Sergei Revnivykh, zástupca vedúceho riaditeľstva GLONASS, riaditeľ oddelenia vývoja systému GLONASS informačných satelitných systémov OJSC pomenovaného po V.I. Akademik M.F. Rešetnev"

Možno neexistuje jediný sektor hospodárstva, kde by sa už nepoužívali technológie satelitnej navigácie – od všetkých druhov dopravy až po poľnohospodárstvo. A oblasti použitia sa neustále rozširujú. Okrem toho prijímacie zariadenia väčšinou prijímajú signály z najmenej dvoch globálnych navigačných systémov - GPS a GLONASS.

Stav vydania

Náhodou sa stalo, že využitie GLONASS vo vesmírnom priemysle v Rusku nie je také veľké, ako by sa dalo očakávať, vzhľadom na skutočnosť, že hlavným vývojárom systému GLONASS je Roskosmos. Áno, mnohé z našich kozmických lodí, nosičov a horných stupňov už majú prijímače GLONASS ako súčasť svojho palubného vybavenia. Ale zatiaľ sú to buď pomocné prostriedky, alebo sa používajú ako súčasť užitočného zaťaženia. Doteraz sa na vykonávanie meraní trajektórie, na určovanie obežných dráh kozmických lodí v blízkosti Zeme, na synchronizáciu vo väčšine prípadov používajú pozemné prostriedky veliteľsko-meracieho komplexu, z ktorých mnohé už dávno vyčerpali svoje zdroje. Meracie prístroje sú navyše umiestnené na území Ruskej federácie, čo neumožňuje globálne pokrytie celej trajektórie kozmických lodí, čo ovplyvňuje presnosť obežnej dráhy. Použitie navigačných prijímačov GLONASS ako súčasti štandardného palubného vybavenia na meranie trajektórie umožní získať presnosť obežnej dráhy nízkoobežných kozmických lodí (tvoria hlavnú časť orbitálnej konštelácie) na úrovni 10 centimetrov v ktoromkoľvek bode obežnej dráhy v reálnom čase. Zároveň nie je potrebné zapájať prostriedky veliteľsko-meracieho komplexu do vykonávania meraní trajektórie, vynakladať finančné prostriedky na zabezpečenie ich výkonu a údržbu personálu. Na riešenie problémov s plánovaním stačí mať jednu alebo dve stanice na príjem navigačných informácií z dosky a ich prenos do riadiaceho strediska letu. Tento prístup mení celú stratégiu balistickej a navigačnej podpory. Táto technológia je však už vo svete celkom dobre rozvinutá a nie je nijako zvlášť náročná. Vyžaduje si to len rozhodnutie prejsť na takúto technológiu.

Značný počet kozmických lodí na nízkej obežnej dráhe sú satelity na diaľkový prieskum Zeme a riešenie vedeckých problémov. S rozvojom technológií a prostriedkov pozorovania, zvyšovaním rozlíšenia, sa zvyšujú požiadavky na presnosť väzby prijatých cieľových informácií na satelitné súradnice v čase streľby. V a posteriori režime na spracovanie obrázkov a vedeckých údajov je v mnohých prípadoch potrebné poznať presnosť obežnej dráhy na úrovni centimetrov.

Pre kozmické lode špeciálnej geodetickej triedy (ako Lageos, Etalon), ktoré sú špeciálne navrhnuté na riešenie základných problémov štúdia Zeme a zdokonaľovania modelov pohybu kozmických lodí, sa už dosiahla presnosť na centimetre. Musíme však mať na pamäti, že tieto vozidlá lietajú mimo atmosféry a majú guľový tvar, aby sa minimalizovala neistota porúch slnečného tlaku. Na meranie trajektórie sa využíva globálna medzinárodná sieť laserových diaľkomerov, ktorá nie je lacná a prevádzka prostriedkov je značne závislá od poveternostných podmienok.

Diaľkové prieskumné a vedecké kozmické lode lietajú hlavne vo výškach do 2000 km, majú zložitý geometrický tvar a v plnom rozsahu pociťujú poruchy z atmosféry a slnečného tlaku. Nie vždy je možné využiť laserové zariadenia medzinárodných služieb. Preto je úloha získať obežné dráhy takýchto satelitov s centimetrovou presnosťou veľmi náročná. Vyžaduje sa použitie špeciálnych pohybových modelov a metód spracovania informácií. Za posledných 10-15 rokov sa vo svetovej praxi dosiahol významný pokrok pri riešení takýchto problémov pomocou palubných vysoko presných navigačných prijímačov GNSS (hlavne GPS). Priekopníkom v tejto oblasti bola družica Topex-Poseidon (spoločný projekt NASA-CNES, 1992-2005, výška 1 336 km, sklon 66), ktorej presnosť dráhy bola pred 20 rokmi poskytovaná na úrovni 10 cm (2,5 cm na polomer) .

V nasledujúcom desaťročí plánuje Ruská federácia vypustiť pomerne veľa kozmických lodí s diaľkovým prieskumom, aby vyriešila aplikované problémy na rôzne účely. Najmä pre množstvo vesmírnych systémov sa vyžaduje väzba cieľových informácií s veľmi vysokou presnosťou. Ide o úlohy prieskumu, mapovania, monitorovania ľadových stavov, mimoriadnych udalostí, meteorológie, ako aj množstvo zásadných vedeckých úloh v oblasti štúdia Zeme a oceánov, budovania vysoko presného dynamického modelu geoidu, v. -presné dynamické modely ionosféry a atmosféry. Presnosť polohy kozmickej lode sa už vyžaduje poznať na úrovni centimetrov počas celej obežnej dráhy. Hovoríme o aposteriórnej presnosti.

To je už pre vesmírnu balistiku náročná úloha. Možno jediný spôsob, ktorý môže poskytnúť riešenie tohto problému, je použitie meraní z palubného navigačného prijímača GNSS a zodpovedajúcich prostriedkov na vysoko presné spracovanie navigačných informácií na zemi. Vo väčšine prípadov ide o kombinovaný prijímač pracujúci na systémoch GPS a GLONASS. V niektorých prípadoch môžu byť predložené požiadavky na používanie iba systému GLONASS.

Experiment na vysoko presné určovanie obežných dráh pomocou GLONASS

Na riešenie geodetických a geodynamických problémov na zemskom povrchu je u nás dobre vyvinutá technológia získavania vysoko presných súradníc pomocou navigačných prijímačov geodetickej triedy. Ide o technológiu takzvaného vysoko presného polohovania (presné polohovanie bodu). Funkcia technológie je nasledovná:

* na spracovanie meraní navigačného prijímača, ktorých súradnice je potrebné špecifikovať, sa nepoužívajú informácie z navigačných rámcov signálov GNSS. Navigačné signály sa používajú iba na meranie vzdialenosti, primárne založené na meraniach nosnej fázy signálu;

* Ako efemérne časové informácie navigačných kozmických lodí sa používajú vysoko presné orbity a korekcie palubných hodín, ktoré sa získavajú na základe nepretržitého spracovania meraní globálnej siete staníc na príjem navigačných signálov GNSS. V súčasnosti sa väčšinou používajú riešenia medzinárodnej služby GNSS (IGS);

* merania navigačného prijímača, ktorých súradnice sa majú určiť, sa spracúvajú spolu s vysoko presnými informáciami o efemeridovom čase pomocou špeciálnych metód spracovania.

V dôsledku toho je možné získať súradnice prijímača (fázový stred antény prijímača) s presnosťou niekoľkých centimetrov.

Na riešenie vedeckých problémov, ako aj problémov so správou pôdy, katastrami a výstavbou v Rusku už niekoľko rokov existujú a sú široko používané. Zároveň autor doteraz nemal žiadne informácie o prostriedkoch, ktoré dokážu vyriešiť problémy s vysokou presnosťou určovania obežných dráh kozmických lodí s nízkou obežnou dráhou.

Iniciatívny experiment uskutočnený pred niekoľkými mesiacmi ukázal, že máme prototypy takýchto nástrojov a možno ich použiť na vytvorenie štandardných priemyselných nástrojov na vysoko presnú balistickú a navigačnú podporu pre kozmické lode na nízkej obežnej dráhe.

Výsledkom experimentu bola potvrdená možnosť využitia existujúcich prototypov na vysoko presné určenie obežnej dráhy nízkoobežných kozmických lodí na úrovni niekoľkých centimetrov.

Pre experiment bola vybraná domáca kozmická loď s diaľkovým prieskumom Zeme „Resurs-P“ č. 1 (kruhová synchrónna dráha so slnkom s priemernou výškou 475 km.), vybavená kombinovaným navigačným prijímačom GLONASS/GPS. Na potvrdenie výsledku sa zopakovalo spracovanie údajov pre geodetickú kozmickú loď GRACE (spoločný projekt NASA a DLR, 2002-2016, výška 500 km, sklon 90), na palube ktorej boli nainštalované prijímače GPS. Vlastnosti experimentu sú nasledovné:

* na posúdenie schopností systému GLONASS určiť dráhu kozmickej lode Resurs-P (celkový pohľad je na obr. 1) boli použité iba merania systému GLONASS (4 sady palubných navigačných prijímačov vyvinutých JSC RIRV);

* na získanie obežnej dráhy kozmickej lode systému GRACE (celkový pohľad je na obr. 2) boli použité iba merania GPS (merania sú voľne dostupné);

* Ako pomocné informácie boli použité vysoko presné korekcie efemerid a palubných hodín navigačných satelitov GLONASS a GPS, ktoré boli získané na IAC KVNO TsNIIMash na základe spracovania meraní zo staníc globálnej siete IGS (údaje sú voľne dostupné) . Posúdenie správnosti týchto údajov službou IGS je znázornené na obr. 3 a má cca 2,5 cm Umiestnenie globálnej siete GLONASS/GPS staníc služby IGS je znázornené na obr. 4;

* modelová vzorka hardvérového a softvérového komplexu, ktorá poskytuje vysoko presné určenie obežnej dráhy kozmických lodí na nízkej obežnej dráhe (iniciatíva vývoja CJSC GEO-TsUP). Vzorka tiež poskytuje dekódovanie meraní palubných prijímačov kozmickej lode Resurs-P pomocou vysoko presných informácií o efemeridovom čase a berúc do úvahy vlastnosti činnosti relácie palubných prijímačov. Modelová vzorka bola testovaná podľa meraní systému kozmickej lode GRACE.

Ryža. 1. Celkový pohľad na vesmírnu loď Resurs-P.

Ryža. Obr. 2. Celkový pohľad na kozmickú loď systému GRACE.

Ryža. 3. Odhad presnosti efemeríd IAC KVNO TsNIIMash službou IGS. Presnosť asistenčných efemeridových informácií navigačných satelitov GLONASS (označenie - IAC, tmavomodré bodky na grafe) je 2,5 cm.

Ryža. 4. Umiestnenie globálnej siete staníc GLONASS/GPS medzinárodnej služby IGS (zdroj - http://igscb.jpl.nasa.gov/network/iglos.html).

V dôsledku experimentu sa dosiahol bezprecedentný výsledok pre domácu balistickú a navigačnú podporu kozmických lodí na nízkej obežnej dráhe:

* S prihliadnutím na pomocné informácie a reálne merania palubných navigačných prijímačov kozmickej lode Resurs-P bola vysoko presná obežná dráha tejto kozmickej lode s presnosťou 8-10 cm získaná len z meraní GLONASS (pozri obr. 5) .

* Na potvrdenie výsledku v priebehu experimentu boli uskutočnené podobné výpočty pre geodetické kozmické lode systému GRACE, avšak s použitím GPS meraní (pozri obr. 6). Presnosť obežnej dráhy týchto kozmických lodí bola dosiahnutá na úrovni 3-5 cm, čo sa plne zhoduje s výsledkami popredných analytických centier služby IGS.

Ryža. Obr. 5. Presnosť obežnej dráhy vesmírnej lode Resurs-P získaná z meraní GLONASS len s použitím pomocných informácií, odhadnutých z meraní štyroch sád palubných navigačných prijímačov.

Ryža. Obr. 6. Presnosť obežnej dráhy GRACE-B získaná iba z meraní GPS pomocou pomocných informácií.

systém ANNKA prvej etapy

Na základe výsledkov experimentu objektívne vyplývajú tieto závery:

V Rusku existuje značné zaostávanie domáceho vývoja pri riešení problémov vysoko presného určovania obežných dráh kozmických lodí s nízkou obežnou dráhou na konkurenčnej úrovni so zahraničnými strediskami spracovania informácií. Na základe týchto podkladov si vytvorenie stáleho priemyselného balistického centra na riešenie takýchto problémov nebude vyžadovať veľké výdavky. Toto centrum bude schopné poskytovať služby pre vysoko presné určovanie obežných dráh akýchkoľvek satelitov diaľkového prieskumu Zeme vybavených satelitným navigačným zariadením GLONASS a/alebo GLONASS/GPS všetkým zainteresovaným organizáciám, ktoré potrebujú prepojiť informácie zo satelitov diaľkového prieskumu so súradnicami. V budúcnosti sa dajú využiť aj merania čínskeho systému BeiDou a európskeho Galilea.

Prvýkrát sa ukazuje, že pomocou meraní GLONASS pri riešení problémov s vysokou presnosťou je možné zabezpečiť, aby presnosť riešení nebola prakticky horšia ako pri použití meraní GPS. Konečná presnosť závisí najmä od presnosti informácie o asistujúcich efemeridách a presnosti znalostí o pohybovom modeli kozmickej lode na nízkej obežnej dráhe.

Prezentácia výsledkov domácich systémov diaľkového prieskumu Zeme s vysoko presným odkazovaním na súradnice dramaticky zvýši jeho význam a konkurencieschopnosť (s prihliadnutím na rast a trhovú cenu) na globálnom trhu s výsledkami diaľkového prieskumu Zeme.

Na vytvorenie prvej etapy systému asistovanej navigácie pre SC LEO (kódové označenie - systém ANNKA) v Ruskej federácii sú teda k dispozícii všetky komponenty (alebo sú vo výstavbe):

* má vlastný základný špeciálny softvér, ktorý vám umožňuje prijímať vysoko presné informácie o efemeridovom čase bez ohľadu na operátorov GLONASS a GPS;

* existuje prototyp špeciálneho softvéru, na základe ktorého možno v čo najkratšom čase vytvoriť štandardný hardvérovo-softvérový komplex na určovanie obežných dráh kozmických lodí s nízkou obežnou dráhou s presnosťou na centimetre;

* existujú domáce vzorky palubných navigačných prijímačov, ktoré umožňujú vyriešiť problém s takou presnosťou;

* Roskosmos vytvára vlastnú globálnu sieť staníc na príjem navigačných signálov GNSS.

Architektúra systému ANNKA pre realizáciu prvej etapy (režim a posteriori) je znázornená na obr. 7.

Funkcie systému sú nasledovné:

* príjem meraní z globálnej siete do centra spracovania informácií systému ANNKA;

* vytvorenie vysoko presných efemerid pre navigačné satelity systémov GLONASS a GPS (v budúcnosti - pre systémy BeiDou a Galileo) v centre ANNKA;

* príjem meraní palubného satelitného navigačného zariadenia inštalovaného na palube kozmickej lode na diaľkové snímanie na nízkej obežnej dráhe a ich prenos do centra ANNKA;

* výpočet vysoko presnej obežnej dráhy družice diaľkového prieskumu Zeme v centre ANNKA;

* prenos vysoko presnej obežnej dráhy satelitu ERS do centra spracovania údajov pozemného špeciálneho komplexu systému ERS.

Systém je možné vytvoriť v čo najkratšom čase aj v rámci existujúcich aktivít federálneho cieľového programu údržby, rozvoja a používania systému GLONASS.

