Sergei Revnivykh, GLONASS Müdürlüğü Başkan Yardımcısı, OJSC Bilgi Uydu Sistemleri GLONASS Sistem Geliştirme Departmanı Direktörü V.I. Akademisyen M.F. Reşetnev"

Belki de ekonominin her türlü ulaşımdan tarıma kadar uydu navigasyon teknolojilerinin henüz kullanılmadığı tek bir sektörü yoktur. Ve uygulama alanları sürekli genişlemektedir. Ayrıca, çoğunlukla, alıcı cihazlar en az iki küresel navigasyon sisteminden - GPS ve GLONASS - sinyal alır.

Sorun Durumu

Öyle oldu ki, GLONASS sisteminin ana geliştiricisinin Roskosmos olduğu gerçeği göz önüne alındığında, GLONASS'ın Rusya'daki uzay endüstrisinde kullanımı beklendiği kadar büyük değil. Evet, uzay aracımızın, taşıyıcılarımızın, üst aşamalarımızın çoğu, yerleşik ekipmanlarının bir parçası olarak halihazırda GLONASS alıcılarına sahiptir. Ancak şimdiye kadar ya yardımcı araçlardır ya da yükün bir parçası olarak kullanılırlar. Şimdiye kadar, yörünge ölçümleri yapmak, Dünya'ya yakın uzay araçlarının yörüngelerini belirlemek, senkronizasyon için, çoğu durumda, çoğu kaynaklarını uzun süredir tüketmiş olan komuta ölçüm kompleksinin yer tabanlı araçları kullanılmaktadır. Ek olarak, ölçüm cihazları, yörüngenin doğruluğunu etkileyen tüm uzay aracı yörüngesinin küresel kapsamına izin vermeyen Rusya Federasyonu topraklarında bulunmaktadır. GLONASS navigasyon alıcılarının yörünge ölçümleri için standart yerleşik ekipmanın bir parçası olarak kullanılması, düşük yörüngeli uzay aracının yörüngesinin doğruluğunu (yörünge takımyıldızının ana bölümünü oluştururlar) seviyesinde elde etmeyi mümkün kılacaktır. Gerçek zamanlı olarak yörüngenin herhangi bir noktasında 10 santimetre. Aynı zamanda, yörünge ölçümlerinin gerçekleştirilmesine komuta ölçüm kompleksinin araçlarını dahil etmeye, performanslarını ve personelin bakımını sağlamak için para harcamaya gerek yoktur. Planlama problemlerinin çözümü için bir veya iki istasyonun panodan navigasyon bilgisi alıp uçuş kontrol merkezine iletmesi yeterlidir. Bu yaklaşım, tüm balistik ve navigasyon desteği stratejisini değiştirir. Ancak yine de, bu teknoloji dünyada zaten oldukça iyi gelişmiştir ve özellikle zor değildir. Sadece böyle bir teknolojiye geçmek için bir karar gerektirir.

Önemli sayıda düşük yörüngeli uzay aracı, Dünya'nın uzaktan algılanması ve bilimsel problemlerin çözülmesi için uydulardır. Teknolojilerin ve gözlem araçlarının gelişmesi, çözünürlüğün artmasıyla birlikte, alınan hedef bilgilerinin çekim anında uydu koordinatlarına bağlanmasının doğruluğu için gereksinimler artmaktadır. A posteriori modda, görüntülerin ve bilimsel verilerin işlenmesi için birçok durumda yörüngenin doğruluğunun santimetre düzeyinde bilinmesi gerekir.

Dünyayı incelemenin temel sorunlarını çözmek ve uzay aracı hareket modellerini rafine etmek için özel olarak tasarlanmış özel jeodezik sınıf uzay araçları (Lageos, Etalon gibi) için, santimetre yörünge doğruluğu zaten elde edilmiştir. Ancak bu araçların atmosferin dışında uçtuğunu ve güneş basıncı dalgalanmalarının belirsizliğini en aza indirmek için küresel bir şekle sahip olduğunu unutmamalıyız. Yörünge ölçümleri için, ucuz olmayan küresel bir uluslararası lazer telemetre ağı kullanılır ve araçların çalışması büyük ölçüde hava koşullarına bağlıdır.

Uzaktan algılama ve bilim uzay aracı esas olarak 2000 km'ye kadar olan irtifalarda uçar, karmaşık bir geometrik şekle sahiptir ve atmosferden ve güneş basıncından tam olarak rahatsızlık duyar. Uluslararası servislerin lazer olanaklarını kullanmak her zaman mümkün değildir. Bu nedenle, bu tür uyduların yörüngelerini santimetre doğrulukla elde etme görevi çok zordur. Özel hareket modelleri ve bilgi işleme yöntemlerinin kullanılması gereklidir. Son 10-15 yılda, yerleşik yüksek hassasiyetli GNSS navigasyon alıcılarını (esas olarak GPS) kullanarak bu tür sorunları çözmek için dünya uygulamasında önemli ilerleme kaydedilmiştir. Bu alandaki öncü, 20 yıl önce yörünge doğruluğu 10 cm (yarıçapta 2.5 cm) seviyesinde sağlanan Topex-Poseidon uydusuydu (ortak NASA-CNES projesi, 1992-2005, yükseklik 1.336 km, eğim 66). .

