Sergejs Revņivihs, GLONASS direktorāta vadītāja vietnieks, V.I. vārdā nosauktās OJSC Information Satellite Systems GLONASS sistēmas attīstības departamenta direktors. Akadēmiķis M.F. Rešetņevs"

Varbūt nav nevienas tautsaimniecības nozares, kurā jau netiktu izmantotas satelītnavigācijas tehnoloģijas – no visa veida transporta līdz lauksaimniecībai. Un pielietojuma jomas nepārtraukti paplašinās. Turklāt lielākoties uztverošās ierīces saņem signālus no vismaz divām globālajām navigācijas sistēmām - GPS un GLONASS.

Problēmas statuss

Tā sagadījās, ka GLONASS izmantošana kosmosa industrijā Krievijā nav tik liela, kā varētu gaidīt, ņemot vērā faktu, ka galvenais GLONASS sistēmas izstrādātājs ir Roskosmos. Jā, daudziem mūsu kosmosa kuģiem, nesējiem un augšējiem līmeņiem jau ir GLONASS uztvērēji kā daļa no to borta aprīkojuma. Bet līdz šim tie ir vai nu palīglīdzekļi, vai tiek izmantoti kā daļa no kravnesības. Līdz šim trajektorijas mērījumu veikšanai, Zemei tuvo kosmosa kuģu orbītu noteikšanai, sinhronizācijai vairumā gadījumu tiek izmantoti komandmērīšanas kompleksa zemes līdzekļi, no kuriem daudzi jau sen ir izsmēluši savus resursus. Turklāt mērinstrumenti atrodas Krievijas Federācijas teritorijā, kas neļauj globāli aptvert visu kosmosa kuģa trajektoriju, kas ietekmē orbītas precizitāti. GLONASS navigācijas uztvērēju izmantošana kā daļa no standarta borta aprīkojuma trajektorijas mērījumiem ļaus iegūt zemas orbītas kosmosa kuģu orbītas precizitāti (tie veido orbitālās zvaigznāja galveno daļu) līmenī. 10 centimetri jebkurā orbītas punktā reāllaikā. Tajā pašā laikā trajektorijas mērījumu veikšanā nav jāiesaista komandmērīšanas kompleksa līdzekļi, jātērē līdzekļi to darbības nodrošināšanai un personāla uzturēšanai. Plānošanas problēmu risināšanai pietiek ar vienu vai divām stacijām navigācijas informācijas saņemšanai no tāfeles un pārsūtīšanai uz lidojumu vadības centru. Šī pieeja maina visu ballistisko un navigācijas atbalsta stratēģiju. Bet, neskatoties uz to, šī tehnoloģija jau ir diezgan labi attīstīta pasaulē un nav īpaši sarežģīta. Nepieciešams tikai lēmums pāriet uz šādu tehnoloģiju.

Ievērojams skaits zemas orbītas kosmosa kuģu ir satelīti Zemes attālinātai izpētei un zinātnisku problēmu risināšanai. Attīstoties tehnoloģijām un novērošanas līdzekļiem, palielinot izšķirtspēju, pieaug prasības saņemtās mērķa informācijas piesaistes precizitātei ar satelīta koordinātām uzņemšanas brīdī. A posteriori režīmā attēlu un zinātnisko datu apstrādei daudzos gadījumos orbītas precizitāte ir jāzina centimetru līmenī.

Speciālajiem ģeodēziskās klases kosmosa kuģiem (piemēram, Lageos, Etalon), kas īpaši paredzēti Zemes izpētes un kosmosa kuģu kustības modeļu pilnveidošanas fundamentālo problēmu risināšanai, jau ir sasniegta centimetru orbītas precizitāte. Bet mums jāpatur prātā, ka šie transportlīdzekļi lido ārpus atmosfēras un tiem ir sfēriska forma, lai samazinātu saules spiediena traucējumu nenoteiktību. Trajektorijas mērījumiem tiek izmantots globāls starptautisks lāzera tālmēru tīkls, kas nav lēts, un līdzekļu darbība ir ļoti atkarīga no laikapstākļiem.

Tālvadības un zinātnes kosmosa kuģi galvenokārt lido augstumā līdz 2000 km, tiem ir sarežģīta ģeometriskā forma, un tie pilnībā izjūt atmosfēras un saules spiediena radītos traucējumus. Ne vienmēr ir iespējams izmantot starptautisko pakalpojumu lāzeriekārtas. Tāpēc uzdevums iegūt šādu satelītu orbītas ar centimetru precizitāti ir ļoti grūts. Nepieciešams izmantot īpašus kustību modeļus un informācijas apstrādes metodes. Pēdējo 10-15 gadu laikā pasaules praksē ir panākts ievērojams progress šādu problēmu risināšanā, izmantojot iebūvētos augstas precizitātes GNSS navigācijas uztvērējus (galvenokārt GPS). Par pionieru šajā jomā kļuva satelīts Topex-Poseidon (kopīgs NASA-CNES projekts, 1992-2005, augstums 1336 km, slīpums 66), kura orbītas precizitāte pirms 20 gadiem tika nodrošināta 10 cm līmenī (2,5 cm pēc rādiusa). .

Nākamajā desmitgadē Krievijas Federācija plāno palaist diezgan daudz attālās izpētes kosmosa kuģu, lai atrisinātu lietišķas problēmas dažādiem mērķiem. Jo īpaši vairākām kosmosa sistēmām ir nepieciešama mērķa informācijas saistīšana ar ļoti augstu precizitāti. Tie ir izpētes, kartēšanas, ledus apstākļu, ārkārtas situāciju monitoringa, meteoroloģijas uzdevumi, kā arī vairāki fundamentāli zinātniski uzdevumi Zemes un okeānu izpētes jomā, augstas precizitātes ģeoīda dinamiskā modeļa izveidošana, augsta - jonosfēras un atmosfēras precīzi dinamiski modeļi. Kosmosa kuģa pozīcijas precizitāte jau ir jāzina centimetru līmenī visā orbītā. Mēs runājam par a posteriori precizitāti.

Tas jau ir sarežģīts uzdevums kosmosa ballistikai. Iespējams, vienīgais veids, kas var nodrošināt šīs problēmas risinājumu, ir mērījumu izmantošana no iebūvētā GNSS navigācijas uztvērēja un atbilstošie līdzekļi augstas precizitātes navigācijas informācijas apstrādei uz zemes. Vairumā gadījumu tas ir kombinēts uztvērējs, kas darbojas GPS un GLONASS sistēmās. Dažos gadījumos var tikt izvirzītas prasības izmantot tikai GLONASS sistēmu.

Eksperimentējiet ar augstas precizitātes orbītu noteikšanu, izmantojot GLONASS

Mūsu valstī tehnoloģija augstas precizitātes koordinātu iegūšanai, izmantojot ģeodēziskās klases navigācijas uztvērējus, ir labi attīstīta ģeodēzisko un ģeodinamisko problēmu risināšanai uz Zemes virsmas. Šī ir tā sauktās augstas precizitātes pozicionēšanas (precīzas punktu pozicionēšanas) tehnoloģija. Tehnoloģijas iezīme ir šāda:

* navigācijas uztvērēja mērījumu apstrādei, kuru koordinātas ir jāprecizē, netiek izmantota informācija no GNSS signālu navigācijas kadriem. Navigācijas signālus izmanto tikai attāluma mērīšanai, galvenokārt balstoties uz signāla nesējfāzes mērījumiem;

* Augstas precizitātes orbītas un borta pulksteņa korekcijas tiek izmantotas kā navigācijas kosmosa kuģu efemerīda laika informācija, kas iegūta, pamatojoties uz nepārtrauktu globālā GNSS navigācijas signālu uztveršanas staciju tīkla mērījumu apstrādi. Pārsvarā šobrīd tiek izmantoti Starptautiskā GNSS dienesta (IGS) risinājumi;

* navigācijas uztvērēja mērījumi, kuru koordinātas ir jānosaka, tiek apstrādāti kopā ar augstas precizitātes efemerīda laika informāciju, izmantojot īpašas apstrādes metodes.

Rezultātā uztvērēja koordinātas (uztvērēja antenas fāzes centrs) var iegūt ar dažu centimetru precizitāti.

Zinātnisku problēmu, kā arī zemes apsaimniekošanas, kadastra, būvniecības problēmu risināšanai Krievijā jau vairākus gadus šādi instrumenti pastāv un tiek plaši izmantoti. Tajā pašā laikā autora rīcībā vēl nav bijusi informācija par līdzekļiem, ar kuriem var atrisināt zemas orbītas kosmosa kuģu orbītu augstas precizitātes noteikšanas problēmas.

Pirms dažiem mēnešiem veikts iniciatīvas eksperiments parādīja, ka mums ir šādu rīku prototipi, un tos var izmantot, lai izveidotu standarta nozares rīkus augstas precizitātes ballistikas un navigācijas atbalstam zemas orbītas kosmosa kuģiem.

Eksperimenta rezultātā apstiprinājās iespēja izmantot esošos prototipus augstas precizitātes zemas orbītas kosmosa kuģu orbītas noteikšanai vairāku centimetru līmenī.

Eksperimentam tika izvēlēts lidojošs pašmāju kosmosa kuģis ar attālo izpēti "Resurs-P" Nr.1 ​​(apļveida saules sinhronā orbīta ar vidējo augstumu 475 km.), Aprīkots ar kombinēto navigācijas uztvērēju GLONASS/GPS. Rezultāta apstiprināšanai tika atkārtota datu apstrāde ģeodēziskajam kosmosa kuģim GRACE (kopīgs NASA un DLR projekts, 2002-2016, augstums 500 km, slīpums 90), uz kura tika uzstādīti GPS uztvērēji. Eksperimenta iezīmes ir šādas:

* lai novērtētu GLONASS sistēmas iespējas kosmosa kuģa Resurs-P orbītas noteikšanai (kopskats parādīts 1. att.), tika izmantoti tikai GLONASS sistēmas mērījumi (4 AS izstrādātie borta navigācijas uztvērēju komplekti). RIRV);

* GRACE sistēmas kosmosa kuģa orbītas iegūšanai (kopskats parādīts 2. att.), tika izmantoti tikai GPS mērījumi (mērījumi ir brīvi pieejami);

* Kā palīginformācija tika izmantota GLONASS un GPS navigācijas satelītu augstas precizitātes efemeri un borta pulksteņa korekcijas, kas iegūtas IAC KVNO TsNIIMash, pamatojoties uz mērījumu apstrādi no IGS globālā tīkla stacijām (dati ir brīvi pieejami) . Šo datu precizitātes novērtējums no AGS dienesta ir parādīts att. 3 un ir aptuveni 2,5 cm IGS pakalpojuma GLONASS/GPS staciju globālā tīkla atrašanās vieta ir parādīta att. 4;

* aparatūras un programmatūras kompleksa maketa paraugs, kas nodrošina augstas precizitātes zemas orbītas kosmosa kuģu orbītas noteikšanu (CJSC GEO-TsUP iniciatīva). Paraugs nodrošina arī kosmosa kuģa Resurs-P iebūvēto uztvērēju mērījumu dekodēšanu, izmantojot augstas precizitātes efemerīda laika informāciju un ņemot vērā borta uztvērēju sesijas darbības īpatnības. Maketa paraugs tika pārbaudīts saskaņā ar GRACE kosmosa kuģu sistēmas mērījumiem.

Rīsi. 1. Kosmosa kuģa Resurs-P vispārīgs skats.

Rīsi. 2. attēls. GRACE sistēmas kosmosa kuģa vispārīgs skats.