Ryža. Obr. 7. Architektúra systému ANNKA v prvom stupni (režim a posteriori), ktorý zabezpečuje určenie obežných dráh nízkoobežných kozmických lodí na úrovni 3-5 cm.

Ďalší vývoj

Ďalší vývoj systému ANNKA v smere implementácie režimu vysoko presného určovania a predpovedania obežnej dráhy nízkoobežných kozmických lodí v reálnom čase na palube môže radikálne zmeniť celú ideológiu balistickej a navigačnej podpory takýchto satelitov a úplne opustiť použitie pozemných meraní veliteľského a meracieho komplexu. Ťažko povedať o koľko, ale prevádzkové náklady na balistickú a navigačnú podporu sa výrazne znížia, vzhľadom na platbu za prácu pozemných zariadení a personálu.

V Spojených štátoch NASA vytvorila takýto systém pred viac ako 10 rokmi na základe komunikačného satelitného systému pre riadenie kozmickej lode TDRSS a globálneho vysoko presného navigačného systému GDGPS vytvoreného ešte skôr. Systém dostal názov TASS. Poskytuje pomocné informácie všetkým vedeckým kozmickým lodiam a satelitom diaľkového prieskumu na nízkych obežných dráhach s cieľom riešiť na palube úlohy určovania obežných dráh v reálnom čase na úrovni 10-30 cm.

Architektúra systému ANNKA na druhom stupni, ktorý poskytuje riešenie problémov určovania dráh na palube s presnosťou 10-30 cm v reálnom čase, je znázornená na obr. 8:

Funkcie systému ANNKA na druhom stupni sú nasledovné:

* príjem meraní zo staníc pre príjem GNSS navigačných signálov globálnej siete v reálnom čase do centra spracovania dát ANNKA;

* vytváranie vysoko presných efemerid pre navigačné satelity systémov GLONASS a GPS (v budúcnosti - pre systémy BeiDou a Galileo) v centre ANNKA v reálnom čase;

* označte vysoko presné efemeridy na relé komunikačných systémov kozmickej lode (trvale, v reálnom čase);

* prenos vysoko presných efemerid (pomocných informácií) pomocou prenosových satelitov pre satelity diaľkového snímania na nízkej obežnej dráhe;

* Získanie veľmi presnej polohy kozmickej lode na diaľkové snímanie na palube pomocou špeciálneho satelitného navigačného zariadenia schopného spracovať prijaté navigačné signály GNSS spolu s pomocnými informáciami;

* prenos informácií o cieli s vysoko presnou väzbou do centra spracovania údajov pozemného špeciálneho komplexu diaľkového snímania.

Ryža. Obr. 8. Architektúra systému ANNKA na druhom stupni (režim reálneho času), ktorý zabezpečuje určenie dráh nízkoobežných kozmických lodí na úrovni 10-30 cm v reálnom čase na palube.

Analýza existujúcich schopností, experimentálne výsledky ukazujú, že Ruská federácia má dobrý začiatok na vytvorenie systému vysoko presnej asistovanej navigácie kozmických lodí na nízkej obežnej dráhe, čo výrazne zníži náklady na správu týchto vozidiel a zníži počet nevybavených vesmírne veľmoci v oblasti vysoko presnej navigácie kozmických lodí pri riešení naliehavých problémov.vedecké a aplikované problémy. Aby sme urobili potrebný krok vo vývoji technológie riadenia kozmických lodí na nízkej obežnej dráhe, je potrebné urobiť len vhodné rozhodnutie.

Systém ANNKA prvej etapy je možné vytvoriť v čo najkratšom čase s minimálnymi nákladmi.

Na prechod do druhej fázy bude potrebné zaviesť súbor opatrení, ktoré by sa mali zabezpečiť v rámci štátnych alebo federálnych cielených programov:

* vytvorenie špeciálneho komunikačného satelitného systému na zabezpečenie nepretržitého riadenia blízkozemských kozmických lodí, či už na geostacionárnej dráhe alebo na naklonených geosynchrónnych dráhach;

* modernizácia hardvérovo-softvérového komplexu na vytváranie pomocných efemeridových informácií v reálnom čase;

* dokončenie vytvorenia ruskej globálnej siete staníc na príjem navigačných signálov GNSS;

* vývoj a organizácia výroby palubných navigačných prijímačov schopných spracovať navigačné signály GNSS spolu s asistenčnými informáciami v reálnom čase.

Realizácia týchto opatrení je vážna, ale celkom realizovateľná práca. Môžu ho vykonávať podniky ORSC, berúc do úvahy už plánované aktivity v rámci Federálneho vesmírneho programu a v rámci Federálneho cieľového programu pre údržbu, rozvoj a používanie systému GLONASS, s výhradou príslušných úprav. Odhad nákladov na jeho vytvorenie a ekonomický efekt je nevyhnutnou etapou, ktorú je potrebné urobiť s prihliadnutím na plánované projekty na vytvorenie vesmírnych systémov pre diaľkový prieskum Zeme, satelitných komunikačných systémov, vesmírnych systémov a komplexov na vedecké účely. Je absolútna istota, že tieto náklady budú opodstatnené.

Na záver autor vyjadruje úprimnú vďaku popredným špecialistom v oblasti domácej satelitnej navigácie Arkady Tyulakovovi, Vladimirovi Mitrikasovi, Dmitrijovi Fedorovovi, Ivanovi Skakunovi za zorganizovanie experimentu a poskytnutie materiálov pre tento článok, medzinárodnej službe IGS a jej vedúcim - Ursovi Hugentoblovi a Ruth Nilan - za možnosť naplno využiť merania globálnej siete staníc na príjem navigačných signálov, ako aj všetkým, ktorí pomáhali a nezasahovali.

Satelit diaľkového prieskumu „Resurs-P“

Diaľkový prieskum Zeme (ERS) je pozorovanie povrchu leteckými a vesmírnymi prostriedkami vybavenými rôznymi typmi zobrazovacích zariadení. Pracovný rozsah vlnových dĺžok prijímaných zobrazovacím zariadením sa pohybuje od zlomkov mikrometra (viditeľné optické žiarenie) po metre (rádiové vlny). Metódy ozvučenia môžu byť pasívne, to znamená využívajúce prirodzené odrazené alebo sekundárne tepelné žiarenie predmetov na zemskom povrchu, v dôsledku slnečnej aktivity, a aktívne - využívajúce stimulované žiarenie predmetov iniciované umelým zdrojom smerového pôsobenia. Údaje diaľkového prieskumu Zeme získané pomocou (KA) sa vyznačujú veľkou mierou závislosti od priehľadnosti atmosféry. Preto kozmická loď používa viackanálové pasívne a aktívne vybavenie, ktoré deteguje elektromagnetické žiarenie v rôznych rozsahoch.

Zariadenie na diaľkové snímanie prvej kozmickej lode vypustenej v 60. až 70. rokoch 20. storočia. bol koľajového typu - priemet meracej plochy na zemský povrch bol čiarový. Neskôr sa objavili a rozšírili zariadenia diaľkového snímania panoramatického typu - skenery, ktorých projekcia meranej plochy na zemský povrch je pás.

Kozmické lode na diaľkové snímanie Zeme sa používajú na štúdium prírodných zdrojov Zeme a riešenie meteorologických problémov. Kozmické lode na štúdium prírodných zdrojov sú vybavené hlavne optickým alebo radarovým zariadením. Výhodou toho druhého je, že umožňuje pozorovanie zemského povrchu kedykoľvek počas dňa, bez ohľadu na stav atmosféry.

všeobecný prehľad

Diaľkový prieskum Zeme je metóda získavania informácií o objekte alebo jave bez priameho fyzického kontaktu s týmto objektom. Diaľkový prieskum Zeme je podmnožinou geografie. V modernom zmysle sa tento výraz vzťahuje najmä na vzdušné alebo vesmírne snímacie technológie na účely detekcie, klasifikácie a analýzy objektov na zemskom povrchu, ako aj atmosféry a oceánu pomocou šírených signálov (napríklad elektromagnetického žiarenia). Delia sa na aktívny (signál najskôr vyšle lietadlo alebo vesmírna družica) a pasívny diaľkový prieskum zeme (zaznamenáva sa len signál z iných zdrojov, napr. slnečného žiarenia).

Pasívne snímače diaľkového snímania registrujú signál vysielaný alebo odrazený objektom alebo priľahlým územím. Odrazené slnečné svetlo je najčastejšie používaným zdrojom žiarenia zaznamenávaným pasívnymi senzormi. Príklady pasívneho diaľkového prieskumu Zeme sú digitálna a filmová fotografia, použitie infračerveného žiarenia, CCD a rádiometrov.

Aktívne zariadenia zas vysielajú signál za účelom skenovania objektu a priestoru, po ktorom je senzor schopný detekovať a merať žiarenie odrazené alebo vytvorené spätným rozptylom snímaného cieľa. Príkladmi aktívnych snímačov diaľkového snímania sú radar a lidar, ktoré merajú časové oneskorenie medzi vyslaním a registráciou vráteného signálu, čím určujú polohu, rýchlosť a smer objektu.

Diaľkový prieskum zeme poskytuje možnosť získať údaje o nebezpečných, ťažko dostupných a rýchlo sa pohybujúcich objektoch a tiež umožňuje vykonávať pozorovania na rozsiahlych plochách terénu. Príklady aplikácií diaľkového prieskumu zahŕňajú monitorovanie odlesňovania (napríklad v Amazónii), ľadovcových podmienok v Arktíde a Antarktíde a meranie hĺbky oceánu pomocou mnohých. Diaľkový prieskum Zeme tiež nahrádza drahé a relatívne pomalé metódy zberu informácií z povrchu Zeme, pričom zároveň zaručuje nezasahovanie človeka do prírodných procesov na sledovaných územiach či objektoch.

So sondou na obežnej dráhe sú vedci schopní zbierať a prenášať údaje v rôznych pásmach elektromagnetického spektra, ktoré v kombinácii s väčšími vzdušnými a pozemnými meraniami a analýzami poskytujú potrebný rozsah údajov na monitorovanie súčasných javov a trendov, ako je napr. Niño a iné.prírodné javy z krátkodobého aj dlhodobého hľadiska. Diaľkový prieskum zeme má aplikovaný význam aj v oblasti geovied (napríklad manažment prírody), poľnohospodárstva (využívanie a ochrana prírodných zdrojov), národnej bezpečnosti (monitorovanie prihraničných oblastí).

Techniky získavania údajov

Hlavným cieľom multispektrálnych štúdií a analýzy získaných údajov sú objekty a územia, ktoré vyžarujú energiu, čo umožňuje ich odlíšenie od pozadia prostredia. Stručný prehľad satelitných systémov diaľkového prieskumu Zeme nájdete v prehľadnej tabuľke.

Najvhodnejším obdobím na získavanie údajov z metód diaľkového prieskumu Zeme je spravidla letný čas (najmä v týchto mesiacoch je slnko v najväčšom uhle nad horizontom a dĺžka dňa je najdlhšia). Výnimkou z tohto pravidla je získavanie údajov pomocou aktívnych senzorov (napr. Radar, Lidar), ako aj tepelných údajov v rozsahu dlhých vlnových dĺžok. Pri termovízii, pri ktorej senzory merajú tepelnú energiu, je lepšie využiť časové obdobie, kedy je rozdiel medzi teplotou zeme a teplotou vzduchu najväčší. Najlepší čas na tieto metódy je teda počas chladnejších mesiacov, ako aj niekoľko hodín pred úsvitom kedykoľvek počas roka.

Okrem toho je potrebné vziať do úvahy niekoľko ďalších úvah. Pomocou radaru je napríklad nemožné získať obraz holého povrchu zeme s hustou snehovou pokrývkou; to isté sa dá povedať o lidare. Tieto aktívne senzory sú však necitlivé na svetlo (alebo jeho nedostatok), vďaka čomu sú vynikajúcou voľbou pre aplikácie s veľkou zemepisnou šírkou (napríklad). Okrem toho sú radar aj lidar schopné (v závislosti od použitých vlnových dĺžok) zachytávať povrchové snímky pod korunou lesa, čo ich robí užitočnými pre aplikácie v oblastiach so silnou vegetáciou. Na druhej strane, spektrálne metódy získavania dát (ako stereo zobrazovanie, tak aj multispektrálne metódy) sú použiteľné hlavne počas slnečných dní; údaje zozbierané pri slabom osvetlení majú tendenciu mať nízku úroveň signálu/šumu, čo sťažuje ich spracovanie a interpretáciu. Okrem toho, zatiaľ čo stereo zobrazovanie je schopné zobraziť a identifikovať vegetáciu a ekosystémy, nie je možné pomocou tejto metódy (rovnako ako pri multispektrálnom snímaní) preniknúť do koruny stromov a získať snímky zemského povrchu.

Aplikácia diaľkového prieskumu Zeme

Diaľkový prieskum Zeme sa najčastejšie využíva v poľnohospodárstve, geodézii, mapovaní, monitorovaní povrchu zeme a oceánu, ako aj vrstiev atmosféry.

poľnohospodárstvo

Pomocou satelitov je možné získať snímky jednotlivých polí, krajov a okresov s určitou cyklickosťou. Používatelia môžu získať cenné informácie o stave pôdy, vrátane identifikácie plodín, určenia plochy plodín a stavu plodín. Satelitné dáta slúžia na presné riadenie a sledovanie výsledkov farmárčenia na rôznych úrovniach. Tieto údaje možno použiť na optimalizáciu farmy a priestorové riadenie technických operácií. Snímky môžu pomôcť určiť umiestnenie plodín a rozsah vyčerpania pôdy a potom sa môžu použiť na vývoj a implementáciu plánu úpravy na lokálnu optimalizáciu používania poľnohospodárskych chemikálií. Hlavné poľnohospodárske aplikácie diaľkového snímania sú nasledovné:

• vegetácia:
  • klasifikácia druhov plodín
  • hodnotenie stavu plodín (monitorovanie poľnohospodárskych plodín, hodnotenie škôd)
  • hodnotenie výnosu

• pôda
  • zobrazenie vlastností pôdy
  • zobrazenie typu pôdy
  • erózia pôdy
  • vhlkosť pôdy
  • mapovanie postupov obrábania pôdy

Monitoring lesného porastu

Diaľkový prieskum zeme sa používa aj na monitorovanie lesného porastu a identifikáciu druhov. Takto získané mapy môžu pokryť veľkú plochu, pričom zobrazujú podrobné merania a charakteristiky územia (druh stromov, výška, hustota). Pomocou údajov diaľkového prieskumu Zeme je možné definovať a vymedziť rôzne typy lesov, čo by bolo ťažké dosiahnuť tradičnými metódami na povrchu terénu. Údaje sú dostupné v rôznych mierkach a rozlíšení, aby vyhovovali miestnym alebo regionálnym požiadavkám. Požiadavky na detailnosť zobrazenia terénu závisia od mierky štúdie. Na zobrazenie zmien v lesnom poraste (textúra, hustota listov) použite:

• multispektrálne snímky: na presnú identifikáciu druhov sú potrebné údaje s veľmi vysokým rozlíšením

• opakovane použiteľné snímky toho istého územia sa používajú na získanie informácií o sezónnych zmenách rôznych typov

• stereofoto - na rozlíšenie druhov, posúdenie hustoty a výšky stromov. Stereo fotografie poskytujú jedinečný pohľad na lesný porast, prístupný len prostredníctvom technológie diaľkového prieskumu Zeme.

• Radary sú široko používané vo vlhkých trópoch kvôli ich schopnosti získavať snímky za každého počasia.

• Lidar umožňuje získať 3-rozmernú štruktúru lesa, odhaliť zmeny výšky zemského povrchu a objektov na ňom. Údaje z Lidaru pomáhajú odhadnúť výšku stromov, plochy koruny a počet stromov na jednotku plochy.

