منصرف کردن سایر کشورها از اقدام یا توسعه ابزاری برای نقض این حقوق؛