Rīsi. 3. IAC KVNO TsNIIMash efemēra precizitātes novērtējums, ko veicis IGS pakalpojums. GLONASS navigācijas satelītu (apzīmējums - IAC, tumši zili punktiņi grafikā) informācijas asistējošās efemerīdas precizitāte ir 2,5 cm.

Rīsi. 4. Starptautiskā IGS dienesta GLONASS/GPS staciju globālā tīkla atrašanās vieta (avots - http://igscb.jpl.nasa.gov/network/iglos.html).

Eksperimenta rezultātā tika iegūts bezprecedenta rezultāts zemas orbītas kosmosa kuģu iekšzemes ballistiskajam un navigācijas atbalstam:

* Ņemot vērā kosmosa kuģa Resurs-P borta navigācijas uztvērēju palīginformāciju un reālos mērījumus, šī kosmosa kuģa augstas precizitātes orbīta ar precizitāti 8-10 cm tika iegūta tikai no GLONASS mērījumiem (skat. 5. att.) .

* Lai eksperimenta gaitā apstiprinātu rezultātu, līdzīgi aprēķini tika veikti GRACE sistēmas ģeodēziskajiem kosmosa kuģiem, bet izmantojot GPS mērījumus (skat. 6. att.). Šo kosmosa kuģu orbītas precizitāte tika iegūta 3-5 cm līmenī, kas pilnībā sakrīt ar IGS dienesta vadošo analīzes centru rezultātiem.

Rīsi. 5. att.. Resurs-P kosmosa kuģa orbītas precizitāte, kas iegūta no GLONASS mērījumiem, izmantojot tikai palīginformāciju, kas aprēķināta pēc četru borta navigācijas uztvērēju komplektu mērījumiem.

Rīsi. 6. attēls. GRACE-B orbītas precizitāte, kas iegūta tikai no GPS mērījumiem, izmantojot palīginformāciju.

ANNKA pirmā posma sistēma

Pamatojoties uz eksperimenta rezultātiem, objektīvi izriet šādi secinājumi:

Krievijā ir ievērojams iekšzemes attīstības kavējums, lai atrisinātu zemas orbītas kosmosa kuģu orbītu augstas precizitātes noteikšanas problēmas konkurētspējīgā līmenī ar ārvalstu informācijas apstrādes centriem. Pamatojoties uz šo pamatu, pastāvīga rūpnieciskā ballistikas centra izveide šādu problēmu risināšanai neprasīs lielus izdevumus. Šis centrs varēs sniegt pakalpojumus jebkura ar GLONASS un/vai GLONASS/GPS satelītnavigācijas iekārtām aprīkotu attālās izpētes satelītu orbītu augstas precizitātes noteikšanai visām ieinteresētajām organizācijām, kurām ir jāsaista informācija no attālās izpētes satelītiem ar koordinātām. Nākotnē varēs izmantot arī Ķīnas BeiDou sistēmas un Eiropas Galileo mērījumus.

Pirmo reizi tiek parādīts, ka, izmantojot GLONASS mērījumus, risinot augstas precizitātes uzdevumus, ir iespējams nodrošināt, ka risinājumu precizitāte praktiski nav sliktāka kā izmantojot GPS mērījumus. Galīgā precizitāte galvenokārt ir atkarīga no palīdzības efemerīda informācijas precizitātes un zināšanu precizitātes par zemas orbītas kosmosa kuģa kustības modeli.

Iekšzemes attālās izpētes sistēmu rezultātu prezentēšana ar augstas precizitātes atsauci uz koordinātām krasi palielinās to nozīmi un konkurētspēju (ņemot vērā izaugsmi un tirgus cenu) Zemes attālās izpētes rezultātu pasaules tirgū.

Tādējādi, lai izveidotu Assisted Navigation sistēmas pirmo posmu zemas orbītas kosmosa kuģiem (koda nosaukums - ANNKA sistēma) Krievijas Federācijā, visi komponenti ir pieejami (vai tiek būvēti):

* ir sava pamata speciālā programmatūra, kas ļauj saņemt augstas precizitātes efemerīda laika informāciju neatkarīgi no GLONASS un GPS operatoriem;

* ir speciālas programmatūras prototips, uz kura pamata pēc iespējas īsākā laikā var izveidot standarta aparatūras-programmatūras kompleksu zemas orbītas kosmosa kuģu orbītu noteikšanai ar centimetru precizitāti;

* ir vietējie borta navigācijas uztvērēju paraugi, kas ļauj atrisināt problēmu ar šādu precizitāti;

* Roskosmos veido savu globālo staciju tīklu GNSS navigācijas signālu uztveršanai.

ANNKA sistēmas arhitektūra pirmā posma ieviešanai (a posteriori režīms) ir parādīta att. 7.

Sistēmas funkcijas ir šādas:

* mērījumu saņemšana no globālā tīkla uz ANNKA sistēmas informācijas apstrādes centru;

* augstas precizitātes efemeru veidošana GLONASS un GPS sistēmu navigācijas satelītiem (turpmāk - BeiDou un Galileo sistēmām) ANNKA centrā;

* uz zemas orbītas attālās izpētes kosmosa kuģa uzstādīto satelītnavigācijas iekārtu mērījumu saņemšana un pārraidīšana uz ANNKA centru;

* ANNKA centra attālās izpētes satelīta augstas precizitātes orbītas aprēķins;

* augstas precizitātes ERS satelīta orbītas pārnešana uz ERS sistēmas zemes speciālā kompleksa datu apstrādes centru.

Sistēmu var izveidot pēc iespējas īsākā laikā pat esošo federālās mērķprogrammas GLONASS sistēmas uzturēšanas, izstrādes un lietošanas aktivitāšu ietvaros.

Rīsi. 7. att. ANNKA sistēmas arhitektūra pirmajā posmā (a posteriori režīms), kas nodrošina zemas orbītas kosmosa kuģu orbītu noteikšanu 3-5 cm līmenī.

Tālāka attīstība

Sistēmas ANNKA turpmāka attīstība virzienā uz zemas orbītas kosmosa kuģu orbītas augstas precizitātes noteikšanas un prognozēšanas režīma ieviešanu reāllaikā uz klāja var radikāli mainīt visu šādu satelītu ballistiskā un navigācijas atbalsta ideoloģiju un pilnībā atteikties. vadības un mērījumu kompleksa uz zemes balstītu mērījumu izmantošana. Grūti pateikt, par cik, taču, ņemot vērā apmaksu par zemes objektu un personāla darbu, ballistikas un navigācijas atbalsta ekspluatācijas izmaksas ievērojami samazināsies.

ASV NASA šādu sistēmu izveidoja pirms vairāk nekā 10 gadiem, pamatojoties uz TDRSS satelītu sakaru sistēmu kosmosa kuģu vadībai un GDGPS globālo augstas precizitātes navigācijas sistēmu, kas izveidota vēl agrāk. Sistēma tika nosaukta TASS. Tā sniedz palīginformāciju visiem zinātniskajiem kosmosa kuģiem un attālās izpētes satelītiem zemās orbītās, lai uz klāja atrisinātu orbītu noteikšanas uzdevumus reāllaikā 10-30 cm līmenī.

ANNKA sistēmas arhitektūra otrajā posmā, kas sniedz risinājumu orbītu noteikšanas problēmām uz kuģa ar precizitāti 10-30 cm reālajā laikā, ir parādīta attēlā. astoņi:

ANNKA sistēmas funkcijas otrajā posmā ir šādas:

* mērījumu saņemšana no stacijām globālā tīkla GNSS navigācijas signālu uztveršanai reāllaikā uz ANNKA datu apstrādes centru;

* augstas precizitātes efemeru veidošana GLONASS un GPS sistēmu navigācijas satelītiem (nākotnē - BeiDou un Galileo sistēmām) ANNKA centrā reāllaikā;

* atzīmējiet augstas precizitātes efemerīdus sakaru sistēmu kosmosa kuģu relejā (pastāvīgi, reāllaikā);

* augstas precizitātes efemerīdu (palīdzības informācijas) pārraide ar releju satelītiem zemas orbītas attālās izpētes satelītiem;

* Augstas precizitātes attālās izpētes kosmosa kuģa atrašanās vietas iegūšana uz klāja, izmantojot īpašu satelītnavigācijas iekārtu, kas spēj apstrādāt saņemtos GNSS navigācijas signālus kopā ar palīginformāciju;

* mērķa informācijas pārraide ar augstas precizitātes saistīšanu uz zemes speciāla attālās izpētes kompleksa datu apstrādes centru.

Rīsi. 8. att. ANNKA sistēmas arhitektūra otrajā posmā (reālā laika režīms), kas nodrošina zemas orbītas kosmosa kuģu orbītu noteikšanu 10-30 cm līmenī reāllaikā uz kuģa.

Esošo spēju analīze, eksperimentālie rezultāti liecina, ka Krievijas Federācijai ir labs sākums zemas orbītas kosmosa kuģu augstas precizitātes atbalstītas navigācijas sistēmas izveidei, kas ievērojami samazinās šo transportlīdzekļu pārvaldības izmaksas un samazinās atpalicību no vadošajiem. kosmosa pilnvaras augstas precizitātes kosmosa kuģu navigācijas jomā neatliekamu problēmu risināšanā.zinātniskās un lietišķās problēmas. Lai spertu nepieciešamo soli zemas orbītas kosmosa kuģu vadības tehnoloģijas attīstībā, ir tikai jāpieņem atbilstošs lēmums.

Pirmā posma sistēmu ANNKA var izveidot pēc iespējas īsākā laikā ar minimālām izmaksām.

Lai pārietu uz otro posmu, būs jāīsteno pasākumu kopums, kas jāparedz valsts vai federālo mērķprogrammu ietvaros:

* speciālas sakaru satelītu sistēmas izveide, lai nodrošinātu nepārtrauktu zemei ​​tuvo kosmosa kuģu vadību vai nu ģeostacionārā orbītā, vai slīpās ģeosinhronās orbītās;

* aparatūras-programmatūras kompleksa modernizācija asistējošās efemerīda informācijas veidošanai reāllaikā;

* Krievijas globālā GNSS navigācijas signālu uztveršanas staciju tīkla izveides pabeigšana;

* Borta navigācijas uztvērēju izstrāde un ražošanas organizēšana, kas spēj apstrādāt GNSS navigācijas signālus kopā ar palīginformāciju reāllaikā.

Šo pasākumu īstenošana ir nopietns, bet diezgan realizējams darbs. To var veikt ORSC uzņēmumi, ņemot vērā jau plānotās aktivitātes Federālās kosmosa programmas ietvaros un Federālās mērķprogrammas GLONASS sistēmas uzturēšanai, attīstībai un izmantošanai ietvaros, veicot attiecīgus pielāgojumus. Tā izveides izmaksu un ekonomiskā efekta aplēse ir nepieciešams posms, kas jāveic, ņemot vērā plānotos Zemes attālās izpētes kosmosa sistēmu, satelītsakaru sistēmu, kosmosa sistēmu un kompleksu zinātniskiem mērķiem izveides projektus. Ir pilnīga pārliecība, ka šīs izmaksas attaisnosies.

Nobeigumā autors izsaka sirsnīgu pateicību vadošajiem speciālistiem vietējās satelītnavigācijas jomā Arkādijam Tyulakovam, Vladimiram Mitrikam, Dmitrijam Fjodorovam, Ivanam Skakunam par eksperimenta organizēšanu un materiālu nodrošināšanu šim rakstam, starptautiskajam AGS dienestam un tā vadītājiem - Urs Hugentobl un Ruth Nilan - par iespēju pilnvērtīgi izmantot globālā staciju tīkla mērījumus navigācijas signālu uztveršanai, kā arī visiem, kas palīdzēja un netraucēja.

orbītas zvaigznājs;

izstrādes darbs;

kosmosa raķete;

raķešu un kosmosa tehnoloģija;

operatora darba vieta;

nesējraķete;

vidējā kvadrātiskā kļūda;

tehniskais uzdevums;

priekšizpēte;

federālā kosmosa programma;

digitālais pacēluma modelis;

ārkārtas.