Monitorovanie povrchu

Monitorovanie povrchu je jednou z najdôležitejších a typických aplikácií diaľkového prieskumu Zeme. Získané údaje sa využívajú pri zisťovaní fyzického stavu zemského povrchu, ako sú lesy, pasienky, povrchy ciest a pod., vrátane výsledkov ľudskej činnosti, ako je krajina v priemyselných a obytných oblastiach, stav poľnohospodárskych oblastí, stav poľnohospodárskych plôch a pod. atď. Najprv by sa mal vytvoriť systém klasifikácie krajinnej pokrývky, ktorý zvyčajne zahŕňa úrovne a triedy krajiny. Úrovne a triedy by sa mali vypracovať s prihliadnutím na účel použitia (národný, regionálny alebo miestny), priestorové a spektrálne rozlíšenie údajov diaľkového prieskumu zeme, požiadavku používateľa atď.

Zisťovanie zmien stavu zemského povrchu je nevyhnutné pre aktualizáciu máp krajinnej pokrývky a racionalizáciu využívania prírodných zdrojov. Zmeny sa zvyčajne detegujú pri porovnávaní viacerých snímok obsahujúcich viacero úrovní údajov a v niektorých prípadoch pri porovnávaní starých máp a aktualizovaných snímok diaľkového snímania.

• sezónne zmeny: poľnohospodárska pôda a listnaté lesy sa sezónne menia

• ročná zmena: zmeny v povrchu pôdy alebo vo využívaní pôdy, ako sú oblasti odlesňovania alebo rozrastania miest

Informácie o povrchu krajiny a zmenách krajinnej pokrývky sú nevyhnutné na stanovenie a implementáciu politík ochrany životného prostredia a možno ich použiť s inými údajmi na vykonávanie zložitých výpočtov (napr. riziká erózie).

Geodézia

Zber geodetických údajov zo vzduchu sa prvýkrát použil na detekciu ponoriek a získanie údajov o gravitácii používaných na zostavenie vojenských máp. Tieto údaje predstavujú úrovne okamžitých porúch zemského gravitačného poľa, ktoré možno použiť na určenie zmien v rozložení zemskej hmoty, čo zase môže byť potrebné pre rôzne geologické štúdie.

Akustické a takmer akustické aplikácie

• Sonar: pasívny sonar, registruje zvukové vlny prichádzajúce z iných predmetov (loď, veľryba atď.); aktívny sonar, vydáva impulzy zvukových vĺn a registruje odrazený signál. Používa sa na detekciu, lokalizáciu a meranie parametrov podvodných objektov a terénu.

• Seizmografy sú špeciálne meracie zariadenie, ktoré sa používa na detekciu a záznam všetkých typov seizmických vĺn. Pomocou seizmogramov nasnímaných na rôznych miestach určitého územia je možné určiť epicentrum zemetrasenia a zmerať jeho amplitúdu (po jeho výskyte) porovnaním relatívnych intenzít a presného času oscilácií.

• Ultrazvuk: ultrazvukové senzory, ktoré vysielajú vysokofrekvenčné impulzy a zaznamenávajú odrazený signál. Používa sa na detekciu vĺn na vode a určenie hladiny vody.

Pri koordinácii série pozorovaní vo veľkom meradle závisí väčšina sondážnych systémov od nasledujúcich faktorov: umiestnenie platformy a orientácia senzorov. Kvalitné prístroje v súčasnosti často využívajú polohové informácie zo satelitných navigačných systémov. Otočenie a orientáciu často určujú elektronické kompasy s presnosťou približne jeden až dva stupne. Kompasy dokážu merať nielen azimut (t. j. stupeň odchýlky od magnetického severu), ale aj nadmorskú výšku (odchýlku od hladiny mora), keďže smer magnetického poľa voči Zemi závisí od zemepisnej šírky, v ktorej sa pozorovanie uskutočňuje. Pre presnejšiu orientáciu je potrebné použiť inerciálnu navigáciu, s periodickými korekciami rôznymi metódami, vrátane navigácie podľa hviezd alebo známych orientačných bodov.

Prehľad hlavných prístrojov diaľkového snímania

• Radary sa používajú najmä pri riadení letovej prevádzky, včasnom varovaní, monitorovaní lesného porastu, poľnohospodárstve a rozsiahlych meteorologických údajoch. Dopplerov radar používajú orgány činné v trestnom konaní na sledovanie rýchlosti vozidiel, ako aj na získavanie meteorologických údajov o rýchlosti a smere vetra, polohe a intenzite zrážok. Medzi ďalšie typy prijatých informácií patria údaje o ionizovanom plyne v ionosfére. Interferometrický radar s umelou apertúrou sa používa na získanie presných digitálnych výškových modelov veľkých oblastí terénu.

• Laserové a radarové výškomery na satelitoch poskytujú široké spektrum údajov. Meraním zmien hladiny oceánu spôsobených gravitáciou tieto prístroje zobrazujú vlastnosti morského dna s rozlíšením približne jednej míle. Meraním výšky a vlnovej dĺžky oceánskych vĺn pomocou výškomerov môžete zistiť rýchlosť a smer vetra, ako aj rýchlosť a smer povrchových morských prúdov.

• Ultrazvukové (akustické) a radarové senzory sa používajú na meranie hladiny mora, prílivu a odlivu, určenie smeru vĺn v pobrežných morských oblastiach.

• Technológia detekcie a merania svetla (LIDAR) je dobre známa pre svoje vojenské aplikácie, najmä pre navigáciu laserových projektilov. LIDAR sa používa aj na detekciu a meranie koncentrácie rôznych chemikálií v atmosfére, zatiaľ čo LIDAR na palube lietadla môže byť použitý na meranie výšky objektov a javov na zemi s väčšou presnosťou, ako je možné dosiahnuť pomocou radarovej technológie. Diaľkový prieskum vegetácie je tiež jednou z hlavných aplikácií LIDAR.

• Najbežnejšie používané prístroje sú rádiometre a fotometre. Zachytávajú odrazené a vyžarované žiarenie v širokom frekvenčnom rozsahu. Najbežnejšie sú viditeľné a infračervené senzory, nasledujú mikrovlnné, gama a menej často ultrafialové senzory. Tieto prístroje možno použiť aj na detekciu emisného spektra rôznych chemikálií, pričom poskytujú údaje o ich koncentrácii v atmosfére.

• Stereo snímky získané z leteckého snímkovania sa často používajú pri snímaní vegetácie na zemskom povrchu, ako aj pri konštrukcii topografických máp pri vývoji potenciálnych trás analýzou snímok terénu v kombinácii s modelovaním environmentálnych prvkov získaných zemným- založené metódy.

• Multispektrálne platformy ako Landsat sa aktívne využívajú od 70. rokov minulého storočia. Tieto nástroje sa používajú na vytváranie tematických máp snímaním snímok v niekoľkých vlnových dĺžkach elektromagnetického spektra (multispektrá) a zvyčajne sa používajú na satelitoch na pozorovanie Zeme. Príklady takýchto misií zahŕňajú program Landsat alebo satelit IKONOS. Mapy krajinnej pokrývky a využívania pôdy vytvorené tematickým mapovaním možno použiť na prieskum nerastov, zisťovanie a monitorovanie využívania pôdy, odlesňovanie a štúdium zdravia rastlín a plodín, vrátane rozsiahlych plôch poľnohospodárskej pôdy alebo zalesnených oblastí. Satelitné snímky Landsat používajú regulátori na monitorovanie parametrov kvality vody vrátane Secchiho hĺbky, hustoty chlorofylu a celkového fosforu. Meteorologické družice sa využívajú v meteorológii a klimatológii.

• Metóda spektrálneho zobrazovania vytvára obrazy, v ktorých každý pixel obsahuje kompletnú spektrálnu informáciu, zobrazujúcu úzke spektrálne rozsahy v rámci súvislého spektra. Spektrálne zobrazovacie zariadenia sa používajú na riešenie rôznych problémov, vrátane tých, ktoré sa používajú v mineralógii, biológii, vojenských záležitostiach a meraniach parametrov prostredia.

• Diaľkový prieskum zeme v rámci boja proti dezertifikácii umožňuje pozorovať oblasti, ktoré sú dlhodobo ohrozené, určiť faktory dezertifikácie, posúdiť hĺbku ich vplyvu a poskytnúť potrebné informácie tým, ktorí sú zodpovední za rozhodovanie o prijatie vhodných opatrení na ochranu životného prostredia.

Spracovanie dát

Pri diaľkovom prieskume Zeme sa spravidla používa spracovanie digitálnych údajov, pretože práve v tomto formáte sa aktuálne prijímajú údaje z diaľkového prieskumu Zeme. V digitálnom formáte je jednoduchšie spracovávať a uchovávať informácie. Dvojrozmerný obraz v jednom spektrálnom rozsahu môže byť reprezentovaný ako matica (dvojrozmerné pole) čísel ja (i, j), z ktorých každá predstavuje intenzitu žiarenia prijatého snímačom z prvku zemského povrchu, ktorá zodpovedá jednému obrazovému pixelu.

Obraz pozostáva z n x m pixelov, každý pixel má súradnice (i, j)– číslo riadku a číslo stĺpca. číslo ja (i, j)- celé číslo a nazýva sa úroveň sivej (alebo spektrálny jas) pixelu (i, j). Ak je obraz získaný v niekoľkých rozsahoch elektromagnetického spektra, potom je reprezentovaný trojrozmernou mriežkou pozostávajúcou z čísel ja (i, j, k), kde k– číslo spektrálneho kanála. Z matematického hľadiska nie je náročné spracovať digitálne dáta získané touto formou.

Aby bolo možné správne reprodukovať obraz, ale digitálne záznamy dodávané bodmi prijímajúcimi informácie potrebujú poznať formát záznamu (štruktúru údajov), ako aj počet riadkov a stĺpcov. Používajú sa štyri formáty, ktoré usporiadajú údaje takto:

• sekvencia zón ( Sekvenčné pásmo, BSQ);

• zóny sa striedajú, ale v radoch ( Band Interleaved by Line, BIL);
• zóny striedajúce sa po pixeloch ( Band Interleaved by Pixel, BIP);
• sekvencia zón s kompresiou informácií do súboru metódou skupinového kódovania (napríklad vo formáte jpg).

IN BSQ-formát každý obrázok zóny je obsiahnutý v samostatnom súbore. To je výhodné, keď nie je potrebné pracovať so všetkými zónami naraz. Jedna zóna je ľahko čitateľná a vizualizovaná, obrázky zóny je možné načítať v ľubovoľnom poradí.

IN BIL-formátúdaje zóny sa zapisujú do jedného súboru riadok po riadku, pričom zóny sa prekladajú na riadky: 1. riadok 1. zóny, 1. riadok 2. zóny, ..., 2. riadok 1. zóny, 2. riadok 2. zóna atď. Toto nahrávanie je výhodné, keď sú všetky zóny analyzované súčasne.

IN BIP-formát zónové hodnoty spektrálneho jasu každého pixelu sa ukladajú postupne: najprv hodnoty prvého pixelu v každej zóne, potom hodnoty druhého pixelu v každej zóne atď. Tento formát je nazývané kombinované. Je to výhodné pri vykonávaní spracovania po pixeloch viaczónového obrazu, napríklad v klasifikačných algoritmoch.

Skupinové kódovanie používa sa na zníženie množstva rastrových informácií. Takéto formáty sú vhodné na ukladanie veľkých snímok, na prácu s nimi potrebujete nástroj na rozbaľovanie údajov.

Obrazové súbory sa zvyčajne dodávajú s nasledujúcimi dodatočnými informáciami týkajúcimi sa obrázkov:

• popis dátového súboru (formát, počet riadkov a stĺpcov, rozlíšenie atď.);

• štatistické údaje (charakteristiky rozloženia jasu - minimálna, maximálna a priemerná hodnota, rozptyl);
• projekčné údaje mapy.

Ďalšie informácie sú obsiahnuté buď v hlavičke súboru obrázka alebo v samostatnom textovom súbore s rovnakým názvom ako súbor obrázka.

Podľa stupňa zložitosti sa rozlišujú tieto úrovne spracovania CS poskytovaných používateľom:

• 1A - rádiometrická korekcia skreslení spôsobených rozdielom v citlivosti jednotlivých snímačov.

• 1B - rádiometrická korekcia na úrovni spracovania 1A a geometrická korekcia systematických skreslení senzorov vrátane panoramatických skreslení, skreslení spôsobených rotáciou a zakrivením Zeme, kolísaním výšky obežnej dráhy satelitu.

• 2A - korekcia obrazu na úrovni 1B a korekcia v súlade s danou geometrickou projekciou bez použitia pozemných kontrolných bodov. Na geometrickú korekciu sa používa globálny digitálny výškový model ( DEM, DEM) s krokom na zemi 1 km. Použitá geometrická korekcia eliminuje systematické skreslenie snímača a premieta obraz do štandardnej projekcie ( UTM WGS-84), pomocou známych parametrov (údaje satelitných efemerid, priestorová poloha atď.).

• 2B - korekcia obrazu na úrovni 1B a korekcia v súlade s danou geometrickou projekciou pomocou riadiacich pozemných bodov;

• 3 – korekcia obrazu na úrovni 2B plus korekcia pomocou terénnej DTM (ortorektifikácia).

• S - korekcia obrazu pomocou referenčného obrazu.

Kvalita údajov získaných z diaľkového prieskumu Zeme závisí od ich priestorového, spektrálneho, rádiometrického a časového rozlíšenia.

Priestorové rozlíšenie

Vyznačuje sa veľkosťou pixelu (na povrchu Zeme), zaznamenanou v rastrovom obrázku – zvyčajne sa pohybuje od 1 do 4000 metrov.

Spektrálne rozlíšenie

Údaje Landsat zahŕňajú sedem pásiem, vrátane infračerveného, ​​v rozsahu od 0,07 do 2,1 µm. Senzor Hyperion od Earth Observing-1 je schopný zaznamenať 220 spektrálnych pásiem od 0,4 do 2,5 µm, so spektrálnym rozlíšením 0,1 až 0,11 µm.

Rádiometrické rozlíšenie

Počet úrovní signálu, ktoré môže snímač zaregistrovať. Zvyčajne sa pohybuje od 8 do 14 bitov, čo dáva 256 až 16 384 úrovní. Táto charakteristika závisí aj od úrovne hluku v nástroji.

Dočasné povolenie

Frekvencia satelitu prechádzajúceho cez oblasť záujmu. Má význam pri štúdiu sérií obrázkov, napríklad pri štúdiu dynamiky lesa. Spočiatku sa sériová analýza vykonávala najmä pre potreby vojenského spravodajstva, najmä na sledovanie zmien v infraštruktúre a pohybov nepriateľa.

Na vytvorenie presných máp založených na údajoch diaľkového prieskumu Zeme je potrebná transformácia na odstránenie geometrických skreslení. Obraz zemského povrchu prístrojom nasmerovaným presne nadol obsahuje neskreslený obraz len v strede obrazu. Ako sa pohybujete smerom k okrajom, vzdialenosti medzi bodmi na obrázku a zodpovedajúce vzdialenosti na Zemi sú stále rozdielnejšie. Korekcia takýchto skreslení sa vykonáva v procese fotogrametrie. Od začiatku 90. rokov sa väčšina komerčných satelitných snímok predávala už opravená.

Okrem toho môže byť potrebná rádiometrická alebo atmosférická korekcia. Rádiometrická korekcia prevádza diskrétne úrovne signálu, ako napríklad 0 až 255, na ich skutočné fyzikálne hodnoty. Atmosférická korekcia eliminuje spektrálne skreslenia spôsobené prítomnosťou atmosféry.