Ievads

Pētījumu saturs, kuru rezultāti ir izklāstīti šajā pārskatā, ir:

Korporatīvo telpu sistēmu un kompleksu veidošanai jābalstās uz mūsdienīgu elementu bāzi un jaunākajiem dizaina risinājumiem, un iegūto datu klāstam un kvalitātei jāatbilst pasaules līmenim.

1 Pārskats par ārvalstu attālās izpētes kosmosa programmām

1.1 ASV kosmosa programma

1.1.1. ASV kosmosa politikas pamati

Galvenās jaunās kosmosa politikas idejas:

ASV kosmosa politikas galvenie mērķi ir:

1.1.2. Paziņojums par ASV Nacionālās ģeotelpiskās izlūkošanas sistēmas stratēģisko nodomu

1. attēls - Kosmosa attēls - bitkarte

2. attēls. Mērķu un objektu identifikācija

3. attēls - darbības situācijas attēlošana reāllaikā

1.1.3. Kosmosa militārās novērošanas programma

1.1.4. ASV komerciālā kosmosa programma

4. attēlā — kosmosa kuģis WorldView-1

5. attēlā — kosmosa kuģis GeoEye-1

Nākamais loģiskais solis attālās izpētes kosmosa tirgus attīstībā ir kosmosa kuģu palaišana ar īpaši augstu izšķirtspēju (līdz 0,25 m). Iepriekš attēlus ar šādu izšķirtspēju nodrošināja tikai ASV un PSRS militārie satelīti.

Līdz šim galvenie konkurējošie uzņēmumi attālās izpētes tirgū no Eiropas valstīm, Krievijas, Japānas, Izraēlas un Indijas neplāno izveidot attālās izpētes satelītus ar īpaši augstu izšķirtspēju. Līdz ar to šādu ierīču laišana tirgū ASV veicinās tālāku tirgus attīstību un Amerikas uzņēmumu - attālās uzrādes CS operatoru - pozīciju nostiprināšanos.

1.2. Eiropas valstu kosmosa programmas

1.2.1. Francija

SPOT sistēmas kosmosa segments šobrīd sastāv no četriem satelītiem (SPOT 2, -4, -5 un -6). Zemes segmentā ietilpst Kosmosa kuģu vadības un darbības centrs, informācijas uztveršanas staciju tīkls un datu apstrādes un izplatīšanas centri.

6. attēls — SCOT 5

1.2.2 Vācija

7. attēls - TerraSAR-X un Tandem-X satelīti

8. attēls - SAR-Lupe sistēmas orbitālā segmenta arhitektūra

1.2.3. Itālija

Itālijas kosmosa izpētes programma ir balstīta uz ASV (Scout), Eiropas nesējraķešu attīstības organizācijas (Europa 1) un Eiropas Kosmosa aģentūras (Ariane) nesējraķešu izmantošanu.

1.2.4 Apvienotā Karaliste

9. attēls — attēls ar 2,8 m izšķirtspēju, kas iegūts ar minisatelītu TOPSAT-1

1.2.5 Spānija

Spānija piedalās arī globālas Eiropas satelītnovērošanas sistēmas izveidē aizsardzības nolūkos.

1.3. Citu valstu kosmosa programmas

1.3.1. Japāna

10. attēls - Gudžaratas štata teritorijas 3D modelis, kas uzbūvēts pēc Cartosat-1 datiem

2007. gada 10. janvārī tika palaists satelīts Cartosat-2, ar kura palīdzību Indija iekļuva skaitītāju izšķirtspējas datu tirgū. Cartosat-2 ir attālās uzrādes satelīts ar panhromatisko kameru kartēšanai. Kamera ir paredzēta fotografēšanai ar viena metra telpisko izšķirtspēju un vāla platumu 10 km. Kosmosa kuģim ir saules sinhronā polārā orbīta, kuras augstums ir 630 km.

Indija ir gatava izplatīt satelītattēlus ar Cartosat-2 metru izšķirtspēju par cenām, kas ir zemākas par tirgus cenām, un nākotnē plāno palaist jaunu kosmosa kuģi ar telpisko izšķirtspēju līdz 0,5 metriem.

1.3.2 Izraēla

1.3.3. Ķīna

11. attēls – kosmosa kuģis CBERS-01

2007. gada 19. septembrī Ķīnā tika palaists trešais Ķīnas un Brazīlijas attālās izpētes pavadonis CBERS-2B. Satelīts tika palaists rīta saules sinhronajā orbītā ar augstumu 748x769 km, slīpumu 98,54 grādi un ekvatora šķērsošanas laiku 10:30.

1.3.4. Koreja

1.3.5. Kanāda

Kanāda 1990. gadā izveidoja Kanādas Kosmosa aģentūru, kuras vadībā notiek darbs pie raķešu un kosmosa tēmām.

Satelīts, kas sākotnēji bija paredzēts 5 darbības gadiem kosmosā, ir dubultojis savu paredzamo periodu un turpina pārraidīt augstas kvalitātes attēlus. 10 gadu nevainojami darbojoties, RADARSAT-1 ir apsekojis teritorijas ar kopējo platību 58 miljardi kvadrātmetru. km, kas ir par divām kārtām lielāks nekā Zemes virsmas laukums. Sistēmas uzticamība bija 96%. Lielākais no 600 RADARSAT-1 informācijas saņēmējiem ir Kanādas Ledus izlūkošanas dienests, kas ik gadu pēc aptaujas veikšanas iegūst 3800 radara attēlus ar laika aizkavi mazāk nekā 90 minūtes.

12. attēlā - RADARSAT telpā ar mākslinieka acīm

Kanādas Kosmosa aģentūra ir piešķīrusi līgumu ar uzņēmumu MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA) par otrās paaudzes radara satelīta Radarsat-2 projektu. Radarsat-2 satelīts nodrošina attēlus ar izšķirtspēju 3 m uz pikseļu.

1.3.6. Austrālija

Austrālija kosmosa izpētes jomā aktīvi sadarbojas ar vairākām valstīm. Austrālijas uzņēmumi arī izstrādā mikrosatelītu ar Dienvidkoreju, lai savāktu vides datus no lauku apvidiem Āzijas un Klusā okeāna reģionā. Pēc CRCSS centra direktora teiktā, projekta izmaksas būs 20-30 miljoni dolāru. Lielas perspektīvas paver Austrālijas un Krievijas sadarbība.

1.3.7. Citas valstis

Nesen Taivānas Nacionālā kosmosa aģentūra NSPO paziņoja par plāniem izstrādāt pirmo valsts kosmosa kuģi. Projekta ar nosaukumu Argo mērķis ir izveidot nelielu Zemes attālās uzrādes (ERS) satelītu, izmantojot augstas izšķirtspējas optisko aprīkojumu.

Kā informē NSPO, darba laikā pie Argo projekta jau ir izstrādāta kosmosa platforma, kuras vadības sistēmā pirmo reizi tiks izmantots jaunais procesors LEON-3. Visa programmatūra borta sistēmām un zemes lidojumu vadības centram ir paredzēts izveidot Taivānā. Paredzamais satelīta kalpošanas laiks būs 7 gadi.

1.4. NVS valstu kosmosa programmas

1.4.1. Baltkrievija

1. tabula. Kosmosa kuģa "Kanopus-V" un BKA galvenie raksturlielumi

KA izmērs, m×m

Kosmosa kuģa masa

Kravas svars, kg

Orbīta:

augstums, km

slīpums, gr

aprites periods, min

ekvatora šķērsošanas laiks, stunda

Novērošanas periods, dienas

Vidējā dienas jauda, ​​W

Aktīvās pastāvēšanas termiņš, gadi

Kosmosa kuģis "Kanopus-V" un BKA ir paredzēti, lai atrisinātu šādus uzdevumus:

- ātrgaitas novērošana.

1.4.2. Ukraina

Kas attiecas uz augstas izšķirtspējas kosmosa kuģiem, kas ir labāki par 10 m, tad arī tos ir lietderīgi būvēt uz sadarbības pamata ar ieinteresētiem ārvalstu partneriem un līdzīgu sistēmu īpašniekiem. Veidojot perspektīvus kosmosa kuģus, īpaša uzmanība jāpievērš sistēmas informatīvo spēju palielināšanai. Šajā sakarā Ukrainai ir vairākas oriģinālas norises.

1.4.3. Kazahstāna

Kazahstānas kosmosa programmas un Kazahstānas, Krievijas un tālo ārzemju valstu ražošanas un inovāciju struktūru īstenošanā iesaistīto pētniecības organizāciju pārstāvji uzskata, ka šobrīd prioritārais virziens kosmosa aktivitāšu attīstībai Kazahstānā ir satelītsakari un Zemes attālums. sensoru sistēmas.

2 Krievijas kosmosa programma

2.1. Krievijas Federālās kosmosa programmas 2006.–2015. gadam galvenie noteikumi

Programmas galvenie mērķi ir:

Programmas īstenošanas noteikumi un posmi - 2006. - 2015. gads.

Pirmajā posmā (laikā līdz 2010. gadam) Zemes attālās izpētes ziņā tiek izveidoti:

Kosmosa darbību prioritārās jomas, kas veicina stratēģisko mērķu sasniegšanu, ir:

Programmas aktivitātes ietver darbības, kas tiek finansētas no budžeta līdzekļiem, un darbības, ko veic uz nevalstisko klientu kosmosa aktivitātēs ieguldīto līdzekļu rēķina.

No budžeta līdzekļiem finansētās aktivitātes ietver darbu, kas paredzēts šādās sadaļās:

I sadaļa - "Pētniecības un attīstības darbs";

Īstenojot Programmu, tiks sasniegti šādi rezultāti:

b) palielināts hidrometeoroloģisko novērojumu datu atjaunināšanas biežums līdz 3 stundām vidēja augstuma kosmosa kuģiem un līdz reālajam laikam ģeostacionārajiem kosmosa kuģiem, kas nodrošinās:

e) tika izveidots kosmosa komplekss ar maza izmēra kosmosa kuģi ar paaugstinātu precizitāti avarējušu objektu koordinātu noteikšanā, avārijas ziņojumu saņemšanas ātrumu līdz 10 sekundēm un precizitāti avarējušu objektu atrašanās vietas noteikšanā, līdz 100 m, tika nodrošināti.

Ekonomiskā efekta lieluma novērtējums no kosmosa aktivitāšu rezultātiem sociāli ekonomiskajā un zinātnes jomā liecina, ka Programmas īstenošanas rezultātā vispārinātais ekonomiskais efekts 2006.-2015.gada periodā tiek prognozēts līmenī. 500 miljardu rubļu apmērā 2005. gada cenās.

2.2. Kosmosa attālās uzrādes sistēmu analīze.

13. attēls — attālās uzrādes kosmosa kuģu orbitālais konstelācija laika posmam no 2006. līdz 2015. gadam

Būtībā galvenie kosmosa attālās uzrādes instrumenti, kas izstrādāti laika posmā līdz 2015. gadam, būs Kanopus-V kosmosa kuģis cilvēka izraisītu un dabisku avāriju operatīvai uzraudzībai un Resurs-P kosmosa kuģis operatīvai optiski elektroniskai novērošanai.