B.A. Dvorkin

Aktívne zavádzanie informačných satelitných technológií ako integrálnej súčasti rýchlo sa rozvíjajúcej informatizácie spoločnosti radikálne mení životné podmienky a aktivity ľudí, ich kultúru, stereotyp správania, spôsob myslenia. Pred pár rokmi sa na navigátory do domácností či áut pozeralo ako na zázrak. Vesmírne snímky s vysokým rozlíšením na internetových službách, ako je Google Earth, si ľudia prezerali a neprestávali ich obdivovať. Teraz už ani jeden motorista (ak v aute ešte nie je navigátor) nevyjde z domu bez toho, aby si najprv na navigačnom portáli nevybral najlepšiu trasu, berúc do úvahy dopravné zápchy. Navigačné zariadenia sú inštalované na koľajových vozidlách verejnej dopravy, a to aj na účely kontroly. Satelitné snímky sa používajú na získavanie operačných informácií v oblastiach prírodných katastrof a na riešenie rôznych problémov, napríklad samosprávy. Príkladov je možné násobiť a všetky potvrdzujú skutočnosť, že výsledky vesmírnych aktivít sa stali neoddeliteľnou súčasťou moderného života. Nie je prekvapením, že rôzne vesmírne technológie sa často používajú spoločne. Preto, samozrejme, myšlienka integrácie technológií a vytvorenia jednotných koncových technologických reťazcov leží na povrchu. V tomto zmysle nie je výnimkou ani technológia diaľkového prieskumu Zeme (ERS) z vesmíru a globálnych navigačných satelitných systémov (GNSS). Najprv však…

GLOBÁLNE NAVIGAČNÉ SATELITNÉ SYSTÉMY

Globálny navigačný satelitný systém (GNSS) je súbor hardvérových a softvérových nástrojov, ktoré vám umožňujú získať súradnice v akomkoľvek bode zemského povrchu spracovaním satelitných signálov. Hlavné prvky akéhokoľvek GNSS sú:

• orbitálna konštelácia satelitov;
• pozemný riadiaci systém;
• prijímacie zariadenie.

Satelity neustále vysielajú informácie o svojej polohe na obežnej dráhe, pozemné stacionárne stanice sledujú a kontrolujú polohu satelitov, ako aj ich technický stav. Prijímacie zariadenia sú rôzne satelitné navigátory, ktoré ľudia používajú pri svojich profesionálnych činnostiach alebo každodennom živote.

Princíp fungovania GNSS je založený na meraní vzdialenosti od antény prijímacieho zariadenia k satelitom, ktorých poloha je známa s veľkou presnosťou. Vzdialenosť sa vypočíta z doby oneskorenia šírenia signálu vysielaného satelitom do prijímača. Na určenie súradníc prijímača stačí poznať polohu troch satelitov. V skutočnosti sa na odstránenie chyby spôsobenej rozdielom medzi hodinami satelitu a prijímača používajú signály zo štyroch (alebo viacerých) satelitov. Po znalosti vzdialeností k niekoľkým satelitom systému pomocou konvenčných geometrických konštrukcií program „napevno pripojený“ do navigátora vypočíta jeho polohu v priestore, takže GNSS vám umožňuje rýchlo určiť polohu s vysokou presnosťou v akomkoľvek bode zemského povrchu, kedykoľvek, za akýchkoľvek poveternostných podmienok. Každá družica systému okrem základných informácií prenáša aj pomocné informácie potrebné pre nepretržitú prevádzku prijímacieho zariadenia, vrátane kompletnej tabuľky polohy celej družicovej konštelácie, prenášanej postupne v priebehu niekoľkých minút. Je to potrebné na urýchlenie prevádzky prijímacích zariadení. Je potrebné poznamenať dôležitú charakteristiku hlavného GNSS - pre používateľov so satelitnými prijímačmi (navigátormi) je príjem signálov bezplatný.

Spoločnou nevýhodou používania akéhokoľvek navigačného systému je, že za určitých podmienok sa signál nemusí dostať k prijímaču, prípadne môže prísť s výrazným skreslením či oneskorením. Napríklad je takmer nemožné určiť vašu presnú polohu vo vnútri železobetónovej budovy, v tuneli, v hustom lese. Na vyriešenie tohto problému sa používajú doplnkové navigačné služby, ako napríklad A-GPS.

V súčasnosti vo vesmíre funguje niekoľko GNSS (tabuľka 1), ktoré sú v rôznych štádiách svojho vývoja:

• GPS(alebo NAVSTAR) – prevádzkuje ho Ministerstvo obrany USA; v súčasnosti jediný plne nasadený GNSS dostupný nepretržite používateľom na celom svete;
• GLONASS- ruský GNSS; je v procese dokončenia úplného zavádzania;
• Galileo- Európsky GNSS, ktorý je v štádiu vytvárania satelitnej konštelácie.

Spomíname aj národné regionálne GNSS Číny a Indie – Beidou a IRNSS, ktoré sú vo vývoji a nasadzovaní; sa vyznačuje malým počtom satelitov a je národne orientovaná.

Charakteristika hlavného GNSS k marcu 2010

Zvážte niektoré funkcie každého GNSS.

GPS

Základom amerického systému GPS sú satelity (obr. 2), ktoré obiehajú Zem po 6 kruhových dráhach (v každej 4 satelity), vo výške približne 20 180 km. Satelity vysielajú signály v rozsahoch: L1=1575,42 MHz a L2=1227,60 MHz, najnovšie modely aj v rozsahu L5=1176,45 MHz. Systém je plne funkčný s 24 družicami, avšak pre zvýšenie presnosti určovania polohy a rezervy v prípade porúch je v súčasnosti celkový počet družíc na obežnej dráhe 31 vozidiel.

Ryža. 1 kozmická loď GPS Block II-F

Spočiatku bolo GPS určené len na vojenské účely. Prvý satelit bol vypustený 14. júla 1974 a posledný zo všetkých 24 satelitov potrebných na úplné pokrytie zemského povrchu bol vypustený na obežnú dráhu v roku 1993. Bolo možné použiť GPS na presné zameranie rakiet na stacionárne a potom na mobilné objekty. vo vzduchu aj na zemi. Na obmedzenie prístupu k presným navigačným informáciám pre civilných používateľov bolo zavedené špeciálne rušenie, ale od roku 2000 bolo zrušené, po čom presnosť určenia súradníc pomocou najjednoduchšieho civilného GPS navigátora je od 5 do 15 m (výška sa určuje s presnosťou do 10 m) a závisí od podmienok pre príjem signálov v konkrétnom bode, počtu viditeľných satelitov a mnohých ďalších dôvodov. Použitie globálneho systému diferenciálneho šírenia WAAS zlepšuje presnosť určovania polohy GPS pre Severnú Ameriku na 1–2 m.

GLONASS

Prvý satelit ruského satelitného navigačného systému GLONASS bol vypustený na obežnú dráhu ešte za sovietskych čias - 12. októbra 1982. Systém bol čiastočne uvedený do prevádzky v roku 1993 a pozostával z 12 satelitov. Systém by mal byť založený na 24 satelitoch pohybujúcich sa nad zemským povrchom v troch obežných rovinách so sklonom 64,8° a nadmorskou výškou 19 100 km. Princíp merania a rozsahy prenosu signálu sú podobné americkému systému GPS GLONASS.

ryža. 2 kozmická loď GLONASS-M

V súčasnosti je na obežnej dráhe 23 satelitov GLONASS (obr. 2). Posledné tri kozmické lode boli uvedené na obežnú dráhu 2. marca 2010. Teraz sa na zamýšľaný účel používa 18 satelitov. Tým je zabezpečená neprerušovaná plavba takmer na celom území Ruska a európska časť má takmer 100% signál. Podľa plánov bude systém GLONASS plne nasadený do konca roku 2010.

V súčasnosti je presnosť určovania súradníc systémom GLONASS o niečo nižšia ako u GPS (nepresahuje 10 m), pričom je potrebné poznamenať, že kombinované použitie oboch navigačných systémov výrazne zlepšuje presnosť určovania polohy. Európska geostacionárna navigačná služba pokrytia (EGNOS) sa používa na zlepšenie prevádzky systémov GPS, GLONASS a Galileo v Európe a zlepšenie ich presnosti.

Galileo

Európsky GNSS Galileo je navrhnutý tak, aby riešil navigačné problémy pre akékoľvek pohybujúce sa objekty s presnosťou menšou ako 1 m.Na rozdiel od amerického GPS a ruského GLONASS Galileo nie je riadené armádou. Vyvíja ho Európska vesmírna agentúra. V súčasnosti sú na obežnej dráhe GIOVE-A (obr. 3) a GIOVE-B 2 testovacie satelity, vypustené v roku 2005, resp. 2008. Plánuje sa, že navigačný systém Galileo bude plne nasadený v roku 2013 a bude pozostávať z 30 satelitov.

ryža. 3 Kozmická loď GIOVE-A

SATELITNÉ NAVIGÁTORY

Ako už bolo uvedené, neoddeliteľnou súčasťou každého satelitného navigačného systému je prijímacie zariadenie. Moderný trh s navigačnými prijímačmi (navigátormi) je rovnako rozmanitý ako trh s akýmikoľvek inými elektronickými a telekomunikačnými produktmi. Všetky navigátory možno rozdeliť na profesionálne prijímače a prijímače používané širokým spektrom užívateľov. Pozrime sa bližšie na to posledné. Používajú sa pre ne rôzne názvy: GPS navigátory, GPS trackery, GPS prijímače, satelitné navigátory, atď. Medzi skutočnými satelitnými navigátormi tvoria automobilové navigácie špeciálnu veľkú triedu. Široko používané sú aj navigátory určené na pešie, vodné a pod. výlety (často sa im hovorí jednoducho GPS navigátory, napriek tomu, že dokážu prijímať aj signály GLONASS).

Povinným príslušenstvom takmer všetkých osobných navigátorov je GPS čipset (alebo prijímač), procesor, RAM a monitor na zobrazovanie informácií.

Moderné automobilové navigátory sú schopné vykresliť trasu s prihliadnutím na organizáciu dopravy a vykonať vyhľadávanie adries. Vlastnosťou osobných navigátorov pre turistov je spravidla schopnosť prijímať satelitný signál v ťažkých podmienkach, ako sú husté lesy alebo horské oblasti. Niektoré modely majú vodotesné puzdro so zvýšenou odolnosťou proti nárazom.

Hlavnými výrobcami osobných satelitných navigátorov sú:

• Garmin (USA; navigátory pre leteckú, automobilovú, motocyklovú a vodnú dopravu, ako aj pre turistov a športovcov)
• GlobalSat (Taiwan; navigačné zariadenia na rôzne účely vrátane prijímačov GPS)
• Ashtech (ex. Magellan) (USA; osobné a profesionálne navigačné prijímače)
• MiTac (Taiwan; automobilové a cestovné navigátory, osobní digitálni asistenti a komunikátory so vstavaným GPS prijímačom pod značkami Mio, Navman, Magellan)
• ThinkWare (Kórea; osobné navigačné zariadenia značky I-Navi)
• TomTom (Holandsko; automobilové navigácie) atď.

Profesionálne navigačné zariadenia, vrátane strojárskeho, geodetického a banského prieskumu, vyrábajú spoločnosti ako Trimble, Javad (USA), Topcon (Japonsko), Leica Geosystems (Švajčiarsko) atď.

Ako už bolo uvedené, v súčasnosti sa vyrába veľké množstvo osobných navigačných zariadení, ktoré sa líšia svojimi schopnosťami a cenou. Pre ilustráciu popíšeme vlastnosti iba jedného dostatočne „vyspelého“ zariadenia, aby sme charakterizovali schopnosti celej triedy moderných GPS navigátorov. Toto je jedna z najnovších inovácií v populárnej sérii automobilových navigátorov - tom tom tom Ísť 930 (popis je prevzatý z webovej stránky klubu GPS - http://gps-club.ru).

Model navigácie TomTom GO 930 (obr. 6) kombinuje najnovšie trendy v automobilovej navigácii – mapy niekoľkých kontinentov, bezdrôtový headset a unikátnu technológiu Map Share™

ryža. 4 Autonavigátor TomTom GO 930

Všetky zariadenia TomTom sú vyvinuté interne a sú úplne plug&play, čo znamená, že ich môžete jednoducho vybrať z krabice a začať používať bez čítania zdĺhavých pokynov. Intuitívne rozhranie a „ikony“ v ruštine umožnia vodičom jednoduchú navigáciu po trase. Jasné hlasové pokyny v ruštine pomáhajú motoristom dostať sa do cieľa ľahko a bez stresu. Navigátor podporuje bezdrôtové ovládanie a technológiu Enhanced Positioning Technology (EPT), ktorá je navrhnutá pre neprerušovanú navigáciu aj v tuneloch alebo hustej zástavbe.

Navigačné mapy TomTom poskytuje spoločnosť Tele Atlas, súčasť skupiny TomTom. Okrem plne lokalizovaných máp je TomTom jediným poskytovateľom navigačných riešení, ktorý ponúka európske a americké mapy na vybraných navigátoroch.

Svetová cestná infraštruktúra sa ročne mení o 15 %. To je dôvod, prečo TomTom dáva svojim používateľom možnosť bezplatne si stiahnuť najnovšie mapy po dobu 30 dní od prvého použitia zariadenia, ako aj prístup k jedinečnej technológii Map Share™. Používatelia navigátorov TomTom si môžu stiahnuť novú mapu prostredníctvom služby TomTom HOME. Najnovšia verzia mapy tak môže byť dostupná kedykoľvek. A čo viac, motoristi môžu využívať technológiu Map Share™, bezplatnú manuálnu aktualizáciu mapy priamo v navigátore, hneď ako sa zmeny na cestách prejavia, len niekoľkými dotykmi dotykovej obrazovky. Používatelia môžu meniť názvy ulíc, rýchlostné limity pre určité úseky cesty, dopravné smery, zablokované cesty, ako aj zmeny bodov záujmu (POI).

Jedinečná technológia zdieľania máp TomTom rozširuje váš zážitok z navigácie, takže môžete okamžite vykonávať zmeny priamo na svojej mape. Okrem toho môže byť používateľ informovaný o podobných zmenách, ktoré urobila celá komunita TomTom.

Táto funkcia zdieľania kariet vám umožňuje:

• vykonávať denné a okamžité zmeny máp vo svojom zariadení TomTom;
• získať prístup k najväčšej svetovej komunite používateľov navigačných zariadení;
• zdieľať denné aktualizácie s ostatnými používateľmi TomTom;
• získať plnú kontrolu nad stiahnutými aktualizáciami;
• v akejkoľvek oblasti používať tie najlepšie a najpresnejšie mapy.

TABUĽKY PRE OSOBNÝCH SATELITNÝCH NAVIGÁTOROV

Moderné navigátory sú nemysliteľné bez prítomnosti plnohodnotných veľkorozmerných máp, ktoré zobrazujú objekty nielen pozdĺž trasy pohybu, ale na celom území prieskumu (obr. 7).

ryža. 5 Ukážka navigačnej mapy malej mierky

Do navigátorov môžete načítať rastrové aj vektorové mapy. Budeme hovoriť o jednom z typov rastrových informácií konkrétne, ale tu si všimneme, že papierové mapy naskenované a načítané do prijímačov GPS nie sú najlepším spôsobom zobrazenia priestorových informácií. Okrem nízkej presnosti určenia polohy je tu aj problém naviazania súradníc mapy na súradnice poskytnuté prijímačom.

Vektorové digitálne mapy, najmä vo formátoch GIS, sú vlastne databázou, v ktorej sú uložené informácie o súradniciach objektov vo forme napríklad „súborov tvaru“ a zvlášť kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík. Vďaka tomuto prístupu zaberajú informácie v pamäti navigátorov oveľa menej miesta a je možné stiahnuť veľké množstvo užitočných referenčných informácií: čerpacie stanice, hotely, kaviarne a reštaurácie, parkoviská, atrakcie atď.

Ako už bolo spomenuté vyššie, existujú navigačné systémy, ktoré užívateľovi umožňujú doplniť mapy navigátora o vlastné objekty.

V niektorých osobných navigačných zariadeniach, najmä tých, ktoré sú určené pre turistov, je možné kresliť objekty sami (teda vlastne kresliť vlastné mapy a schémy). Na tieto účely je k dispozícii špeciálny jednoduchý grafický editor.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať režimovým otázkam. Ako viete, v Rusku stále existujú obmedzenia týkajúce sa používania veľkých topografických máp. To dostatočne bráni rozvoju navigačnej kartografie. Treba však poznamenať, že v súčasnosti si Federálna služba pre štátnu evidenciu, kataster a kartografiu (Rosrrestr) stanovila za úlohu mať do roku 2011 plné pokrytie Ruskej federácie (hospodársky vyspelé regióny a mestá) digitálnymi navigačnými mapami mierok 1 :10 000, 1:25 000, 1:50 000. Tieto mapy budú zobrazovať navigačné informácie reprezentované cestným grafom, digitálnym kartografickým podkladom a tematickými informáciami (cestná infraštruktúra a služby).

NAVIGAČNÉ SLUŽBY

Vývoj a zdokonaľovanie satelitných navigačných systémov a prijímacích zariadení, ako aj aktívna implementácia WEB technológií a WEB služieb dali impulz pre vznik rôznych navigačných služieb. Mnohé modely navigátorov sú schopné prijímať a brať do úvahy informácie o situácii na cestách pri stanovovaní trasy, pričom sa podľa možnosti vyhýbajú dopravným zápcham. Údaje o premávke (dopravné zápchy) sú poskytované špecializovanými službami a službami, prostredníctvom protokolu GPRS alebo zo vzduchu prostredníctvom kanálov RDS v rozsahu FM.

VESMÍRNE OBRÁZKY V NAVIGÁTOROCH

Akékoľvek navigačné mapy rýchlo zastarajú. Nástup satelitných snímok s ultravysokým priestorovým rozlíšením (v súčasnosti družice WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1 poskytujú rozlíšenie až 50 cm) poskytuje kartografii výkonný nástroj na aktualizáciu obsahu máp. Po aktualizácii mapy a pred jej vydaním a možnosťou „stiahnutia“ do navigačného zariadenia však ubehne veľa času. Satelitné snímky poskytujú možnosť okamžite získať najaktuálnejšie informácie v navigátore.

Mimoriadne zaujímavé z pohľadu využitia satelitných snímok sú tzv. služby LBS. LBS (Location-based service) je služba založená na určovaní polohy mobilného telefónu. Vzhľadom na rozsiahly rozvoj mobilnej komunikácie a rozšírenie služieb poskytovaných mobilnými operátormi je ťažké preceňovať možnosti trhu služieb LBS. LBS nemusia nevyhnutne používať technológiu GPS na určenie polohy. Polohu je možné určiť aj pomocou základňových staníc mobilných sietí GSM a UMT.

ryža. 6 Priestorový obrázok v mobilnom telefóne Nokia

Výrobcovia mobilných telefónov a navigačných zariadení, poskytujúci služby LBS, venujú satelitným snímkam čoraz väčšiu pozornosť. Zoberme si ako príklad Nokia (Fínsko), ktorá v roku 2009 podpísala dohodu s DigitalGlobe, prevádzkovateľom satelitov s ultravysokým rozlíšením WorldView-1, WorldView-2 a QuickBird, aby používateľom Ovi Maps poskytla prístup k satelitným snímkam (pozn. Nová značka Ovi Nokia pre internetové služby).

Okrem viditeľnosti pri navigácii mestskými časťami (obr. 8) je veľmi užitočné mať pri cestovaní málo prebádaným územím, pre ktoré neexistujú čerstvé a podrobné mapy, aj pozadie v podobe satelitných snímok. Ovi Mapy je možné stiahnuť do takmer všetkých zariadení Nokia.

Integrácia satelitných snímok s ultravysokým rozlíšením do služieb LBS umožňuje rádovo zvýšiť ich funkčnosť.

Jednou zo sľubných možností využitia údajov diaľkového prieskumu Zeme z vesmíru je vytváranie trojrozmerných modelov na ich základe. Trojrozmerné mapy sú vysoko vizuálne a umožňujú lepšiu orientáciu najmä v mestských častiach (obr. 9).

ryža. 7 3D navigačná mapa

Na záver si všimneme veľký prísľub používania ortorektifikovaných snímok s ultravysokým rozlíšením v satelitných navigátoroch a službách LBS. Sovzond vyrába produkty ORTHOREGION a ORTO10 založené na ortorektifikovaných snímkach z kozmických lodí ALOS (ORTHOREGION) a WorldView-1, WorldView-2 (ORTO10). Ortorektifikácia jednotlivých scén sa vykonáva metódou racionálnych polynomických koeficientov (RPC) bez použitia pozemných referenčných bodov, čo výrazne znižuje cenu práce. Štúdie ukázali, že podľa svojich vlastností môžu produkty ORTHOREGION a ORTO10 dobre poslúžiť ako podklad pre aktualizáciu navigačných máp, respektíve v mierkach 1:25 000 a 1:10 000. Ortofotomozaiky, čo sú vlastne fotomapy doplnené popiskami , možno tiež priamo načítať do navigátorov.

Integrácia satelitných snímok s vysokým rozlíšením do navigačných systémov a služieb LBS umožňuje rádovo zvýšiť ich funkčnosť, pohodlie a efektívnosť používania.

Slovo „satelit“ vo význame lietadla sa v našom jazyku objavilo vďaka Fjodorovi Michajlovičovi Dostojevskému, ktorý hovoril o tom, „čo sa stane vo vesmíre so sekerou? Prečo vo forme satelitu ... “. Ťažko dnes povedať, čo inšpirovalo pisateľa k takejto úvahe, no o storočie neskôr – začiatkom októbra 1957 – nezačala okolo našej planéty lietať ani sekera, ale na tie časy najzložitejšie zariadenie, ktoré sa stalo prvým umelá družica vyslaná do vesmíru s veľmi konkrétnymi cieľmi . A ďalší ho nasledovali.

Vlastnosti "správania"

Dnes je každý už dlho zvyknutý na satelity - porušovatelia pokojného obrazu nočnej oblohy. Vytvorené v továrňach a vypustené na obežnú dráhu pokračujú v „krúžení“ v prospech ľudstva a zostávajú vždy zaujímavé len pre úzky okruh odborníkov. Čo sú to umelé satelity a aké výhody z nich má človek?

Ako viete, jednou z hlavných podmienok vstupu satelitu na obežnú dráhu je jeho rýchlosť - 7,9 km / s pre satelity na nízkej obežnej dráhe. Práve pri tejto rýchlosti nastáva dynamická rovnováha a odstredivá sila vyrovnáva gravitačnú silu. Inými slovami, satelit letí tak rýchlo, že nestihne dopadnúť na zemský povrch, keďže Zem mu doslova odchádza spod nôh vďaka tomu, že je guľatá. Čím väčšia je počiatočná rýchlosť hlásená satelitu, tým vyššia bude jeho obežná dráha. Ako sa však vzďaľujete od Zeme, rýchlosť na kruhovej dráhe klesá a geostacionárne družice sa pohybujú na svojich dráhach rýchlosťou len 2,5 km/s. Pri riešení problému dlhej a dokonca večnej existencie kozmickej lode (SC) na obežnej dráhe blízko Zeme je potrebné ju zdvihnúť do stále väčšej výšky. Stojí za zmienku, že zemská atmosféra tiež výrazne ovplyvňuje pohyb kozmických lodí: aj keď je veľmi zriedkavá vo výškach nad 100 km od hladiny mora (podmienená hranica atmosféry), výrazne ich spomaľuje. Takže časom všetky kozmické lode stratia výšku letu a dĺžka ich pobytu na obežnej dráhe priamo závisí od tejto výšky.

Zo Zeme sú satelity viditeľné iba v noci a v tých časových chvíľach, keď sú osvetlené Slnkom, teda nespadajú do oblasti zemského tieňa. Potreba zhody všetkých týchto faktorov vedie k tomu, že dĺžka pozorovania väčšiny satelitov na nízkej obežnej dráhe je v priemere 10 minút pred vstupom a rovnaké množstvo po opustení zemského tieňa. Pozemskí pozorovatelia môžu na želanie systematizovať satelity podľa jasnosti (medzinárodná vesmírna stanica (ISS) je tu na prvom mieste - jej jas sa blíži k prvej magnitúde), podľa frekvencie blikania (určenej vynútenou alebo špeciálne určenou rotáciou), podľa smeru pohybu (cez tyč alebo iným smerom). Podmienky na pozorovanie satelitov výrazne ovplyvňuje farba jeho pokrytia, prítomnosť a dosah solárnych panelov, ako aj výška letu – čím je vyššia, tým sa satelit pohybuje pomalšie a je oveľa menej jasný a nápadný.

Vysoká výška letu (minimálna vzdialenosť k Zemi je 180-200 km) skrýva veľkosť aj relatívne veľkých kozmických lodí ako sú orbitálne komplexy Mir (deorbitované v roku 2001) alebo ISS - všetky sú viditeľné ako svietiace bodky, väčšie alebo menší jas. Jednoduchým okom, až na zriedkavé výnimky, nie je možné identifikovať satelit. Na účely presnej identifikácie kozmických lodí sa využívajú rôzne optické prostriedky – od ďalekohľadov až po ďalekohľady, ktoré nie sú vždy dostupné jednoduchému pozorovateľovi, ako aj výpočty ich trajektórií. Internet pomáha amatérskemu astronómovi identifikovať jednotlivé kozmické lode, kde sú zverejnené informácie o polohe satelitov na obežnej dráhe blízko Zeme. Ktokoľvek môže vstúpiť najmä na webovú stránku NASA, ktorá zobrazuje aktuálnu polohu ISS v reálnom čase.

Čo sa týka praktického využitia satelitov, hneď od prvých štartov začali okamžite riešiť konkrétne problémy. Takže let prvého satelitu bol použitý na štúdium magnetického poľa Zeme z vesmíru a jeho rádiový signál prenášal údaje o teplote vo vnútri hermetického puzdra satelitu. Keďže spustenie kozmickej lode je pomerne drahé potešenie a okrem toho je veľmi ťažké ho implementovať, potom je každému štartu pridelených niekoľko úloh naraz.

V prvom rade sa riešia technologické problémy: vývoj nových konštrukcií, riadiacich systémov, prenos dát a pod. Získané skúsenosti nám umožňujú vytvárať pokročilejšie satelity a postupne prejsť k riešeniu zložitejších cieľov, ktoré odôvodňujú náklady na ich vytvorenie. Koniec koncov, konečným cieľom tejto výroby, ako každej inej, je zisk (komerčné štarty) alebo čo najefektívnejšie využitie satelitov počas prevádzky na obranné účely, riešenie geopolitických a mnohých iných úloh.

Treba pripomenúť, že kozmonautika ako celok sa zrodila v dôsledku vojensko-politickej konfrontácie medzi ZSSR a USA. A samozrejme, hneď ako sa objavil prvý satelit, rezorty obrany oboch krajín, ktoré získali kontrolu nad vesmírom, odvtedy neustále zaznamenávajú všetky objekty nachádzajúce sa v bezprostrednej blízkosti Zeme. Takže pravdepodobne iba oni poznajú presný počet kozmických lodí, ktoré v súčasnosti fungujú tak či onak. Zároveň sa nesledujú len samotné kozmické lode, ale aj posledné stupne rakiet, prenosové priehradky a ďalšie prvky, ktoré ich dopravili na obežnú dráhu. To znamená, prísne vzaté, za satelit sa nepovažuje len ten, ktorý má „inteligenciu“ – vlastný riadiaci, monitorovací a komunikačný systém – ale aj jednoduchá skrutka, ktorá sa v ďalšej fáze letu oddelila od kozmickej lode.

Podľa katalógu US Space Command k 31. decembru 2003 je na obežnej dráhe Zeme 28 140 takýchto satelitov a ich počet neustále rastie (do úvahy sa berú objekty väčšie ako 10 cm). V priebehu času z prirodzených príčin časť satelitov spadne na Zem vo forme roztavených zvyškov, ale mnohé zostávajú na obežnej dráhe desiatky rokov. Keď kozmické lode vyčerpajú svoje zdroje a prestanú poslúchať príkazy zo Zeme, zatiaľ čo pokračujú v lete, vo vesmíre blízko Zeme sa to stane nielen preplnené, ale niekedy dokonca nebezpečné. Preto pri vypúšťaní novej aparatúry na obežnú dráhu, aby sa predišlo kolízii a katastrofe, je potrebné neustále vedieť, kde sa tá „stará“ nachádza.

Klasifikácia kozmických lodí je pomerne namáhavá úloha, pretože každá kozmická loď je jedinečná a rozsah úloh, ktoré nová kozmická loď rieši, sa neustále rozširuje. Ak však vezmeme do úvahy kozmické lode z hľadiska praktického použitia, potom môžeme rozlíšiť hlavné kategórie určené ich zamýšľaným účelom. Najžiadanejšie sú dnes komunikácie, navigácia, diaľkový prieskum Zeme a vedecké satelity. Vojenské družice a prieskumné družice tvoria samostatnú triedu, no v podstate riešia rovnaké úlohy ako ich „mierumilovné“ náprotivky.

Komunikačné satelity

Signalizátori boli medzi prvými, ktorí ťažili z praktických výhod vypúšťania satelitov. Vypustenie opakovacích satelitov na obežnú dráhu blízko Zeme umožnilo v čo najkratšom čase vyriešiť problém stabilnej komunikácie za každého počasia nad väčšinou obývaného územia. Prvým komerčným satelitom bol komunikačný satelit Echo-2, vypustený Spojenými štátmi v roku 1964, ktorý umožnil organizovať prenos televíznych programov z Ameriky do Európy bez použitia káblových komunikačných liniek.

V tom istom čase bol v Sovietskom zväze vytvorený aj komunikačný satelit Molniya-1. Po nasadení pozemnej siete staníc Orbita dostali všetky regióny našej veľkej krajiny prístup k centrálnej televízii a navyše sa vyriešil problém organizácie spoľahlivej a kvalitnej telefónnej komunikácie. Komunikačné satelity Molniya boli umiestnené na vysoko eliptických dráhach s apogeom 39 000 km. Pre účely nepretržitého vysielania bola nasadená celá plejáda satelitov Molniya, ktoré lietali na rôznych orbitálnych rovinách. Pozemné stanice siete Orbita boli vybavené pomerne veľkými anténami, ktoré pomocou serv sledovali pohyb satelitu na obežnej dráhe a pravidelne sa prepínali na ten, ktorý bol v zornom poli. Postupom času, v procese zlepšovania prvkovej základne a zlepšovania technických parametrov palubných a pozemných systémov, sa vystriedalo niekoľko generácií takýchto satelitov. Ale aj dnes konštelácie satelitov rodiny Molniya-3 zabezpečujú prenos informácií po celom Rusku a mimo neho.