KA "Kanopus-V" Nr. 1, kas tika uzsākts 2012. gada 22. jūlijā, ietver:

Komplekss "Resurs-P" ir iekšzemes augstas izšķirtspējas attālās izpētes rīku turpinājums, ko izmanto Krievijas Federācijas sociāli ekonomiskās attīstības interesēs. Tas ir paredzēts, lai atrisinātu šādus uzdevumus:

- četru kosmosa kuģu apakšsistēma "Arktika-MS2" mobilo valdības sakaru nodrošināšanai, gaisa satiksmes vadībai un navigācijas signālu pārraidei (izstrādājusi AAS "M.F. Rešetņeva vārdā nosauktā ISS").

2.3. Uz zemes izvietota kompleksa izstrāde attālās izpētes datu saņemšanai, apstrādei, uzglabāšanai un izplatīšanai

Kā norādīts FKP-2015, uz zemes esošā kosmosa infrastruktūra, tostarp kosmodromi, uz zemes izvietotas vadības iekārtas, informācijas uztveršanas punkti un eksperimentālā bāze raķešu un kosmosa tehnoloģiju produktu testēšanai uz zemes, ir jāmodernizē un jāaprīko no jauna. ar jaunu aprīkojumu.

Integrētās satelītu attālās uzrādes sistēmas funkcionālā shēma ir parādīta 14. attēlā.

14. attēls. Integrēta satelītu attālās uzrādes sistēma

Tādējādi ministrijas un departamenti-patērētāji ERS CI, no vienas puses, un Federālā kosmosa aģentūra, no otras puses, ir ieinteresēti nodrošināt visu dažādu departamentu izveidoto NCPOR centru un staciju darbības koordināciju. organizācijām un izveidot to koordinētu darbību un mijiedarbību pēc vienotiem noteikumiem, kas ir ērti visām NCPOR daļām un patērētājiem.

3 "Koncepcijas Krievijas kosmosa sistēmas attīstībai Zemes attālās izpētes veikšanai laika posmā līdz 2025. gadam" analīze.

Svarīga Koncepcijas sadaļa ir priekšlikumi, kas uzlabo kosmosa informācijas izmantošanas efektivitāti Krievijā.

Galvenās problēmas, kas nosaka kosmosa informācijas izmantošanas efektivitāti Krievijā, ir:

Šī pieeja ir daudzsološa, jo, paātrinoties valsts ģeoinformātikas tirgus attīstībai, būs pastāvīgs pieprasījums pēc ģeotelpiskajiem datiem, kurus, parādoties un attīstoties, var papildināt vietējās attālās izpētes sistēmas. Tālvadības nozares attīstības problēmas netiek atrisinātas vienā dienā uzreiz pēc jauna satelīta palaišanas, ir nepieciešams diezgan ilgs stabila attālās izpētes datu pieprasījuma veidošanās posms.

9. Izstrādāt un nodot ekspluatācijā zemes un aviācijas līdzekļus kosmosa informācijas tematiskās apstrādes rezultātu apstiprināšanai.

4 Kosmosa attālās izpētes sistēmu izveides finansēšanas principu priekšizpēte

Secinājums

Veiktie pētījumi ļauj izdarīt šādus secinājumus:

3 A. Kučeiko. Jaunā ASV politika komerciālās attālās izpētes jomā. Kosmonautikas ziņas, 2003. gada 6. nr

4 V. Čularis. ASV nacionālā kosmosa politika. Ārvalstu militārais apskats Nr.1, 2007.g

6 V. Čularis. ASV bruņoto spēku ģeoinformācijas atbalsts. Ārvalstu militārais apskats, 2005. gada 10. nr

7 ASV kosmosa izlūkošanai ir jauni uzdevumi. Zinātne, 03.02.06

8 Amerikas Savienotās Valstis orbītā ir izveidojušas lielāko novērošanas satelītu konstelāciju vēsturē. Zinātnes ziņas. 02/03/2006

9 A. Andronovs. Teroristu rīcībā esošie satelīti. "Neatkarīgais militārais apskats", 1999

10 V. Ivaņčenko. Ikonas modra acs. Žurnāls "COMPUTERRA", 06.09.2000

11 M. Rahmanovs. Satelīta izlūkošana: jaunas attīstības tendences. C.NEWS High Tech Edition, 2006. gads

12 A. Kopik. Izlaida jaunu reklāmas "spiegu". "Kosmonautikas ziņas", 2003.gada 6.nr.

13 M. Rahmanovs. Satelīta uztveršana: pārmaiņas ir neizbēgamas. C.NEWS High Tech Edition, 2006. gads

16 Yu.B. Baranovs. Tālvadības datu tirgus Krievijā. Telpisko datu žurnāls, 2005. gada 5. nr

17 Francijas izlūkdienesti steidzas kosmosā. Zinātne, 27.12.04.

18 radara attēli: Vācija izvirzās vadībā. Zinātne, 20.03.2006.

19 Maksims Rahmanovs “Vācija palaiž kosmosa spiegošanas sistēmu”, Nauka, CNews, 2003.

20 A. Kučeiko. Kosmosa izlūkošanas un novērošanas sistēma jebkuros laika apstākļos: skats no Itālijas. "Kosmonautikas ziņas", 2002.gada 5.nr

21 A. Kučeiko. Japāna ir izveidojusi lielāko kosmosa izlūkošanas sistēmu. "Kosmonautikas ziņas", 2007. gada 4. nr

22 Japānas raķete orbītā palaida smago satelītu ALOS. Zinātne, 24.01.2006.

28 Radara satelīts: Kanāda neļauj Krievijai kļūt aklai. Zinātne, 2005

Amerikas Savienoto Valstu vadošās pozīcijas kā pasaules līderis Zemes attālās uzrādes (ERS) sistēmu izstrādē un izmantošanā. Galvenie centieni valsts regulēšanas attālās uzrādes nozarē Amerikas Savienotajās Valstīs ir vērsti uz tirgus attīstības veicināšanu.

mehānismi.

Pamatdokuments šajā jomā ir Amerikas Savienoto Valstu prezidenta apstiprinātā direktīva par kosmosa politiku attiecībā uz komerciālu attālās uzrādes sistēmu izmantošanu.

1994. gada marts, kurā tika izklāstīti ASV politikas pamati ārvalstu klientu piekļuvei Amerikas attālās uzrādes sistēmu resursiem.

Jaunās politikas mērķis ir vēl vairāk nostiprināt vadošās pozīcijas

Amerikas uzņēmumu pasaulē un aptver šādas darbības jomas:

− RS CS darbības un darbības licencēšana;

− ERS CS resursu izmantošana aizsardzības, izlūkošanas un

citi ASV valdības departamenti;

− ārvalstu klientu (valsts un komerciālo) pieejamība attālās izpētes resursiem, attālās izpētes tehnoloģiju un materiālu eksports;

− starpvaldību sadarbība militāro un komerciālo kosmosa attēlu jomā.

Politikas galvenais mērķis ir stiprināt un aizsargāt ASV nacionālo drošību un valsts intereses starptautiskajā arēnā, nostiprinot vadošās pozīcijas

CS attālās izpētes jomas un valsts rūpniecības attīstība. Šīs politikas mērķi ir veicināt ekonomikas izaugsmi, aizsargāt vidi un stiprināt

zinātniskā un tehnoloģiskā izcilība.

Jaunā direktīva skar arī zondēšanas sistēmu komercializācijas jomu.

Uz nekomerciāla pamata, pēc ekspertu domām, attālās uzrādes tehnoloģijas ne tikai netiks attīstītas, bet arī atgrūdīs ASV (tāpat kā jebkuru citu valsti) tālu atpakaļ no vadošajām pozīcijām pasaulē. Kosmosa apskates materiāli, saskaņā ar ASV valdības teikto,

valdības departamenti to vajadzībām kļūst pieprasīti attālās uzrādes sistēmu produkti, kas iegūti uz komerciāla pamata. Tajā pašā laikā viens no

galvenie mērķi - atbrīvot Nacionālo izlūkošanas kopienu no liela apjoma šo produktu pieprasījumu no dažādām ASV aģentūrām. Otrs, bet ne mazāk svarīgais valdības jaunās politikas uzdevums kosmosa jomā ir attālās izpētes sistēmu komercializācija, lai vēl vairāk nostiprinātu pasaules vadošo

Amerikas uzņēmumu - kosmosa zondēšanas sistēmu operatoru pozīcija. Direktīva nosaka attālās uzrādes sistēmas darbību licencēšanas kārtību

Aizsardzības ministrijas, izlūkošanas un citu departamentu, piemēram, Valsts departamenta u.c. intereses. Un tas arī nosaka noteiktus ierobežojumus produktu ārvalstu klientiem

attālās uzrādes sistēmas un tam paredzēto tehnoloģiju un materiālu eksports un nosaka pamatu starpvaldību sadarbībai militāro un komerciālo tipu jomā

ASV valdības spertie soļi nodrošina nacionālās drošības stiprināšanu un aizsardzību, kā arī valstij labvēlīgu apstākļu radīšanu starptautiskajā arēnā, nostiprinot Amerikas vadošās pozīcijas valsts drošības jomā.

Attālā izpēte un savas nozares attīstība. Šim nolūkam valdība

milzīgas pilnvaras tika piešķirtas ASV Nacionālajai karšu un attēlu informācijas pārvaldei - NIMA, kas kā struktūrvienība ir daļa no ASV izlūkdienestu kopienas. NIMA ir funkcionāli atbildīga par no kosmosa attālās uzrādes sistēmām saņemtās sugas informācijas savākšanu, izplatīšanu starp

valdības departamenti un ārvalstu patērētāji, iegūstot un izplatot

kas tiek ražoti tikai ar ASV Valsts departamenta apstiprinājumu. Tirdzniecības ministrijai un NASA ir uzdots koordinēt pieprasījumus par attālās uzrādes produktiem komerciālajā sektorā saskaņā ar norādījumiem. Tas nodrošina vienas un tās pašas sugas informācijas izmantošanu dažādiem departamentiem, kuri ir ieinteresēti vienā un tajā pašā apsekojuma jomā.

Civilās vajadzības attālās izpētes jomā nosaka tirdzniecības ministrijas,

Iekšlietu un NASA kosmosa aģentūra. Viņi arī piešķir atbilstošus līdzekļus projektu īstenošanai šajā jomā. Palīdzība ieviešanā

civilās valdības attālās izpētes programmas nodrošina NIMA. Šis

organizācija arī vada rīcības plānu sagatavošanu jaunās kosmosa politikas īstenošanai, kuru izstrādē bez NIMA piedalās aizsardzības, tirdzniecības, Valsts departamenta un centrālās izlūkošanas direktors (vienlaikus arī CIP direktors) piedalās.

Ģeoinovāciju aģentūra "Innoter"

Raksturīgi, ka šie jautājumi tiek risināti ar likumu, likumu apspriešanas un pieņemšanas veidā. Tiek ņemts vērā, ka tādi valdības attālās izpētes instrumenti kā Landsat,

Terra, Aqua un citi tiks izmantoti aizsardzības un izlūkošanas uzdevumu risināšanai, kad strādājošajam uzņēmumam kļūs neizdevīgi saņemt informāciju, izmantojot komerciālās attālās izpētes sistēmas. NIMA rada visus nepieciešamos apstākļus, lai ASV nozare iegūtu konkurences priekšrocības pār citiem

valstīm. ASV valdība garantē atbalstu attālās uzrādes sistēmu tirgus attīstībai, kā arī patur tiesības ierobežot ģenērisko produktu pārdošanu noteiktās valstīs.

valstīm, lai ievērotu Amerikas Savienoto Valstu vadošo lomu kosmosa attālās uzrādes iekārtu jomā. Direktīva paredz, ka CIP un DoD jāuzrauga to raksturīgā iezīme

citu valstu attālās izpētes attīstības stāvokļa metodes un metodes, lai ASV nozare nezaudētu savas līderpozīcijas pasaulē attālās izpētes tirgos.