Vytvorenie výkonných nosných rakiet typu Proton a Delta umožnilo zabezpečiť dodanie komunikačných satelitov na geostacionárnu kruhovú dráhu. Jeho zvláštnosťou je, že vo výške 35 800 km sa uhlová rýchlosť družice okolo Zeme rovná uhlovej rýchlosti rotácie samotnej Zeme. Preto satelit na takejto obežnej dráhe v rovine zemského rovníka akoby visí nad jedným bodom a 3 geostacionárne satelity umiestnené pod uhlom 120 ° poskytujú prehľad o celom povrchu Zeme, s výnimkou iba polárnych oblastí. Keďže úloha udržať svoju vopred určenú polohu na obežnej dráhe je pridelená samotnému satelitu, použitie geostacionárnych kozmických lodí umožnilo výrazne zjednodušiť pozemné prostriedky na príjem a prenos informácií. Nebolo potrebné dodávať antény s pohonmi - stali sa statické a na organizáciu komunikačného kanála ich stačí nastaviť iba raz, počas počiatočného nastavenia. V dôsledku toho sa terestriálna sieť používateľov výrazne rozšírila a informácie začali prúdiť priamo k spotrebiteľovi. Dôkazom toho sú mnohé parabolické parabolické antény umiestnené na obytných budovách vo veľkých mestách aj na vidieku.

Spočiatku, keď bol vesmír „dostupný“ len pre ZSSR a USA, sa každá z krajín starala výlučne o uspokojovanie vlastných potrieb a ambícií, no postupom času sa ukázalo, že satelity potrebuje každý, a tak postupne vznikali medzinárodné projekty sa začali objavovať. Jedným z nich je verejný globálny komunikačný systém INMARSAT, ktorý vznikol koncom 70. rokov minulého storočia. Jeho hlavným účelom bolo poskytnúť námorným plavidlám stabilnú komunikáciu na otvorenom mori a koordinovať akcie počas záchranných operácií. V súčasnosti je mobilná komunikácia cez satelitný komunikačný systém INMARSAT zabezpečená prostredníctvom prenosného terminálu veľkosti malého puzdra. Keď otvoríte kryt „kufru“ s namontovanou plochou anténou a nasmerujete túto anténu na zamýšľané miesto satelitu, nadviaže sa obojsmerná hlasová komunikácia a dáta sa vymieňajú rýchlosťou až 64 kB/s. druhý. Okrem toho dnes štyri moderné satelity zabezpečujú komunikáciu nielen na mori, ale aj na súši, pričom pokrývajú rozsiahle územie siahajúce od polárneho kruhu na juh.

Ďalšia miniaturizácia komunikačných zariadení a používanie vysokovýkonných antén na vesmírnych vozidlách viedli k tomu, že satelitný telefón získal „vreckový“ formát, ktorý sa príliš nelíšil od bežného mobilného telefónu.

V deväťdesiatych rokoch sa takmer súčasne začalo nasadzovať niekoľko mobilných osobných satelitných komunikačných systémov. Najprv sa objavili tie na nízkej obežnej dráhe - IRIDIUM ("Iridium") a GLOBAL STAR ("Globálna hviezda") a potom geostacionárne - THURAYA ("Turaya").

Satelitný komunikačný systém Thuraya má zatiaľ vo svojom zložení 2 geostacionárne satelity, ktoré umožňujú udržiavať komunikáciu na väčšine územia afrického kontinentu, na Arabskom polostrove, na Blízkom východe a v Európe.

Systémy Iridium a Global Star, ktoré majú podobnú štruktúru, využívajú konštelácie veľkého počtu satelitov na nízkej obežnej dráhe. Kozmické lode striedavo prelietavajú nad účastníkom, pričom sa navzájom nahrádzajú, čím udržiavajú nepretržitú komunikáciu.

Iridium zahŕňa 66 satelitov rotujúcich po kruhových dráhach (nadmorská výška 780 km od povrchu Zeme, sklon 86,4°), umiestnených v šiestich obežných rovinách, v každej je 11 zariadení. Tento systém poskytuje 100-percentné pokrytie našej planéty.

Global Star zahŕňa 48 satelitov lietajúcich v ôsmich orbitálnych rovinách (nadmorská výška 1 414 km od povrchu Zeme, sklon 52°), 6 zariadení v každom, ktoré poskytujú 80% pokrytie, s výnimkou subpolárnych oblastí.

Medzi týmito dvoma satelitnými komunikačnými systémami je zásadný rozdiel. V Iridiu sa telefónny signál prijímaný satelitom zo Zeme prenáša pozdĺž reťazca na ďalší satelit, až kým nedosiahne ten, ktorý sa práve nachádza v zóne viditeľnosti jednej z pozemných prijímacích staníc (stanice rozhrania). Takáto schéma organizácie umožňuje s minimálnymi nákladmi na vytvorenie pozemnej infraštruktúry začať jej prevádzku čo najskôr po nasadení orbitálneho komponentu. V Global Star však nie je zabezpečené vysielanie signálu zo satelitu na satelit, takže tento systém potrebuje hustejšiu sieť pozemných prijímacích staníc. A keďže v mnohých oblastiach planéty chýbajú, neexistuje žiadne nepretržité globálne pokrytie.

Praktický prínos využívania osobnej satelitnej komunikácie je dnes zrejmý. Takže v procese výstupu na Everest v júni 2004 mali ruskí horolezci možnosť využiť telefonickú komunikáciu cez Iridium, čo výrazne znížilo intenzitu úzkosti všetkých, ktorí sledovali osud horolezcov počas tejto ťažkej a nebezpečnej udalosti.

Incident s posádkou kozmickej lode SojuzTMA-1 v máji 2003, keď záchranári po návrate na Zem nemohli 3 hodiny nájsť astronautov v kazašskej stepi, podnietil aj programových manažérov ISS, aby astronautom dodali Iridium. satelitný telefón.

Navigačné satelity

Ďalším úspechom modernej astronautiky je prijímač globálneho polohovacieho systému. Súčasné globálne pozičné satelitné systémy, americký GPS (NAVSTAR) a ruský GLONASS, sa začali vytvárať pred 40 rokmi, počas studenej vojny, na presné určenie súradníc balistických rakiet. Pre tieto účely bol ako doplnok k satelitom – registrátorom štartov rakiet vo vesmíre nasadený systém navigačných satelitov, ktorých úlohou bolo hlásiť ich presné súradnice vo vesmíre. Po prijatí potrebných údajov súčasne z niekoľkých satelitov navigačný prijímač určil svoju vlastnú polohu.

„Predĺžené“ obdobie mieru prinútilo majiteľov systémov začať zdieľať informácie s civilnými spotrebiteľmi, najprv vo vzduchu a na vode a potom na súši, aj keď si vyhradili právo zhrubnúť viazanie navigačných parametrov v určitých „mimoriadnych“ obdobiach. . Vojenské systémy sa tak stali civilnými.

Rôzne typy a modifikácie prijímačov GPS sú široko používané na námorných a leteckých dopravných prostriedkoch, v mobilných a satelitných komunikačných systémoch. Okrem toho je prijímač GPS, podobne ako vysielač Cospas-Sarsat, nevyhnutnou súčasťou vybavenia každého plavidla, ktoré sa vydáva na otvorené more. Nákladná kozmická loď ATV vytvorená Európskou vesmírnou agentúrou, ktorá poletí k ISS v roku 2005, tiež koriguje svoju trajektóriu stretnutia so stanicou pomocou údajov GPS a GLONASS.

Oba navigačné satelitné systémy sú usporiadané približne rovnako. GPS má 24 satelitov umiestnených na kruhových dráhach po 4 v šiestich obežných rovinách (nadmorská výška 20 000 km od povrchu Zeme, sklon 52°), ako aj 5 náhradných vozidiel. GLONASS má tiež 24 satelitov, po 8 v troch rovinách (nadmorská výška 19 000 km od povrchu Zeme, sklon 65°). Aby navigačné systémy pracovali s požadovanou presnosťou, sú na satelitoch nainštalované atómové hodiny, zo Zeme sa pravidelne prenášajú informácie spresňujúce charakter pohybu každého z nich na obežnej dráhe, ako aj podmienky šírenia rádiové vlny.

Napriek zjavnej zložitosti a rozsahu globálneho polohovacieho systému si dnes kompaktný GPS prijímač môže kúpiť každý. Pomocou signálov zo satelitov toto zariadenie umožňuje nielen určiť polohu osoby s presnosťou 5-10 metrov, ale tiež jej poskytnúť všetky potrebné údaje: geografické súradnice s vyznačením polohy na mape, aktuálnu polohu svetový čas, rýchlosť pohybu, nadmorskú výšku, polohu bočného svetla, ako aj množstvo obslužných funkcií, ktoré sú odvodené od primárnych informácií.

Výhody vesmírnych navigačných systémov sú také nepopierateľné, že United Europe, napriek gigantickým nákladom, plánuje vytvoriť vlastný navigačný systém GALILEO („Galileo“). Čína tiež plánuje rozmiestnenie systému svojich navigačných satelitov.

Satelity diaľkového prieskumu Zeme

Použitie miniatúrnych prijímačov GPS umožnilo výrazne zlepšiť prevádzku ďalšej kategórie kozmických lodí, takzvaných satelitov na diaľkové snímanie Zeme (ERS). Ak predtým bolo dosť ťažké spojiť obrázky Zeme z vesmíru s určitými geografickými bodmi, teraz tento proces nepredstavuje žiadne problémy. A keďže sa naša planéta neustále mení, jej fotografie z vesmíru, nikdy neopakované, budú vždy žiadané, poskytujúce nenahraditeľné informácie pre štúdium najrozmanitejších aspektov pozemského života.

Satelitov diaľkového prieskumu Zeme je pomerne veľký počet, a napriek tomu sa ich konštelácia neustále dopĺňa o nové, stále pokročilejšie zariadenia. Moderné satelity diaľkového prieskumu Zeme, na rozdiel od tých, ktoré fungovali v 60. a 70. rokoch, nepotrebujú na Zem vracať fotografické filmy nasnímané vo vesmíre v špeciálnych kapsulách - sú vybavené superľahkými optickými teleskopmi a miniatúrnymi fotodetektormi založenými na poli CCD. ako vysokorýchlostné dátové prenosové linky so šírkou pásma stoviek megabitov za sekundu. Okrem rýchlosti získavania údajov je možné plne automatizovať spracovanie prijatých obrázkov na Zemi. Digitalizované informácie už nie sú len obrazom, ale najcennejšou informáciou pre ekológov, lesníkov, geodetov a mnohé ďalšie zainteresované štruktúry.

Najmä spektrálne zónové fotografie nasnímané v jarnom období umožňujú predpovedať úrodu na základe obsahu vlhkosti v pôde počas vegetačného obdobia rastlín - odhaliť miesta, kde sa pestujú narkotické plodiny, a prijať včasné opatrenia na ich zničenie. .

Okrem toho je potrebné vziať do úvahy súčasné komerčné systémy predaja videoobrazov zemského povrchu (fotografií) spotrebiteľom. Prvými takýmito systémami bola najprv americká civilná družica LANDSAT a potom francúzsky SPOT. Za určitých obmedzení a v súlade s určitými cenami môžu spotrebitelia na celom svete získavať snímky oblastí Zeme, ktoré ich zaujímajú, v rozlíšení 30 a 10 metrov. Súčasné, oveľa vyspelejšie civilné satelity - ICONOS-2, QUICK BIRD-2 (USA) a EROS-AI (Izrael-USA) - po odstránení obmedzení vládou USA umožňujú kupovať fotografie zemského povrchu s rozlíšenie do 0,5 metra - v panchromatickom režime a do 1 metra v multispektrálnom režime.

V blízkosti satelitov diaľkového prieskumu sú priľahlé meteorologické kozmické lode. Rozvoj ich siete na obežných dráhach v blízkosti Zeme výrazne zvýšil spoľahlivosť predpovedí počasia a umožnil zaobísť sa bez rozsiahlych sietí pozemných meteorologických staníc. A správy, ktoré dnes vychádzajú po celom svete, sprevádzané animovanými obrázkami cyklónov, ciest oblakov, tajfúnov a iných javov, ktoré sú vytvorené na základe údajov z meteorologických satelitov, umožňujú každému z nás na vlastné oči vidieť realitu prírodných procesov. vyskytujúce sa na Zemi.

Satelity - "vedci"

Vo všeobecnosti je každý z umelých satelitov nástrojom poznania sveta mimo Zeme. Vedecké satelity možno nazvať akýmsi testovacím miestom na testovanie nových nápadov a dizajnov a získavanie jedinečných informácií, ktoré sa inak získať nedajú.

V polovici 80. rokov NASA prijala program na vytvorenie štyroch astronomických observatórií umiestnených vo vesmíre. S rôznym oneskorením boli všetky štyri teleskopy vypustené na obežnú dráhu. Prvým, kto začal svoju prácu, bol Hubble (1990), navrhnutý na skúmanie vesmíru vo viditeľnom rozsahu vlnových dĺžok, nasledoval COMPTON (1991), ktorý študoval vesmír pomocou gama lúčov, tretí bol CHANDRA (1999). Röntgenové lúče a dokončili tento rozsiahly program SPITZERA (2003), ktorý sa týkal infračerveného žiarenia. Názvy všetkých štyroch observatórií dostali na počesť významných amerických vedcov.

Hubbleov teleskop, ktorý pôsobí na obežnej dráhe v blízkosti Zeme už 15. rok, prináša na Zem unikátne snímky vzdialených hviezd a galaxií. Pre takú dlhú životnosť bol teleskop počas letov raketoplánov opakovane opravovaný, no po smrti Columbie 1. februára 2003 boli štarty raketoplánov pozastavené. Plánuje sa, že Hubble zostane na obežnej dráhe do roku 2010, po ktorej bude po vyčerpaní svojich zdrojov zničený. COMPTON, ktorý prenášal na Zem obrazy zdrojov gama žiarenia, prestal existovať v roku 1999. Na druhej strane spoločnosť CHANDRA naďalej pravidelne dodáva informácie o zdrojoch röntgenového žiarenia. Všetky tri tieto teleskopy boli vedcami určené na prevádzku na vysoko eliptických dráhach, aby sa znížil vplyv zemskej magnetosféry na ne.

Pokiaľ ide o SPITZER, ktorý je schopný zachytiť najslabšie tepelné žiarenie vychádzajúce z chladných vzdialených objektov, na rozdiel od svojich náprotivkov otáčajúcich sa okolo našej planéty, je na slnečnej obežnej dráhe a postupne sa vzďaľuje od Zeme o 7 ° za rok. Aby bolo možné vnímať extrémne slabé tepelné signály vychádzajúce z hlbín vesmíru, SPITZER ochladzuje svoje senzory na teplotu, ktorá je len 3 ° nad absolútnou nulou.

Na vedecké účely sa do vesmíru vypúšťajú nielen objemné a zložité vedecké laboratóriá, ale aj malé družice-guličky vybavené sklenenými okienkami a vnútri obsahujúce rohové reflektory. Parametre trajektórie letu takýchto miniatúrnych satelitov sú sledované s vysokou presnosťou pomocou laserového žiarenia nasmerovaného na ne, čo umožňuje získať informácie o najmenších zmenách stavu gravitačného poľa Zeme.

Bezprostredné vyhliadky

Vesmírne inžinierstvo, ktoré na konci 20. storočia zaznamenalo taký prudký rozvoj, sa ani na jeden rok nezastaví vo svojom napredovaní. Satelity, ktoré sa pred 5 až 10 rokmi zdali byť vrcholom technického myslenia, nahrádzajú na obežnej dráhe nové generácie kozmických lodí. A hoci je vývoj umelých družíc Zeme stále pominuteľný, pri pohľade do blízkej budúcnosti sa možno pokúsiť vidieť hlavné perspektívy rozvoja bezpilotnej astronautiky.

Röntgenové a optické teleskopy lietajúce vo vesmíre už dali vedcom veľa objavov. Teraz sa celé orbitálne komplexy vybavené týmito prístrojmi pripravujú na štart. Takéto systémy umožnia uskutočniť hromadnú štúdiu hviezd našej Galaxie na prítomnosť planét v nich.

Nie je žiadnym tajomstvom, že moderné pozemské rádiové teleskopy prijímajú snímky hviezdnej oblohy s rozlíšením, ktoré je rádovo vyššie, než aké sa dosahuje v optickom rozsahu. Dnes je pre tento druh výskumných nástrojov čas na štart do vesmíru. Tieto rádioteleskopy budú vynesené na vysoké eliptické dráhy s maximálnou vzdialenosťou 350 000 km od Zeme, čím sa kvalita rádiových emisných snímok hviezdnej oblohy získaná s ich pomocou skvalitní minimálne 100-krát.

Nie je ďaleko deň, keď vo vesmíre vyrastú továrne na výrobu extra čistých kryštálov. A to sa týka nielen biokryštalických štruktúr, ktoré sú tak potrebné pre medicínu, ale aj materiálov pre polovodičový a laserový priemysel. Je nepravdepodobné, že to budú satelity – bude to vyžadovať skôr navštívené alebo robotické komplexy, ako aj dopravné lode, ktoré k nim pristanú, doručia prvotné produkty a prinesú na Zem plody mimozemskej technológie.

Neďaleko a začiatok kolonizácie iných planét. Pri takýchto dlhých letoch je vytvorenie uzavretého ekosystému nevyhnutné. A biologické satelity (lietajúce skleníky), simulujúce lety do vesmíru na veľké vzdialenosti, sa objavia na obežnej dráhe Zeme vo veľmi blízkej budúcnosti.

Jednou z najfantastickejších úloh a zároveň z technického hľadiska absolútne reálnou je vytvorenie vesmírneho systému pre globálnu navigáciu a pozorovanie zemského povrchu s presnosťou na centimetre. Takáto presnosť polohovania nájde uplatnenie v rôznych oblastiach života. V prvom rade to potrebujú seizmológovia, ktorí dúfajú, že sledovaním najmenších výkyvov v zemskej kôre sa naučia predpovedať zemetrasenia.

K dnešnému dňu sú najhospodárnejším spôsobom vypúšťania satelitov na obežnú dráhu jednorazové nosné rakety a čím bližšie k rovníku je kozmodróm, tým je štart lacnejší a tým väčší náklad vynesie do vesmíru. A hoci plávajúce a letecké odpaľovacie zariadenia už boli vytvorené a úspešne fungujú, dobre rozvinutá infraštruktúra v okolí kozmodrómu bude ešte dlho základom pre úspešné aktivity pozemšťanov pri rozvoji blízkozemského priestoru.

Alexander Spirin, Maria Pobedinskaya

Redakcia je vďačná Alexandrovi Kuznecovovi za pomoc pri príprave materiálu.

orbitálna konštelácia;

vývojové práce;

vesmírna raketa;

raketové a vesmírne technológie;

pracovisko operátora;

nosná raketa;

odmocnina stredná kvadratická chyba;

technická úloha;

štúdie uskutočniteľnosti;

federálny vesmírny program;

digitálny výškový model;

núdzový.

Úvod

Obsah štúdií, ktorých výsledky sú prezentované v tomto prehľade, je:

Tvorba firemných priestorových systémov a komplexov by mala vychádzať z modernej prvkovej základne a najnovších dizajnových riešení a rozsah a kvalita získaných dát by mala zodpovedať svetovej úrovni.

1 Prehľad vesmírnych programov diaľkového prieskumu Zeme zahraničia

1.1 americký vesmírny program

1.1.1 Základy vesmírnej politiky USA

Hlavné myšlienky novej vesmírnej politiky:

Hlavné ciele vesmírnej politiky USA sú:

1.1.2 Vyhlásenie o strategickom zámere amerického národného geopriestorového spravodajského systému

Obrázok 1 - Priestorový obrázok - bitmapa

Obrázok 2 - Identifikácia cieľov a objektov

Obrázok 3 - Zobrazenie prevádzkovej situácie v reálnom čase

1.1.3 Program vesmírneho vojenského dozoru

1.1.4 Americký komerčný vesmírny program

Obrázok 4 - Vesmírna loď WorldView-1

Obrázok 5 - Kozmická loď GeoEye-1

Ďalším logickým krokom vo vývoji trhu s diaľkovým prieskumom vesmíru je vypustenie kozmickej lode s ultra vysokým rozlíšením (až 0,25 m). Predtým snímky s týmto rozlíšením poskytovali iba vojenské satelity USA a ZSSR.

Hlavné konkurenčné spoločnosti na trhu diaľkového snímania z európskych krajín, Ruska, Japonska, Izraela a Indie zatiaľ neplánujú vytvoriť satelity diaľkového snímania s ultra vysokým rozlíšením. Uvedenie takýchto zariadení v USA preto povedú k ďalšiemu rozvoju trhu a posilneniu pozícií amerických spoločností – operátorov DPZ CS.

1.2 Vesmírne programy európskych krajín

1.2.1 Francúzsko

Vesmírny segment systému SPOT v súčasnosti tvoria štyri satelity (SPOT 2, -4, -5 a -6). Pozemný segment zahŕňa Riadiace a prevádzkové centrum kozmickej lode, sieť staníc na príjem informácií a strediská na spracovanie a distribúciu údajov.

Obrázok 6 - SCOT 5

1.2.2 Nemecko

Obrázok 7 - Satelity TerraSAR-X a Tandem-X

Obrázok 8 - Architektúra orbitálneho segmentu systému SAR-Lupe

1.2.3 Taliansko

Taliansky program vesmírneho výskumu je založený na využívaní nosných rakiet zo Spojených štátov amerických (Scout), Európskej organizácie pre vývoj nosných rakiet (Europa 1) a Európskej vesmírnej agentúry (Ariane).

1.2.4 Spojené kráľovstvo

Obrázok 9 - Snímka s rozlíšením 2,8 m, získaná minisatelitom TOPSAT-1

1.2.5 Španielsko

Španielsko sa tiež podieľa na vytváraní globálneho európskeho satelitného sledovacieho systému na obranné účely.

1.3 Vesmírne programy iných krajín

1.3.1 Japonsko

Obrázok 10 - 3D model územia štátu Gujarat, zostavený podľa údajov Cartosat-1

10. januára 2007 bola vypustená družica Cartosat-2, s pomocou ktorej India vstúpila na trh s dátami v meracom rozlíšení. Cartosat-2 je satelit diaľkového snímania s panchromatickou kamerou na mapovanie. Fotoaparát je určený na fotografovanie s priestorovým rozlíšením jeden meter a šírkou záberu 10 km. Kozmická loď má synchrónnu polárnu obežnú dráhu s nadmorskou výškou 630 km.

India je pripravená distribuovať satelitné snímky s rozlíšením Cartosat-2 za ceny nižšie ako trhové ceny a v budúcnosti plánuje vypustiť novú kozmickú loď s priestorovým rozlíšením až 0,5 metra.

1.3.2 Izrael

1.3.3 Čína

Obrázok 11 – Kozmická loď CBERS-01

19. septembra 2007 bol v Číne vypustený tretí čínsko-brazílsky satelit CBERS-2B. Družica bola vypustená na rannú slnečnú synchrónnu obežnú dráhu s výškou 748x769 km, sklonom 98,54 stupňa a časom prechodu rovníka o 10:30.

1.3.4 Kórea

1.3.5 Kanada

Kanada v roku 1990 vytvorila Kanadskú vesmírnu agentúru, pod vedením ktorej sa pracuje na raketových a vesmírnych témach.

Satelit, pôvodne navrhnutý na 5 rokov prevádzky vo vesmíre, zdvojnásobil svoju odhadovanú dobu a naďalej prenáša vysokokvalitné snímky. Za 10 rokov bezchybnej prevádzky RADARSAT-1 skúmal územia s celkovou rozlohou 58 miliárd metrov štvorcových. km, čo je o dva rády väčšie ako povrch Zeme. Spoľahlivosť systému bola 96%. Najväčším zo 600 príjemcov informácií RADARSAT-1 je Ice Reconnaissance Service of Canada, ktorá ročne získa 3800 radarových snímok s časovým oneskorením menším ako 90 minút po prieskume.

Obrázok 12 - RADARSAT vo vesmíre očami umelca

Kanadská vesmírna agentúra udelila kontrakt spoločnosti MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA) na projekt radarového satelitu Radarsat-2 druhej generácie. Satelit Radarsat-2 poskytuje snímky s rozlíšením 3 m na pixel.

1.3.6 Austrália

Austrália aktívne spolupracuje s množstvom krajín v oblasti výskumu vesmíru. Austrálske firmy tiež vyvíjajú mikrosatelit s Južnou Kóreou na zber environmentálnych údajov z vidieckych oblastí ázijsko-pacifického regiónu. Podľa riaditeľa centra CRCSS budú náklady na projekt 20-30 miliónov dolárov. Spolupráca medzi Austráliou a Ruskom otvára veľké vyhliadky.

1.3.7 Ostatné krajiny

Taiwanská národná vesmírna agentúra NSPO nedávno oznámila plány na vývoj prvej kozmickej lode národným priemyslom. Projekt s názvom Argo je zameraný na vybudovanie malého satelitu na diaľkové snímanie Zeme (ERS) pomocou optického zariadenia s vysokým rozlíšením.

Počas prác na projekte Argo už bola podľa NSPO vyvinutá vesmírna platforma, v ktorej riadiacom systéme bude po prvýkrát použitý nový procesor LEON-3. Všetok softvér pre palubné systémy a pozemné centrum riadenia letu má byť vytvorený na Taiwane. Odhadovaná životnosť satelitu bude 7 rokov.

1.4 Vesmírne programy krajín SNŠ

1.4.1 Bielorusko

Tabuľka 1. Hlavné charakteristiky kozmickej lode "Kanopus-V" a BKA

Veľkosť KA, m × m

Hmotnosť kozmickej lode

Užitočná hmotnosť, kg

Orbit:

výška, km

sklon, st

doba obehu, min

čas prechodu rovníka, hodina

Obdobie sledovania, dni

Priemerný denný výkon, W

Doba aktívnej existencie, roky

Kozmické lode "Kanopus-V" a BKA sú navrhnuté tak, aby riešili nasledujúce úlohy:

- vysokorýchlostný dohľad.

1.4.2 Ukrajina

Čo sa týka kozmických lodí s vysokým rozlíšením lepších ako 10 m, je tiež účelné ich stavať na kooperatívnom základe so zainteresovanými zahraničnými partnermi a vlastníkmi podobných systémov. Pri vytváraní perspektívnych kozmických lodí by sa mala venovať osobitná pozornosť zvyšovaniu informačných schopností systému. V tomto ohľade má Ukrajina niekoľko originálnych udalostí.

1.4.3 Kazachstan

Zástupcovia výskumných organizácií zapojených do implementácie kazašského vesmírneho programu a výrobných a inovačných štruktúr Kazachstanu, Ruska a ďalekých krajín sa domnievajú, že v súčasnosti by prioritným smerom rozvoja vesmírnych aktivít v Kazachstane mali byť satelitné komunikácie a vzdialené od Zeme. snímacie systémy.

2 Ruský vesmírny program

2.1 Hlavné ustanovenia ruského federálneho vesmírneho programu na roky 2006-2015

Hlavnými cieľmi programu sú:

Podmienky a fázy implementácie programu - 2006 - 2015.

V prvej etape (v období do roku 2010) sa v rámci diaľkového prieskumu Zeme vytvárajú:

Prioritné oblasti vesmírnych aktivít, ktoré prispievajú k dosiahnutiu strategických cieľov, sú:

Aktivity programu zahŕňajú aktivity financované z rozpočtových prostriedkov a aktivity realizované na úkor prostriedkov investovaných do kozmických aktivít neštátnymi zákazníkmi.

Činnosti financované z rozpočtových prostriedkov zahŕňajú práce zabezpečené v týchto častiach:

oddiel I – „Výskumné a vývojové práce“;

Pri implementácii programu sa dosiahnu tieto výsledky:

b) frekvencia aktualizácie údajov z hydrometeorologických pozorovaní sa zvýšila na 3 hodiny v prípade kozmických lodí v strednej nadmorskej výške a na skutočný čas v prípade geostacionárnych kozmických lodí, čím sa zabezpečí:

e) bol vytvorený vesmírny komplex s malou kozmickou loďou so zvýšenou presnosťou pri určovaní súradníc objektov v núdzi, zaisťujúcou pohotovosť prijatia núdzových správ do 10 sekúnd a presnosť určenia polohy objektov v núdzi až do 100 m.

Z hodnotenia veľkosti ekonomického efektu z výsledkov kozmických aktivít v sociálno-ekonomickej a vedeckej sfére vyplýva, že v dôsledku implementácie Programu sa všeobecný ekonomický efekt v období rokov 2006-2015 projektuje na úrovni 500 miliárd rubľov v cenách roku 2005.

2.2 Analýza systémov diaľkového prieskumu vesmíru.

Obrázok 13 - Orbitálna konštelácia kozmickej lode na diaľkový prieskum Zeme pre obdobie 2006-2015

Hlavnými nástrojmi diaľkového prieskumu vesmíru vyvinutými v období do roku 2015 budú v podstate kozmická loď Kanopus-V na operačné monitorovanie umelých a prírodných núdzových situácií a kozmická loď Resurs-P na operačný opticko-elektronický dohľad.

KA "Kanopus-V" č. 1, ktorý bol uvedený na trh 22. júla 2012, zahŕňa:

Komplex "Resurs-P" je pokračovaním domácich nástrojov diaľkového snímania s vysokým rozlíšením používaných v záujme sociálno-ekonomického rozvoja Ruskej federácie. Je určený na riešenie nasledujúcich úloh:

- subsystém "Arktika-MS2" štyroch kozmických lodí na poskytovanie mobilnej vládnej komunikácie, riadenia letovej prevádzky a prenosu navigačných signálov (vyvinutý OJSC "ISS pomenovaná po M.F. Reshetnev").

2.3 Vývoj pozemného komplexu na príjem, spracovanie, ukladanie a distribúciu údajov diaľkového prieskumu Zeme

Ako sa uvádza v FKP-2015, pozemnú vesmírnu infraštruktúru vrátane kozmodrómov, pozemných riadiacich zariadení, informačných prijímacích miest a experimentálnej základne na pozemné testovanie produktov rakiet a kozmickej technológie je potrebné zmodernizovať a znovu vybaviť. s novým vybavením.

Funkčná schéma integrovaného satelitného systému diaľkového snímania je znázornená na obrázku 14.

Obrázok 14 - Integrovaný satelitný systém diaľkového snímania

Ministerstvá a rezorty-spotrebitelia ERS CI na jednej strane a Federálna vesmírna agentúra na strane druhej majú teda záujem zabezpečiť koordináciu činnosti všetkých stredísk a staníc NCPOR vytvorených rôznymi rezortmi resp. organizácie a vytvorenie ich koordinovaného fungovania a interakcie podľa jednotných pravidiel, vhodných pre všetky zložky NCPOR a spotrebiteľov.

3 Analýza „Koncepcie rozvoja ruského vesmírneho systému pre diaľkový prieskum Zeme na obdobie do roku 2025“

Dôležitou časťou Koncepcie sú návrhy, ktoré zlepšujú efektívnosť využívania vesmírnych informácií v Rusku.