ASV valdība neaizliedz savai MO iegādāties jebkāda veida materiālus

no komercfirmām. Tiešais ieguvums ir skaidrs: nav nepieciešams palaist jaunu attālās izpētes satelītu vai atkārtoti novirzīt jau strādājošu attālās izpētes satelītu uz militāru interešu zonu. Jā, un efektivitāte kļūst visaugstākā. Tas ir tas, ko ASV Aizsardzības ministrija dara ar prieku,

tādējādi attīstot komerciālas struktūras, kas iesaistītas attīstībā un

izmantojot attālās uzrādes sistēmas.

Galvenās jaunās kosmosa politikas idejas:

− ir ar likumu noteikts, ka amerikāņu KS attālās izpētes resursi tiks iekšā

maksimāli izmantot aizsardzības, izlūkošanas risināšanai

uzdevumus, nodrošinot iekšējo un starptautisko drošību un interesēs

civilie lietotāji;

− valdības attālās uzrādes sistēmas (piemēram, Landsat, Terra, Aqua).

koncentrējās uz uzdevumiem, kurus CS operatori nevar efektīvi atrisināt

Tālpēte ekonomisko faktoru dēļ, nacionālās nodrošināšanas intereses

drošības vai citu iemeslu dēļ;

− ilgtermiņa sadarbības izveide un attīstība starp

valdības institūcijas un ASV aviācijas un kosmosa nozare, nodrošinot darbības mehānismu licencēšanas darbībām attālās uzrādes sistēmu operatoru darbības un attālās izpētes tehnoloģiju un materiālu eksporta jomā;

− radīt apstākļus, kas nodrošina ASV nozarei konkurences priekšrocības attālās uzrādes pakalpojumu sniegšanā ārvalstniekiem

valsts un komerciālie klienti.

Ģeoinovāciju aģentūra "Innoter"

Jaunā attālās izpētes politika ir pirmais Buša administrācijas solis, lai pārskatītu ASV kosmosa politiku. Acīmredzami, ka dokumenta pieņemšana noritējusi aktīvi

aviācijas un kosmosa industrijas lobēšanas korporācijas, kas atzinīgi novērtēja jaunos spēles noteikumus. Iepriekšējā politika, ko noteica PDD-23, veicināja augstas izšķirtspējas komerciālo mediju rašanos un attīstību. Jaunais dokuments garantē valsts atbalstu attālās izpētes tirgus attīstībai, un

arī nosaka, ka jaunus komerciālus projektus nozare izstrādās, ņemot vērā civilās apzinātās vajadzības pēc ģenēriskajiem produktiem

un aizsardzības departamenti.

Vēl viens svarīgs aspekts ir tas, ka valsts kļūst par "starptautisku stūmēju"

komerciālās informācijas attālā izpēte. Komerciālo operatoru vizuālās informācijas pārdošanas struktūrā iepriekš dominēja aizsardzības un citi valdības klienti.

Tomēr iepirkumu apjoms bija salīdzinoši zems un telpu tirgus

attālās izpētes materiāli attīstījās lēni. Pēdējos gados pēc augstas izšķirtspējas attālās uzrādes CS (0,5-1 m) parādīšanās situācija sāka mainīties. Komerciālās augstas un vidējas izšķirtspējas sistēmas tagad tiek uzskatītas par nozīmīgu papildinājumu

militārās kosmosa sistēmas, ļaujot paaugstināt pasūtījumu izpildes efektivitāti

un integrētās sistēmas veiktspēju kopumā, definēt funkcijas un paplašināt vizuālās informācijas lietotāju loku.

Pēdējo 5-7 gadu laikā panorāmas fotografēšana ar komerciālo kosmosa kuģu palīdzību ir kļuvusi par svarīgāko jaunākās un kvalitatīvās vizuālās informācijas avotu, jo

vairāki iemesli:

− militāro novērošanas sistēmu resursi ir ierobežoti sakarā ar uzdevumu loka un patērētāju skaita paplašināšanos, kā rezultātā ir samazinājusies aptaujas anketu problēmu risināšanas efektivitāte;

− vidējas un zemas izšķirtspējas komerciālie video produkti kļuva pieejamāki,

sakarā ar tiešās apraides principu ieviešanu un pakalpojumu piedāvājuma pieaugumu starptautiskajā tirgū;

− ir ievērojami pieaudzis augstas izšķirtspējas attēlu (līdz 1 m un labāku) tirgus, un ir pieaudzis komerciālo panorāmas attēlu sistēmu operatoru skaits, kā rezultātā ir palielinājusies konkurence un zemākas pakalpojumu izmaksas;

− komerciāliem specifiskiem produktiem nav slepenības zīmoga, tāpēc tie ir plaši izplatīti starp bruņoto spēku zemākajiem vadības līmeņiem, sabiedroto spēku pavēlniecību un citiem departamentiem (Ārlietu ministrija, Ārkārtas situāciju ministrija, robeždienests) un

pat mediji.

Ģeoinovāciju aģentūra "Innoter"

2006. gada 31. augustā ASV prezidents Džordžs Bušs apstiprināja "ASV Nacionālās kosmosa politikas" koncepciju, kas iepazīstina ar

Amerikas militāri politiskās vadības, federālo ministriju un departamentu, kā arī komercstruktūru pamatprincipi, mērķi, uzdevumi un darbības virzieni par kosmosa izmantošanu nacionālajās interesēs. Šis dokuments aizstāja tāda paša nosaukuma 1996. gada prezidenta direktīvu.

"Nacionālās kosmosa politikas" izlaišana bija saistīta ar pieaugošo kosmosa sistēmu nozīmi ASV nacionālās drošības nodrošināšanā un

kā arī nepieciešamība saskaņot notiekošo kosmosa politiku ar jaunajiem situācijas apstākļiem.

Kosmosa programmu īstenošana ir pasludināta par prioritāru darbības jomu. Tajā pašā laikā Amerikas militāri politiskā vadība to darīs

ievērot vairākus šādus pamatprincipus:

− visām valstīm ir tiesības brīvi izmantot kosmosu miermīlīgiem nolūkiem, ļaujot ASV veikt militāras un izlūkošanas darbības valsts interesēs;

− visas pretenzijas tiek noraidītas. jebkurai valstij vienīgajai kosmosa, debess ķermeņu vai to daļu izmantošanai, kā arī ASV tiesību ierobežošana šādām darbībām;

− Baltais nams ir apņēmies sadarboties ar citu valstu CDF ietvaros

kosmosa izmantošana miermīlīgiem mērķiem, lai paplašinātu šajā ziņā sniegtās iespējas un sasniegtu lielākus rezultātus kosmosa izpētē;

− Amerikāņu kosmosa kuģiem brīvi jādarbojas kosmosā.

Tāpēc ASV uzskatīs jebkādu iejaukšanos savu CC darbībā par to tiesību pārkāpumu;

− CS, tostarp zemes un kosmosa komponentes, kā arī sakaru līnijas, kas nodrošina to funkcionēšanu, tiek uzskatītas par vitāli svarīgām valsts nacionālajām interesēm.

AT Šajā sakarā Amerikas Savienotās Valstis:

− aizsargāt savas tiesības brīvi izmantot kosmosu;

− atturēt vai atturēt citas valstis rīkoties vai izstrādāt līdzekļus šo tiesību pārkāpšanai;

Zemes attālās uzrādes metode
Attālā uzrāde ir saņemšana no jebkura bezkontakta
informācijas metodes par Zemes virsmu, objektiem uz tās vai tās zarnās.
Tradicionāli attālās uzrādes dati ietver tikai šīs metodes
kas ļauj no kosmosa vai no gaisa iegūt zemes attēlu
virsma jebkurā elektromagnētiskā spektra daļā (t.i., caur
elektromagnētiskie viļņi (EMW).
Zemes attālās izpētes metodes priekšrocības slēpjas tajā
sekojošais:
datu atbilstība aptaujas laikā (visvairāk kartogrāfisko
materiāli ir bezcerīgi novecojuši);
augsta datu iegūšanas efektivitāte;
augsta datu apstrādes precizitāte GPS tehnoloģiju izmantošanas dēļ;
augsts informācijas saturs (spektrozonālo, infrasarkano un
radara attēlveidošana ļauj redzēt detaļas, kuras nav atšķiramas parastajā režīmā
attēli);
ekonomiskā iespējamība (informācijas iegūšanas izmaksas
pēc attālās uzrādes ir ievērojami zemāks par zemes darbiem);
iespēja iegūt trīsdimensiju reljefa modeli (reljefa matricu) priekš
izmantojot stereo vai lidar skaņas metodes un
kā rezultātā iespēja veikt vietnes trīsdimensiju modelēšanu
zemes virsma (virtuālās realitātes sistēmas).

Aptaujas veidi attālās izpētes datu iegūšanai
Skaņu veidi pēc signāla avota:
Zondēšanas veidi iekārtas atrašanās vietā:
Šaušana kosmosā (fotografiska vai optiski elektroniska):
pankromatisks (biežāk vienā plašā redzamā spektra daļā) - visvienkāršākais
melnbaltās fotografēšanas piemērs;
krāsa (filmēšana vairākās, biežāk reālās krāsās uz viena nesēja);
daudzzonu (vienlaicīga, bet atsevišķa attēla fiksācija dažādās
spektra zonas);
radars (radars);
Aerofotografēšana (fotografiskā vai optiski elektroniskā):
Tie paši attālās izpētes veidi kā kosmosa fotogrāfijā;
Lidars (lāzers).

Spēja noteikt un izmērīt konkrētu parādību, objektu vai procesu
nosaka sensora izšķirtspēja.
Atļauju veidi:

Tālvadības ierīču sensoru raksturojums
Kosmosa kuģu īsi raksturojumi datu iegūšanai
zemes attālās izpētes komerciālai izmantošanai

Aerofoto komplekss integrēts ar GPS uztvērēju

Dažādu optisko izšķirtspēju aerofotogrāfiju piemēri
0,6 m
2 m
6 m

Aerofotografēšana optiskajā un termiskajā (infrasarkanajā) spektrā
Pa kreisi - krāsaina aerofoto
naftas bāzes, labajā pusē - nakts
tā paša termiskais attēls
teritorijā. Papildus skaidram
tukšuma (gaismas
krūzes)
un
piepildīta
konteineri, termoattēls
ļauj atklāt noplūdes
no
rezervuārs
(3)
un
cauruļvads (1,2). Sensors
SAVR,
šaušana
Centrs
ekoloģisks
un
tehnogēnā uzraudzība,
Trekhgornijs.

Radara satelītattēls
Radara attēli ļauj noteikt naftu un naftas produktus uz ūdens virsmas ar
plēves biezums no 50 mikroniem. Vēl viens radara attēlu pielietojums ir novērtējums
augsnes mitruma saturs.

10.

Radara satelītattēls
Radara interferometrija ļauj noteikt deformācijas no tuvu Zemes orbītas
Zemes virsma centimetru daļās. Šajā attēlā redzamas deformācijas
kas radās vairākus mēnešus ilgas Belidžas naftas lauka attīstības rezultātā
Kalifornija. Krāsu skala parāda vertikālas nobīdes no 0 (melns-zils) līdz -
58 mm (sarkanbrūns). Apstrādi veica Atlantis Scientific, pamatojoties uz ERS1 attēliem.

11.

Zemes komplekss attālās izpētes datu saņemšanai un apstrādei
(NKPOD) ir paredzēts attālās uzrādes datu saņemšanai no
kosmosa kuģi, to apstrāde un uzglabāšana.
NKPOD konfigurācijā ietilpst:
antenu komplekss;
uzņemšanas komplekss;
kompleksā sinhronizācija, reģistrācija un strukturālā
atveseļošanās;
programmatūras komplekss.
Maksimālam rādiusam
pārskats
antena
komplekss
vajadzētu
iestatīt tā, lai horizonts būtu
atvērts no pacēluma leņķiem 2 grādi. un augstāk
jebkurš azimuta virziens.
Augstas kvalitātes uztveršanai tas ir būtiski
ir
prombūtne
radio traucējumi
iekšā
8,0 līdz 8,4 GHz josla (raidīšana
radioreleju, troposfēras un
citas saziņas līnijas).

12.

Zemes komplekss attālās uzrādes datu saņemšanai un apstrādei (NKPOD)
NKPOD nodrošina:
pieteikumu veidošana zemes virsmas uzmērīšanas un uztveršanas plānošanai
dati;
informācijas izpakošana ar šķirošanu pēc maršrutiem un masīva atlasi
video informācija un pakalpojumu informācija;
video informācijas lineārās struktūras atjaunošana, dekodēšana,
radiometriskā korekcija, filtrēšana, dinamiskā
diapazonā, veidojot kopskata attēlu un veicot citas darbības
digitālā primārā apstrāde;
iegūto attēlu kvalitātes analīze, izmantojot ekspertu un
programmatūras metodes;
informācijas kataloģizēšana un arhivēšana;
attēlu ģeometriskā korekcija un ģeoreference, izmantojot datus
par kosmosa kuģa (SC) leņķiskās un lineārās kustības parametriem un/vai
atskaites punkti uz zemes;
licencēta piekļuve datiem, kas saņemti no daudziem ārvalstu attālās izpētes satelītiem.
Programmatūra antenai un kompleksās vadības uztveršanai
veic šādas galvenās funkcijas:
automātiska NKPOD aparatūras daļas darbības pārbaude;
sakaru sesiju grafika aprēķins, t.i., satelīta pārvietošanās caur redzamības zonu
NKPOD;
automātiska NKPOD aktivizēšana un datu saņemšana saskaņā ar
saraksts;
satelīta trajektorijas aprēķins un antenu kompleksa vadība
satelītnovērošana;
formatējot saņemto informācijas straumi un ierakstot to cietajā
disks;
norāde par sistēmas un informācijas plūsmas pašreizējo stāvokli;
automātiska darbu reģistrēšana.

13.

Globālās satelītu sistēmu galvenās pielietošanas jomas
pozicionēšana uzņēmumu ģeoinformācijas atbalstam
naftas un gāzes nozare:
visu līmeņu atsauces ģeodēzisko tīklu attīstība no globālā līdz
šaušana, kā arī nivelēšanas darbu veikšana ģeodēziskā nolūkā
uzņēmumu darbības nodrošināšana;
derīgo izrakteņu ieguves nodrošināšana (atklātā rakšana, urbšana
darbi utt.);
būvniecības ģeodēziskais atbalsts, cauruļvadu ieguldīšana,
kabeļi, estakādes, elektrolīnijas un citi inženiertehniskie un lietišķie darbi;
zemes ierīcības darbi;
glābšanas un profilaktiskie darbi (ģeodēziskais atbalsts laikā
katastrofas un katastrofas);
Vides pētījumi: naftas noplūdes režģi, novērtējums
naftas plankumu zonas un to kustības virziena noteikšana;
visu veidu uzmērīšana un kartēšana - topogrāfiskā, speciālā,
tematisks;
ĢIS integrācija;
pielietojums dispečerpakalpojumos;
visu veidu navigācija - gaisa, jūras, sauszemes.

14.

Pasaules satelītu sistēmu ierīce un pielietojums
pozicionēšana naftas un gāzes nozarē
Esošais GPS: GPS, GLONASS, Beidou, Galileo, IRNSS
Satelītu navigācijas sistēmas galvenie elementi:

15.

GLONASS
Sistēmas pamatā ir 24 satelīti (un 2 rezerves), kas pārvietojas
Zemes virsma trīs orbitālās plaknēs ar orbitāles slīpumu
plaknes 64,8 ° un augstums 19 100 km
svars - 1415 kg,
garantēta
jēdziens
aktīvs
pastāvēšana - 7 gadi,
funkcijas - 2 signāli civilajiem
patērētājiem
ieslēgts
salīdzinājums
co
satelīti
iepriekšējā paaudze ("Glonass")
atrašanās vietas precizitāte
objektu skaits palielinājies 2,5 reizes,
barošanas sistēma - 1400 W,
lidojumu testu sākums - 10. decembris
2003. gads.
iekšzemes borta digitālais dators, kura pamatā ir
mikroprocesors ar VAX instrukciju komplektu
11/750
svars - 935 kg,
garantēta
jēdziens
aktīvs
pastāvēšana - 10 gadi,
jauni navigācijas signāli formātā
ar CDMA formātu saderīgas sistēmas
GPS/Galileo/Compass
diapazonā pievienojot CDMA signālu
L3, navigācijas noteikšanas precizitāte
GLONASS formāts dubultosies
salīdzinot ar Glonass-M satelītiem.
pilnīgi krievu aparāts, nav
importētās ierīces.

16.

GLONASS precizitāte
Pēc SDCM datiem uz 2011.gada 22.jūliju, navigācijas kļūdas
GLONASS garuma un platuma definīcijas bija 4,46-7,38 m plkst
izmantojot vidēji 7-8 KA (atkarībā no uztveršanas punkta). Tajā pašā
GPS kļūdas laiks bija 2,00-8,76 m, izmantojot vidēji 6-11
KA (atkarībā no uztveršanas vietas).
Lietojot abas navigācijas sistēmas kopā, rodas kļūdas
ir 2,37–4,65 m, izmantojot vidēji 14–19 kosmosa kuģus (in
atkarībā no saņemšanas punkta).
CNS GLONASS grupas sastāvs uz 13.10.2011:
Kopā OG GLONASS
28 KA
Izmanto paredzētajam mērķim
21 KA
Pieteikšanās stadijā
2 KA
Uz laiku atbrīvots līdz
apkope
4 KA
Orbitālā rezerve
1 KA
Izejas stadijā
-

17.

GLONASS signālu uztveršanas iekārta
Glospace navigatora ekrāns ar
demonstrējot Maskavas ielu plānu
perspektīvā projekcija un indikācija
novērotāju vietas
NAP "GROT-M" (NIIKP, 2003)
viens no pirmajiem piemēriem

18.

GPS
Sistēmas pamatā ir 24 satelīti (un 6 rezerves), kas pārvietojas
Zemes virsmas ar frekvenci 2 apgriezieni dienā pa 6 riņķveida orbitālēm
trajektorijas (katra 4 satelīti), aptuveni 20180 km augsts ar slīpumu
orbitālās plaknes 55°
GPS satelīts orbītā

19.

GPS signāla uztveršanas iekārta

20.

Iekārtu veidi GNSS signālu uztveršanai
navigators (precīzs laiks; orientācija uz galvenajiem punktiem; augstums virs līmeņa
jūras; virziens uz punktu ar lietotāja norādītām koordinātām; strāva
ātrums, nobrauktais attālums, vidējais ātrums; pašreizējā pozīcija ieslēgta
apgabala elektroniskā karte; pašreizējā atrašanās vieta attiecībā pret maršrutu);
izsekotājs (GPS/GLONASS +GSM, pārraida atrašanās vietas un kustības datus,
nerāda karti klienta aprīkojumā - tikai serverī);
logger (tracker bez GSM moduļa, ieraksta kustības datus).
navigators
izsekotājs
mežizstrādātājs

Tālvadības satelīts “Resurs-P”

Zemes attālā izpēte (ERS) ir virsmas novērošana ar aviācijas un kosmosa līdzekļiem, kas aprīkoti ar dažāda veida attēlveidošanas iekārtām. Attēlveidošanas iekārtu uztverto viļņu garumu darbības diapazons svārstās no mikrometra daļām (redzams optiskais starojums) līdz metriem (radio viļņi). Zondēšanas metodes var būt pasīvas, tas ir, izmantot Zemes virsmas objektu dabisko atstaroto vai sekundāro termisko starojumu, pateicoties Saules aktivitātei, un aktīvās - izmantojot objektu stimulēto starojumu, ko ierosina mākslīgs virziena darbības avots. Tālvadības datus, kas iegūti ar (KA), raksturo liela atkarības pakāpe no atmosfēras caurspīdīguma. Tāpēc kosmosa kuģis izmanto daudzkanālu pasīvās un aktīvās iekārtas, kas nosaka elektromagnētisko starojumu dažādos diapazonos.

Pirmā kosmosa kuģa tālvadības aprīkojums, kas palaists 1960.–70. gados. bija trases tipa - mērījumu laukuma projekcija uz Zemes virsmas bija līnija. Vēlāk parādījās un plaši izplatījās panorāmas tipa attālās izpētes iekārtas - skeneri, kuru mērījumu laukuma projekcija uz Zemes virsmas ir josla.

Zemes attālās izpētes kosmosa kuģi tiek izmantoti Zemes dabas resursu pētīšanai un meteoroloģisko problēmu risināšanai. Kosmosa kuģi dabas resursu izpētei galvenokārt ir aprīkoti ar optiskām vai radara iekārtām. Pēdējās priekšrocības ir tādas, ka tas ļauj novērot Zemes virsmu jebkurā diennakts laikā neatkarīgi no atmosfēras stāvokļa.

vispārējs apskats

Attālā izpēte ir informācijas iegūšanas metode par objektu vai parādību bez tieša fiziska kontakta ar šo objektu. Attālā uzrāde ir ģeogrāfijas apakškopa. Mūsdienu izpratnē šis termins galvenokārt attiecas uz gaisa vai kosmosa sensoru tehnoloģijām, lai atklātu, klasificētu un analizētu objektus uz zemes virsmas, kā arī atmosfēru un okeānu, izmantojot izplatītos signālus (piemēram, elektromagnētisko starojumu). Tos iedala aktīvajos (signālu vispirms izstaro lidmašīna vai kosmosa satelīts) un pasīvajos attālinātajos (tiek ierakstīts tikai signāls no citiem avotiem, piemēram, saules gaismas).

Pasīvie attālās uzrādes sensori reģistrē signālu, ko izstaro vai atstaro kāds objekts vai blakus esoša teritorija. Atstarotā saules gaisma ir visbiežāk izmantotais pasīvo sensoru reģistrētais starojuma avots. Pasīvās attālās uzrādes piemēri ir digitālā un filmu fotografēšana, infrasarkano staru, ar uzlādi savienotu ierīču un radiometru izmantošana.

Aktīvās ierīces savukārt izstaro signālu, lai skenētu objektu un telpu, pēc kura sensors spēj noteikt un izmērīt starojumu, kas atstarots vai veidojas, izkliedējot uztveršanas mērķi. Aktīvo attālās uzrādes sensoru piemēri ir radars un lidars, kas mēra laika aizkavi no atgrieztā signāla izstarošanas un reģistrēšanas, tādējādi nosakot objekta atrašanās vietu, ātrumu un virzienu.

Attālā izpēte sniedz iespēju iegūt datus par bīstamiem, grūti sasniedzamiem un ātri kustīgiem objektiem, kā arī ļauj veikt novērojumus plašās reljefa teritorijās. Tālvadības lietojumprogrammu piemēri ietver mežu izciršanas uzraudzību (piemēram, Amazonē), ledāju apstākļus Arktikā un Antarktikā un okeāna dziļuma mērīšanu, izmantojot daudz. Attālā uzrāde nāk arī aizstāt dārgas un salīdzinoši lēnas informācijas vākšanas metodes no Zemes virsmas, vienlaikus garantējot cilvēka neiejaukšanos dabas procesos novērotajās teritorijās vai objektos.