Hlavné problémy, ktoré určujú efektívnosť využívania vesmírnych informácií v Rusku, sú:

Tento prístup je sľubný, keďže so zrýchľovaním rozvoja národného geoinformatického trhu bude existovať stály dopyt po geopriestorových údajoch, ktoré môžu byť dopĺňané domácimi systémami diaľkového prieskumu Zeme tak, ako sa objavujú a vyvíjajú. Problémy rozvoja priemyslu diaľkového prieskumu Zeme nie sú vyriešené za jeden deň bezprostredne po vypustení nového satelitu, je potrebná pomerne dlhá etapa vytvárania stabilného dopytu po dátach diaľkového prieskumu Zeme.

9. Vyvíjať a uvádzať do prevádzky pozemné a letecké prostriedky na validáciu výsledkov tematického spracovania vesmírnych informácií.

4 Štúdia realizovateľnosti princípov financovania pri vytváraní systémov diaľkového prieskumu vesmíru

Záver

Vykonané štúdie nám umožňujú vyvodiť tieto závery:

3 A. Kucheiko. Nová politika USA v oblasti komerčného diaľkového prieskumu zeme. Cosmonautics News, č. 6, 2003

4 V. Chularis. národná vesmírna politika USA. Zahraničná vojenská revue č.1, 2007

6 V. Chularis. Geoinformačná podpora ozbrojených síl USA. Zahraničná vojenská revue, č. 10, 2005

7 Americké vesmírne spravodajstvo má nové úlohy. Veda, 03.02.06

8 Spojené štáty americké vytvorili na obežnej dráhe najväčšiu konšteláciu sledovacích satelitov v histórii. Správy z vedy. 02/03/2006

9 A. Andronov. Satelity dostupné pre teroristov. "Nezávislý vojenský prehľad", 1999

10 V. Ivančenko. Iconos bdelé oko. Časopis "COMPUTERRA", 06.09.2000

11 M. Rachmanov. Satelitná inteligencia: nové vývojové trendy. C.NEWS High Tech Edition, 2006

12 A. Kopík. Spustil nový komerčný „špión“. "Cosmonautics News", č. 6, 2003.

13 M. Rachmanov. Satelitné snímanie: zmena je nevyhnutná. C.NEWS High Tech Edition, 2006

16 Yu.B. Baranov. Trh s údajmi diaľkového prieskumu zeme v Rusku. Časopis priestorových údajov, číslo 5, 2005

17 Francúzska rozviedka sa ponáhľa do vesmíru. Veda, 27.12.04.

18 Radarové snímky: Nemecko sa ujíma vedenia. Veda, 20. 3. 2006.

19 Maxim Rakhmanov „Nemecko spúšťa vesmírny špionážny systém“, Nauka, CNews, 2003.

20 A. Kucheiko. Systém prieskumu a sledovania vesmíru za každého počasia: pohľad z Talianska. "Cosmonautics News", č. 5, 2002

21 A. Kucheiko. Japonsko vytvorilo najväčší vesmírny spravodajský systém. "Cosmonautics News", č. 4, 2007

22 Japonská raketa vyniesla na obežnú dráhu ťažký satelit ALOS. Veda, 24. 1. 2006.

28 Radarový satelit: Kanada chráni Rusko pred slepým. Veda, 2005

vedúcu pozíciu Spojených štátov amerických ako svetového lídra vo vývoji a využívaní systémov diaľkového prieskumu Zeme (ERS). Hlavné úsilie štátnej regulácie priemyslu diaľkového snímania v Spojených štátoch je zamerané na podporu rozvoja trhu

mechanizmov.

Základným dokumentom v tejto oblasti je smernica o vesmírnej politike o využívaní komerčných systémov diaľkového snímania, schválená prezidentom Spojených štátov amerických.

marca 1994, ktorý načrtol základy politiky USA v oblasti prístupu zahraničných zákazníkov k zdrojom amerických systémov diaľkového prieskumu Zeme.

Nová politika má za cieľ ešte viac posilniť vedúcu pozíciu v

svet amerických spoločností a pokrýva tieto oblasti činnosti:

− udeľovanie licencií na činnosť a fungovanie RS CS;

− využitie prostriedkov ERS CS v záujme obrany, spravodajstva a

iné ministerstvá vlády USA;

− prístup zahraničných zákazníkov (štátnych a komerčných) k zdrojom DPZ, export technológií a materiálov DPZ;

− medzivládna spolupráca v oblasti vojenských a komerčných vesmírnych snímok.

Hlavným cieľom politiky je posilňovanie a ochrana národnej bezpečnosti USA a záujmov krajiny na medzinárodnej scéne posilňovaním vedúcich pozícií v r.

oblasti diaľkového prieskumu CS a rozvoja národného priemyslu. Ciele, ktoré politika sleduje, sú stimulovať hospodársky rast, chrániť životné prostredie a posilňovať

vedeckej a technologickej excelentnosti.

Nová smernica sa dotýka aj oblasti komercializácie ozvučovacích systémov.

Na nekomerčnej báze sa podľa expertov technológie diaľkového prieskumu nielenže nebudú vyvíjať, ale ešte hodia Spojené štáty (ale aj ktorúkoľvek inú krajinu) ďaleko od popredných svetových pozícií. Materiály na prezeranie vesmíru, podľa vlády USA,

sa stávajú žiadanými zo strany vládnych ministerstiev pre ich potreby produkty systémov diaľkového snímania získané na komerčnej báze. Zároveň je jedným z

hlavné ciele - odbremeniť Národnú spravodajskú komunitu od veľkého množstva žiadostí o tieto produkty od rôznych agentúr USA. Druhou, no nemenej dôležitou úlohou novej politiky vlády v oblasti kozmického priestoru je komercializácia systémov diaľkového prieskumu Zeme s cieľom ešte viac posilniť popredné svetové

postavenie amerických spoločností – prevádzkovateľov vesmírnych sondážnych systémov. Smernica definuje postup udeľovania licencií na činnosti systému diaľkového prieskumu Zeme v

záujmy ministerstva obrany, spravodajských služieb a iných rezortov, napríklad ministerstva zahraničných vecí a pod. A tiež stanovuje určité obmedzenia pre zahraničných zákazníkov výrobkov

systémy diaľkového prieskumu Zeme a export technológií a materiálov preň a definuje základ pre medzivládnu spoluprácu v oblasti vojenských a komerčných typov

Kroky americkej vlády zabezpečujú posilnenie a ochranu národnej bezpečnosti, ako aj vytváranie priaznivých podmienok pre krajinu na medzinárodnej scéne posilnením vedúcej pozície Ameriky v oblasti

Diaľkový prieskum Zeme a rozvoj vlastného priemyslu. Za týmto účelom vláda

obrovské právomoci boli udelené americkému Národnému úradu pre mapovanie a zobrazovanie informácií – NIMA, ktorý je súčasťou spravodajskej komunity USA ako štrukturálna jednotka. NIMA je funkčne zodpovedná za zber a distribúciu informácií o druhoch získaných z vesmírnych systémov diaľkového snímania

vládne rezorty a zahraniční spotrebitelia, získavanie a distribúcia

ktoré sa vyrábajú len so súhlasom Ministerstva zahraničných vecí USA. Ministerstvo obchodu a NASA sú poverené koordináciou žiadostí o produkty diaľkového snímania v komerčnom sektore podľa pokynov. To umožňuje používanie rovnakých informácií o druhoch rôznymi oddeleniami, ktoré sa zaujímajú o rovnaké oblasti prieskumu.

Občianske potreby v oblasti diaľkového prieskumu Zeme určujú ministerstvá obchodu,

Vnútorné záležitosti a vesmírna agentúra NASA. Taktiež vyčleňujú primerané finančné prostriedky na realizáciu projektov v tejto oblasti. Pomoc pri implementácii

programy diaľkového prieskumu civilnej vlády poskytuje NIMA. Toto

organizácia vedie aj v príprave akčných plánov implementácie novej vesmírnej politiky, na príprave ktorej sa okrem NIMA podieľali aj ministri obrany, obchodu, ministerstvo zahraničia a riaditeľ ústrednej rozviedky (súbežne aj riaditeľ CIA).

Geoinovačná agentúra "Innoter"

Charakteristicky sú tieto otázky riešené zákonom, formou prerokovania a prijímania zákonov. Berie sa do úvahy, že také vládne nástroje diaľkového snímania, ako je Landsat,

Terra, Aqua a ďalšie budú použité na riešenie obranných a spravodajských úloh, keď bude pre prevádzkovú spoločnosť nerentabilné prijímať informácie pomocou komerčných systémov diaľkového prieskumu. NIMA vytvára všetky potrebné podmienky pre americký priemysel, aby získal konkurenčnú výhodu nad ostatnými

krajín. Vláda USA garantuje podporu pre rozvoj trhu so systémami diaľkového snímania, vyhradzuje si tiež právo obmedziť predaj generických produktov v určitých

krajín v záujme pozorovania vedúcej úlohy Spojených štátov amerických v oblasti zariadení na diaľkové snímanie vesmíru. Smernica stanovuje, že CIA a ministerstvo obrany by mali monitorovať ich podstatu

metódy a metódy stav rozvoja DPZ v iných krajinách tak, aby priemysel USA nestratil svoje vedúce postavenie vo svete na trhoch DPZ.

Vláda USA nezakazuje svojmu MO nakupovať akýkoľvek druh materiálov

od obchodných firiem. Priamy prínos je jasný: nie je potrebné vypúšťať nový satelit diaľkového snímania alebo presmerovať už fungujúci satelit diaľkového snímania na vojenskú oblasť záujmu. Áno, a účinnosť sa stáva najvyššou. Toto robí americké ministerstvo obrany s radosťou,

čím sa rozvíjajú obchodné štruktúry zapojené do rozvoja a

pomocou systémov diaľkového snímania.

Hlavné myšlienky novej vesmírnej politiky:

− je uzákonené, že zdroje amerického diaľkového prieskumu KS budú v

využiť v maximálnej miere na riešenie obrany, spravodajstva

úloh pri zabezpečovaní vnútornej a medzinárodnej bezpečnosti av záujme

civilní užívatelia;

− vládne systémy diaľkového snímania (napr. Landsat, Terra, Aqua).

zamerané na úlohy, ktoré operátori CS nedokážu efektívne vyriešiť

Diaľkový prieskum zeme vzhľadom na ekonomické faktory, záujmy zabezpečenia národnej

bezpečnostné alebo iné dôvody;

− nadviazanie a rozvoj dlhodobej spolupráce medzi

vládne orgány a americký letecký priemysel, poskytovanie operačného mechanizmu na licencovanie činností v oblasti prevádzky prevádzkovateľov systémov diaľkového prieskumu Zeme a exportu technológií a materiálov diaľkového prieskumu Zeme;

− vytváranie podmienok, ktoré americkému priemyslu poskytujú konkurenčné výhody pri poskytovaní služieb diaľkového prieskumu Zeme zahr

vládnych a komerčných zákazníkov.

Geoinovačná agentúra "Innoter"

Nová politika diaľkového snímania je prvým krokom, ktorý Bushova administratíva urobila na revíziu vesmírnej politiky USA. Je zrejmé, že prijatie dokumentu prebehlo s aktívnym

lobistické korporácie v leteckom priemysle, ktoré nové pravidlá hry privítali. Predchádzajúca politika, definovaná PDD-23, podporila vznik a rozvoj komerčných médií s vysokým rozlíšením. Nový dokument garantuje štátnu podporu pre rozvoj trhu diaľkového prieskumu Zeme, a

tiež stanovuje, že priemysel vyvinie nové komerčné projekty, berúc do úvahy potreby generických produktov identifikovaných civilným

a rezorty obrany.

Ďalším dôležitým aspektom je, že štát sa stáva „medzinárodným ťahúňom“

komerčné informácie diaľkový prieskum zeme. V štruktúre predaja vizuálnych informácií komerčnými operátormi predtým dominovali zákazníci z oblasti obrany a iných vládnych inštitúcií.

Rozsah nákupov bol však relatívne nízky a trh s priestorom

materiály diaľkového snímania sa vyvíjali pomaly. V posledných rokoch, po nástupe CS s vysokým rozlíšením (0,5-1 m), sa situácia začala meniť. Komerčné systémy s vysokým a stredným rozlíšením sa teraz považujú za hlavný doplnok

vojenské vesmírne systémy, umožňujúce zvýšiť efektivitu plnenia objednávok

a výkonu integrovaného systému ako celku, vymedzujú funkcie a rozširujú okruh používateľov vizuálnych informácií.

Za posledných 5-7 rokov sa panoramatická fotografia s pomocou komerčných kozmických lodí stala najdôležitejším zdrojom aktuálnych a kvalitných vizuálnych informácií vďaka

niekoľko dôvodov:

− zdroje vojenských sledovacích systémov sú obmedzené z dôvodu rozšírenia okruhu úloh a počtu spotrebiteľov, v dôsledku čoho sa znížila efektivita riešenia problémov prieskumu;

− komerčné video produkty so stredným a nízkym rozlíšením sa stali dostupnejšími,

v dôsledku zavedenia princípov priameho vysielania a rastu ponuky služieb na medzinárodnom trhu;

− výrazne vzrástol trh s obrázkami s vysokým rozlíšením (až 1 m a lepším) a zvýšil sa počet prevádzkovateľov komerčných panoramatických zobrazovacích systémov, čo viedlo k zvýšeniu konkurencie a nižším nákladom na služby;

− komerčné špecifické produkty nemajú pečať tajomstva, preto podliehajú širokej distribúcii medzi nižšími úrovňami velenia ozbrojených síl, velením spojeneckých síl a inými rezortmi (Ministerstvo zahraničných vecí, Ministerstvo pre mimoriadne situácie, pohraničná služba) a

dokonca aj médiá.

Geoinovačná agentúra "Innoter"

Americký prezident George W. Bush schválil 31. augusta 2006 koncepciu „Národnej vesmírnej politiky USA“, ktorá predstavuje

základné princípy, ciele, úlohy a aktivity amerického vojensko-politického vedenia, federálnych ministerstiev a rezortov, ako aj komerčných štruktúr na využívanie kozmického priestoru v národnom záujme. Tento dokument nahradil prezidentskú smernicu z roku 1996 s rovnakým názvom.

Uvoľnenie „národnej vesmírnej politiky“ bolo spôsobené rastúcim významom vesmírnych systémov pri zabezpečovaní národnej bezpečnosti Spojených štátov, resp.

aj potrebu zosúladiť prebiehajúcu vesmírnu politiku s novými podmienkami situácie.

Implementácia vesmírnych programov bola vyhlásená za prioritnú oblasť činnosti. Americké vojensko-politické vedenie bude zároveň

dodržiavať niekoľko základných zásad:

− všetky krajiny majú právo slobodne využívať vesmír na mierové účely, čo umožňuje Spojeným štátom vykonávať vojenské a spravodajské činnosti v národnom záujme;

− akékoľvek nároky sú zamietnuté. akúkoľvek krajinu na výhradné použitie kozmického priestoru, nebeských telies alebo ich častí, ako aj obmedzenie práv USA na takéto aktivity;

− Biely dom sa zaviazal spolupracovať s CDF iných štátov v rámci

využívanie vesmíru na mierové účely s cieľom rozšíriť možnosti, ktoré sa v tomto smere poskytujú, a dosiahnuť lepšie výsledky pri prieskume vesmíru;

− Americká kozmická loď musí voľne operovať vo vesmíre.

Preto budú USA považovať akékoľvek zasahovanie do fungovania svojich CC za porušenie ich práv;

− CS vrátane pozemných a vesmírnych komponentov, ako aj komunikačných liniek, ktoré zabezpečujú ich fungovanie, sa považujú za nevyhnutné pre národné záujmy krajiny.

IN V tejto súvislosti Spojené štáty:

− chrániť svoje práva na slobodné využívanie vesmíru;

− odrádzať alebo odrádzať iné krajiny od konania alebo rozvoja prostriedkov na porušovanie týchto práv;