Ar orbītā riņķojošiem kosmosa kuģiem zinātnieki var vākt un pārraidīt datus dažādās elektromagnētiskā spektra joslās, kas kopā ar lielākiem gaisa un zemes mērījumiem un analīzi nodrošina nepieciešamo datu klāstu, lai uzraudzītu pašreizējās parādības un tendences, piemēram, El. Niño un citi.dabas parādības gan īstermiņā, gan ilgtermiņā. Tālpētniecībai ir lietišķa nozīme arī ģeozinātnēs (piemēram, dabas apsaimniekošanā), lauksaimniecībā (dabas resursu izmantošana un saglabāšana), valsts drošībā (pierobežas teritoriju monitorings).

Datu iegūšanas metodes

Multispektrālo pētījumu un iegūto datu analīzes galvenais mērķis ir objekti un teritorijas, kas izstaro enerģiju, kas ļauj tos atšķirt no apkārtējās vides fona. Īss pārskats par satelītu attālās uzrādes sistēmām atrodams pārskata tabulā.

Parasti labākais laiks datu iegūšanai no attālās uzrādes metodēm ir vasaras laiks (jo īpaši šajos mēnešos saule atrodas vislielākajā leņķī virs horizonta un dienas garums ir visilgākais). Izņēmums no šī noteikuma ir datu iegūšana, izmantojot aktīvos sensorus (piemēram, radaru, Lidaru), kā arī termiskos datus garā viļņu garuma diapazonā. Termoattēlveidošanā, kurā sensori mēra siltumenerģiju, labāk izmantot laika periodu, kad starpība starp zemes temperatūru un gaisa temperatūru ir vislielākā. Tādējādi vislabākais laiks šīm metodēm ir aukstākos mēnešos, kā arī dažas stundas pirms rītausmas jebkurā gadalaikā.

Turklāt ir jāņem vērā daži citi apsvērumi. Ar radara palīdzību, piemēram, nav iespējams iegūt attēlu no kailas zemes virsmas ar biezu sniega segu; to pašu var teikt par lidaru. Tomēr šie aktīvie sensori ir nejutīgi pret gaismu (vai tās trūkumu), padarot tos par lielisku izvēli lietojumiem lielos platuma grādos (piemēram,). Turklāt gan radars, gan lidars spēj (atkarībā no izmantotajiem viļņu garumiem) tvert virsmas attēlus zem meža lapotnes, padarot tos noderīgus izmantošanai reģionos ar lielu veģetāciju. Savukārt spektrālo datu iegūšanas metodes (gan stereoattēlveidošanas, gan multispektrālās metodes) ir pielietojamas galvenokārt saulainās dienās; vājā apgaismojumā savāktajiem datiem parasti ir zems signāla/trokšņa līmenis, kas apgrūtina to apstrādi un interpretāciju. Turklāt, lai gan stereoattēlveidošana spēj attēlot un identificēt veģetāciju un ekosistēmas, ar šo metodi (tāpat kā ar multispektrālo zondēšanu) nav iespējams iekļūt koku lapotnēs un iegūt zemes virsmas attēlus.

Tālvadības pielietojums

Tālpētījumu visbiežāk izmanto lauksaimniecībā, ģeodēzijā, kartēšanā, zemes un okeāna virsmas, kā arī atmosfēras slāņu monitoringā.

Lauksaimniecība

Ar satelītu palīdzību iespējams iegūt atsevišķu lauku, reģionu un rajonu attēlus ar noteiktu cikliskumu. Lietotāji var saņemt vērtīgu informāciju par zemes stāvokli, tostarp kultūraugu identifikāciju, kultūraugu platības noteikšanu un kultūraugu statusu. Satelīta dati tiek izmantoti, lai precīzi pārvaldītu un uzraudzītu lauksaimniecības rezultātus dažādos līmeņos. Šos datus var izmantot saimniecības optimizācijai un tehnisko darbību vadībai uz vietas. Attēli var palīdzēt noteikt kultūraugu atrašanās vietu un zemes noplicināšanas pakāpi, un pēc tam tos var izmantot, lai izstrādātu un īstenotu apstrādes plānu, lai lokāli optimizētu lauksaimniecības ķīmisko vielu izmantošanu. Galvenie attālās izpētes lauksaimniecības pielietojumi ir šādi:

• veģetācija:
  • kultūraugu veidu klasifikācija
  • kultūraugu stāvokļa novērtējums (lauksaimniecības kultūru uzraudzība, bojājumu novērtējums)
  • ražas novērtējums

• augsne
  • augsnes īpašību attēlojums
  • augsnes tipa displejs
  • augsnes erozija
  • augsnes mitrums
  • augsnes apstrādes prakses kartēšana

Meža seguma monitorings

Attālo uzrādi izmanto arī meža seguma uzraudzībai un sugu noteikšanai. Šādā veidā iegūtās kartes var aptvert lielu platību, vienlaikus attēlojot detalizētus teritorijas mērījumus un raksturojumus (koku veids, augstums, blīvums). Izmantojot attālās izpētes datus, ir iespējams definēt un norobežot dažādus meža tipus, ko būtu grūti panākt ar tradicionālām metodēm uz zemes virsmas. Dati ir pieejami dažādos mērogos un izšķirtspējās, lai tie atbilstu vietējām vai reģionālajām prasībām. Prasības reljefa attēlojuma detalizācijai ir atkarīgas no pētījuma mēroga. Lai parādītu izmaiņas meža segumā (tekstūrā, lapu blīvumā), izmantojiet:

• multispektrālie attēli: precīzai sugu identificēšanai ir nepieciešami ļoti augstas izšķirtspējas dati

• Lai iegūtu informāciju par dažāda veida sezonālām izmaiņām, tiek izmantoti vienas teritorijas atkārtoti lietojami attēli

• stereofoto - sugu atšķiršanai, koku blīvuma un augstuma novērtēšanai. Stereo fotogrāfijas nodrošina unikālu skatu uz meža segu, kas pieejams tikai ar attālās uzrādes tehnoloģiju.

• Radari tiek plaši izmantoti mitros tropos, jo tie spēj iegūt attēlus jebkuros laika apstākļos.

• Lidar ļauj iegūt 3-dimensiju meža struktūru, noteikt zemes virsmas augstuma izmaiņas un objektus uz tās. Lidara dati palīdz novērtēt koku augstumus, vainagu laukumu un koku skaitu laukuma vienībā.

Virsmas uzraudzība

Virsmas monitorings ir viens no svarīgākajiem un tipiskākajiem attālās uzrādes lietojumiem. Iegūtie dati tiek izmantoti, lai noteiktu zemes virsmas fizisko stāvokli, piemēram, mežu, ganību, ceļu segumu u.c., tai skaitā cilvēka darbības rezultātus, piemēram, ainavu industriālajos un dzīvojamos rajonos, lauksaimniecības teritoriju stāvokli, utt. Sākotnēji būtu jāizveido zemes seguma klasifikācijas sistēma, kas parasti ietver zemes līmeņus un klases. Līmeņi un klases jāizstrādā, ņemot vērā izmantošanas mērķi (valsts, reģionālo vai vietējo), attālās uzrādes datu telpisko un spektrālo izšķirtspēju, lietotāja pieprasījumu utt.

Zemes virsmas stāvokļa izmaiņu noteikšana nepieciešama, lai aktualizētu zemes seguma kartes un racionalizētu dabas resursu izmantošanu. Izmaiņas parasti tiek konstatētas, salīdzinot vairākus attēlus, kuros ir vairāki datu līmeņi, un dažos gadījumos, salīdzinot vecās kartes un atjauninātus attālās uzrādes attēlus.

• sezonālās izmaiņas: lauksaimniecības zeme un lapu koku meži mainās sezonāli

• gada izmaiņas: izmaiņas zemes virsmā vai zemes izmantojumā, piemēram, mežu izciršanas vai pilsētu izplešanās apgabali

Informācija par zemes virsmu un zemes seguma izmaiņām ir būtiska vides aizsardzības politikas noteikšanā un īstenošanā, un to var izmantot kopā ar citiem datiem, lai veiktu sarežģītus aprēķinus (piemēram, erozijas riskus).

Ģeodēzija

Ģeodēzisko datu vākšana no gaisa vispirms tika izmantota, lai atklātu zemūdenes un iegūtu gravitācijas datus, ko izmantoja militāro karšu veidošanai. Šie dati ir Zemes gravitācijas lauka momentāno perturbāciju līmeņi, pēc kuriem var noteikt izmaiņas Zemes masu sadalījumā, kas savukārt var būt nepieciešamas dažādiem ģeoloģiskiem pētījumiem.

Akustiski un gandrīz akustiski pielietojumi

• Sonārs: pasīvs hidrolokators, reģistrē skaņas viļņus, kas nāk no citiem objektiem (kuģa, vaļa utt.); aktīvs hidrolokators, izstaro skaņas viļņu impulsus un reģistrē atstaroto signālu. Izmanto, lai noteiktu, lokalizētu un izmērītu zemūdens objektu un reljefa parametrus.

• Seismogrāfi ir īpaša mērierīce, ko izmanto visu veidu seismisko viļņu noteikšanai un reģistrēšanai. Ar dažādās noteiktas teritorijas vietās uzņemto seismogrammu palīdzību ir iespējams noteikt zemestrīces epicentru un izmērīt tās amplitūdu (pēc tās notikuma), salīdzinot svārstību relatīvās intensitātes un precīzu laiku.

• Ultraskaņa: ultraskaņas sensori, kas izstaro augstfrekvences impulsus un reģistrē atstaroto signālu. Izmanto, lai noteiktu viļņus uz ūdens un noteiktu ūdens līmeni.

Koordinējot virkni liela mēroga novērojumu, lielākā daļa zondēšanas sistēmu ir atkarīgas no šādiem faktoriem: platformas atrašanās vietas un sensoru orientācijas. Augstas kvalitātes instrumenti mūsdienās bieži izmanto atrašanās vietas informāciju no satelītnavigācijas sistēmām. Rotāciju un orientāciju bieži nosaka elektroniskie kompasi ar aptuveni viena līdz divu grādu precizitāti. Ar kompasiem var izmērīt ne tikai azimutu (t.i., grādu novirzi no magnētiskajiem ziemeļiem), bet arī augstumu (novirzi no jūras līmeņa), jo magnētiskā lauka virziens attiecībā pret Zemi ir atkarīgs no platuma, kurā notiek novērojums. Precīzākai orientācijai nepieciešams izmantot inerciālo navigāciju, periodiski veicot dažādu metožu korekcijas, tai skaitā navigāciju pēc zvaigznēm vai zināmiem orientieriem.

Pārskats par galvenajiem attālās izpētes instrumentiem

• Radari galvenokārt tiek izmantoti gaisa satiksmes vadībā, agrīnajā brīdināšanā, meža seguma uzraudzībā, lauksaimniecībā un liela mēroga meteoroloģiskajos datos. Doplera radaru tiesībsargājošās iestādes izmanto, lai uzraudzītu transportlīdzekļu ātrumus, kā arī iegūtu meteoroloģiskos datus par vēja ātrumu un virzienu, nokrišņu atrašanās vietu un intensitāti. Cita veida saņemtā informācija ietver datus par jonizēto gāzi jonosfērā. Mākslīgās apertūras interferometriskais radars tiek izmantots, lai iegūtu precīzus digitālos augstuma modeļus lielām reljefa teritorijām.

• Lāzera un radara altimetri uz satelītiem nodrošina plašu datu klāstu. Mērot gravitācijas izraisītās okeāna līmeņa izmaiņas, šie instrumenti parāda jūras dibena iezīmes ar aptuveni vienas jūdzes izšķirtspēju. Ar altimetriem izmērot okeāna viļņu augstumu un viļņu garumu, var uzzināt vēja ātrumu un virzienu, kā arī virszemes okeāna straumju ātrumu un virzienu.

• Ultraskaņas (akustiskie) un radara sensori tiek izmantoti jūras līmeņa, paisuma un paisuma mērīšanai, viļņu virziena noteikšanai piekrastes jūras reģionos.

• Gaismas noteikšanas un attāluma (LIDAR) tehnoloģija ir labi pazīstama ar saviem militārajiem lietojumiem, jo ​​īpaši lāzera šāviņu navigācijai. LIDAR tiek izmantots arī dažādu ķīmisko vielu koncentrācijas noteikšanai un mērīšanai atmosfērā, savukārt ar LIDAR lidmašīnā var izmērīt objektu un parādību augstumu uz zemes ar lielāku precizitāti, nekā to var panākt ar radara tehnoloģiju. Veģetācijas attālā izpēte ir arī viens no galvenajiem LIDAR lietojumiem.

• Radiometri un fotometri ir visizplatītākie instrumenti. Tie uztver atstaroto un izstaroto starojumu plašā frekvenču diapazonā. Visizplatītākie ir redzamie un infrasarkanie sensori, kam seko mikroviļņu, gamma staru un retāk ultravioleto staru sensori. Šos instrumentus var izmantot arī dažādu ķīmisko vielu emisijas spektra noteikšanai, sniedzot datus par to koncentrāciju atmosfērā.

• Stereo attēlus, kas iegūti no aerofotografēšanas, bieži izmanto veģetācijas noteikšanai uz Zemes virsmas, kā arī topogrāfisko karšu veidošanā potenciālo maršrutu izstrādē, analizējot reljefa attēlus, apvienojumā ar vides pazīmju modelēšanu, kas iegūta, izmantojot zemes virsmas. balstītas metodes.

• Daudzspektrālās platformas, piemēram, Landsat, ir aktīvi izmantotas kopš 1970. gadiem. Šie instrumenti ir izmantoti tematisku karšu ģenerēšanai, uzņemot attēlus vairākos elektromagnētiskā spektra viļņu garumos (daudzspektru), un tos parasti izmanto Zemes novērošanas satelītos. Šādu misiju piemēri ir Landsat programma vai IKONOS satelīts. Tematiskās kartēšanas radītās zemes seguma un zemes izmantošanas kartes var izmantot derīgo izrakteņu izpētei, zemes izmantošanas, mežu izciršanas noteikšanai un uzraudzībai, kā arī augu un kultūraugu veselības izpētei, tostarp plašos lauksaimniecības zemes vai meža apgabalos. Regulatori izmanto Landsat satelītattēlus, lai uzraudzītu ūdens kvalitātes parametrus, tostarp Secchi dziļumu, hlorofila blīvumu un kopējo fosforu. Meteoroloģiskos pavadoņus izmanto meteoroloģijā un klimatoloģijā.

• Spektrālās attēlveidošanas metode rada attēlus, kuros katrs pikselis satur pilnīgu spektrālo informāciju, parādot šauru spektra diapazonu nepārtrauktā spektrā. Spektrālās attēlveidošanas ierīces tiek izmantotas dažādu problēmu risināšanai, tostarp tās, ko izmanto mineraloģijā, bioloģijā, militārajās lietās un vides parametru mērījumos.

• Cīņas pret pārtuksnešošanos ietvaros attālā izpēte ļauj novērot teritorijas, kuras ir apdraudētas ilgtermiņā, noteikt pārtuksnešošanās faktorus, novērtēt to ietekmes dziļumu un sniegt nepieciešamo informāciju tiem, kas ir atbildīgi par lēmumu pieņemšanu. veicot atbilstošus vides aizsardzības pasākumus.

Datu apstrāde

Ar attālo uzrādi, kā likums, tiek izmantota digitālo datu apstrāde, jo tieši šajā formātā pašlaik tiek saņemti attālās uzrādes dati. Digitālā formātā informāciju ir vieglāk apstrādāt un uzglabāt. Divdimensiju attēlu vienā spektra diapazonā var attēlot kā skaitļu matricu (divdimensiju masīvu) es (i, j), no kuriem katrs attēlo starojuma intensitāti, ko sensors saņem no Zemes virsmas elementa, kas atbilst vienam attēla pikselim.

Attēls sastāv no n x m pikseļi, katram pikselim ir koordinātas (i, j)– rindas numurs un kolonnas numurs. Numurs es (i, j)- vesels skaitlis, un to sauc par pikseļa pelēkuma līmeni (vai spektrālo spilgtumu). (i, j). Ja attēlu iegūst vairākos elektromagnētiskā spektra diapazonos, tad to attēlo trīsdimensiju režģis, kas sastāv no skaitļiem I (i, j, k), kur k- spektrālā kanāla numurs. No matemātiskā viedokļa šajā formā iegūtos digitālos datus nav grūti apstrādāt.

Lai attēlu pareizi reproducētu, bet digitālajiem ierakstiem, ko piegādā informācijas saņemšanas punkti, ir jāzina ieraksta formāts (datu struktūra), kā arī rindu un kolonnu skaits. Tiek izmantoti četri formāti, kas kārto datus šādi:

• zonas secība ( Band Sequental, BSQ);

• zonas pārmaiņus, bet rindās ( Grupa Interleaved by Line, BIL);
• zonas, kas mainās pa pikseļiem ( Joslu interleaved by Pixel, BIP);
• zonu secība ar informācijas saspiešanu failā, izmantojot grupu kodēšanas metodi (piemēram, jpg formātā).

AT BSQ- formāts katrs zonas attēls ir iekļauts atsevišķā failā. Tas ir ērti, ja nav nepieciešams strādāt ar visām zonām vienlaikus. Viena zona ir viegli lasāma un vizualizējama, zonas attēlus var ielādēt jebkurā vēlamajā secībā.

AT BIL- formāts zonas dati tiek ierakstīti vienā failā rindiņā pa rindiņai, uz rindām pārliekot zonas: 1. zonas 1. rinda, 2. zonas 1. rinda, ..., 1. zonas 2. rinda, 2. rinda 2. zona utt. Šis ieraksts ir ērts, ja visas zonas tiek analizētas vienlaicīgi.

AT BIP- formāts katra pikseļa spektrālā spilgtuma zonas vērtības tiek saglabātas secīgi: pirmkārt, pirmā pikseļa vērtības katrā zonā, pēc tam otrā pikseļa vērtības katrā zonā utt. Šis formāts ir sauc par kombinēto. Tas ir ērti, veicot vairāku zonu attēla apstrādi pa pikseļiem, piemēram, klasifikācijas algoritmos.

Grupas kodēšana izmanto, lai samazinātu rastra informācijas apjomu. Šādi formāti ir ērti lielu momentuzņēmumu glabāšanai, lai strādātu ar tiem, ir nepieciešams datu izsaiņošanas rīks.

Attēlu failiem parasti tiek pievienota šāda ar attēliem saistīta papildu informācija:

• datu faila apraksts (formāts, rindu un kolonnu skaits, izšķirtspēja utt.);

• statistikas dati (spilgtuma sadalījuma raksturlielumi - minimālā, maksimālā un vidējā vērtība, dispersija);
• kartes projekcijas dati.

Papildinformācija ir ietverta vai nu attēla faila galvenē, vai atsevišķā teksta failā ar tādu pašu nosaukumu kā attēla failam.

Atkarībā no sarežģītības pakāpes izšķir šādus lietotājiem nodrošinātās CS apstrādes līmeņus:

• 1A - izkropļojumu radiometriskā korekcija, ko izraisa atsevišķu sensoru jutības atšķirības.

• 1B - radiometriskā korekcija apstrādes līmenī 1A un sistemātisko sensoru izkropļojumu ģeometriskā korekcija, ieskaitot panorāmas izkropļojumus, izkropļojumus, ko izraisa Zemes rotācija un izliekums, satelīta orbītas augstuma svārstības.

• 2A - attēla korekcija 1B līmenī un korekcija saskaņā ar doto ģeometrisko projekciju, neizmantojot zemes kontroles punktus. Ģeometriskajai korekcijai tiek izmantots globālais digitālais pacēluma modelis ( DEM, DEM) ar pakāpienu uz zemes 1 km. Pielietotā ģeometriskā korekcija novērš sistemātiskus sensora izkropļojumus un projicē attēlu standarta projekcijā ( UTM WGS-84), izmantojot zināmus parametrus (satelīta efemerīda datus, telpisko stāvokli utt.).

• 2B - attēla korekcija 1B līmenī un korekcija saskaņā ar doto ģeometrisko projekciju, izmantojot kontroles zemes punktus;

• 3 – attēla korekcija 2B līmenī plus korekcija, izmantojot reljefa DTM (orto-rektifikācija).

• S - attēla korekcija, izmantojot atsauces attēlu.

No attālās uzrādes iegūto datu kvalitāte ir atkarīga no to telpiskās, spektrālās, radiometriskās un laika izšķirtspējas.

Telpiskā izšķirtspēja

To raksturo pikseļa izmērs (uz Zemes virsmas), kas ierakstīts rastra attēlā – parasti svārstās no 1 līdz 4000 metriem.

Spektrālā izšķirtspēja

Landsat dati ietver septiņas joslas, tostarp infrasarkano staru diapazonā no 0,07 līdz 2,1 µm. Earth Observing-1 Hyperion sensors spēj ierakstīt 220 spektrālās joslas no 0,4 līdz 2,5 µm ar spektrālo izšķirtspēju no 0,1 līdz 0,11 µm.

Radiometriskā izšķirtspēja

Signāla līmeņu skaits, ko sensors var reģistrēt. Parasti svārstās no 8 līdz 14 bitiem, kas nodrošina no 256 līdz 16 384 līmeņiem. Šis raksturlielums ir atkarīgs arī no instrumenta trokšņa līmeņa.

Pagaidu atļauja

Satelīta biežums, kas šķērso interesējošo zonu. Tas ir vērtīgs attēlu sēriju izpētē, piemēram, meža dinamikas izpētē. Sākotnēji sērijveida analīze tika veikta militārās izlūkošanas vajadzībām, jo ​​īpaši, lai izsekotu infrastruktūras izmaiņām un ienaidnieka kustībām.

Lai izveidotu precīzas kartes, kuru pamatā ir attālās uzrādes dati, ir nepieciešama transformācija, lai novērstu ģeometriskos kropļojumus. Zemes virsmas attēls ar ierīci, kas vērsta tieši uz leju, satur neizkropļotu attēlu tikai attēla centrā. Virzoties uz malām, attālumi starp attēla punktiem un atbilstošie attālumi uz Zemes kļūst arvien atšķirīgi. Šādu izkropļojumu korekcija tiek veikta fotogrammetrijas procesā. Kopš 90. gadu sākuma lielākā daļa komerciālo satelītattēlu ir pārdoti jau laboti.

Turklāt var būt nepieciešama radiometriskā vai atmosfēras korekcija. Radiometriskā korekcija pārvērš diskrētos signāla līmeņus, piemēram, no 0 līdz 255, to patiesajās fiziskajās vērtībās. Atmosfēras korekcija novērš spektrālos traucējumus, ko rada atmosfēras klātbūtne.