Önümüzdeki on yılda, Rusya Federasyonu, çeşitli amaçlarla uygulanan sorunları çözmek için oldukça fazla uzaktan algılama uzay aracı fırlatmayı planlıyor. Özellikle, bir dizi uzay sistemi için, hedef bilgilerinin çok yüksek doğrulukla bağlanması gereklidir. Bunlar, keşif, haritalama, buz koşullarının izlenmesi, acil durumlar, meteoroloji ve ayrıca Dünya ve okyanusları inceleme alanındaki bir dizi temel bilimsel görev, jeoidin yüksek hassasiyetli dinamik bir modelini oluşturma, yüksek - iyonosfer ve atmosferin hassas dinamik modelleri. Uzay aracının konumunun doğruluğunun zaten tüm yörünge boyunca santimetre düzeyinde bilinmesi gerekiyor. Bir posteriori doğruluktan bahsediyoruz.

Bu, uzay balistikleri için zaten zor bir iştir. Belki de bu soruna bir çözüm sağlamanın tek yolu, yerleşik GNSS navigasyon alıcısından alınan ölçümlerin kullanılması ve buna karşılık gelen navigasyon bilgilerinin yerde yüksek hassasiyette işlenmesidir. Çoğu durumda, bu, GPS ve GLONASS sistemlerinde çalışan birleşik bir alıcıdır. Bazı durumlarda, yalnızca GLONASS sistemini kullanmak için gereksinimler ileri sürülebilir.

GLONASS kullanarak yüksek hassasiyetli yörünge belirleme deneyi

Ülkemizde, jeodezik sınıfın navigasyon alıcılarını kullanarak yüksek hassasiyetli koordinatlar elde etme teknolojisi, Dünya yüzeyindeki jeodezik ve jeodinamik problemleri çözmek için iyi gelişmiştir. Bu, sözde yüksek hassasiyetli konumlandırma (hassas nokta konumlandırma) teknolojisidir. Teknolojinin özelliği şudur:

* koordinatlarının belirtilmesi gereken navigasyon alıcısının ölçümlerini işlemek için GNSS sinyallerinin navigasyon çerçevelerinden gelen bilgiler kullanılmaz. Navigasyon sinyalleri, esas olarak sinyalin taşıyıcı fazının ölçümlerine dayalı olarak, yalnızca mesafe ölçümleri için kullanılır;

* Yüksek hassasiyetli yörüngeler ve yerleşik saat düzeltmeleri, GNSS navigasyon sinyallerini almak için küresel istasyon ağının ölçümlerinin sürekli işlenmesi temelinde elde edilen navigasyon uzay aracının geçici zaman bilgisi olarak kullanılır. Artık çoğunlukla Uluslararası GNSS Hizmetinin (IGS) çözümleri kullanılıyor;

* Koordinatları belirlenecek olan navigasyon alıcısının ölçümleri, özel işleme yöntemleri kullanılarak yüksek hassasiyetli efemeris-zaman bilgisi ile birlikte işlenir.

Sonuç olarak, alıcının koordinatları (alıcı antenin faz merkezi) birkaç santimetre hassasiyetle elde edilebilir.

Rusya'da birkaç yıldır arazi yönetimi, kadastro, inşaat sorunlarının yanı sıra bilimsel sorunları çözmek için bu tür araçlar mevcuttur ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, yazar, düşük yörüngeli uzay aracının yörüngelerinin yüksek hassasiyette belirlenmesi problemlerini çözebilecek araçlar hakkında henüz bir bilgiye sahip değildi.

Birkaç ay önce gerçekleştirilen bir girişim deneyi, bu tür araçların prototiplerine sahip olduğumuzu ve bunların düşük yörüngeli uzay araçları için yüksek hassasiyetli balistik ve navigasyon desteği için standart endüstri araçları oluşturmak için kullanılabileceğini gösterdi.

Deney sonucunda, düşük yörüngeli uzay aracının yörüngesinin birkaç santimetre düzeyinde yüksek hassasiyetle belirlenmesi için mevcut prototipleri kullanma olasılığı doğrulandı.

Deney için, GLONASS/GPS kombine navigasyon alıcısı ile donatılmış, uzaktan algılamalı "Resurs-P" No. 1 (ortalama 475 km irtifaya sahip dairesel güneş-senkron yörünge) bir uçan yerli uzay aracı seçildi. Sonucu doğrulamak için, GPS alıcılarının kurulu olduğu GRACE jeodezik uzay aracı (2002-2016 ortak bir NASA ve DLR projesi, 500 km yükseklik, eğim 90) için veri işleme tekrarlandı. Deneyin özellikleri aşağıdaki gibidir:

* GLONASS sisteminin Resurs-P uzay aracının yörüngesini belirleme yeteneklerini değerlendirmek için (genel bir görünüm Şekil 1'de gösterilmiştir), sadece GLONASS sistem ölçümleri kullanıldı (JSC tarafından geliştirilen 4 set yerleşik navigasyon alıcısı) RIRV);

* GRACE sisteminin uzay aracının yörüngesini elde etmek için (genel görünüm Şekil 2'de gösterilmiştir), yalnızca GPS ölçümleri kullanıldı (ölçümler ücretsiz olarak kullanılabilir);

* GLONASS ve GPS navigasyon uydularının yüksek hassasiyetli efemeris ve yerleşik saat düzeltmeleri, yardımcı bilgiler olarak kullanıldı ve IAC KVNO TsNIIMash'te IGS küresel ağ istasyonlarından alınan ölçümlerin işlenmesine dayalı olarak elde edildi (veriler ücretsiz olarak kullanılabilir) . Bu verilerin doğruluğunun IGS hizmeti tarafından değerlendirilmesi, Şekil 2'de gösterilmiştir. 3 ve yaklaşık 2,5 cm'dir IGS hizmetinin küresel GLONASS/GPS istasyonları ağının konumu, Şek. 4;

* Düşük yörüngeli uzay aracının yörüngesinin yüksek hassasiyetle belirlenmesini sağlayan donanım ve yazılım kompleksinin bir maket örneği (CJSC GEO-TsUP'nin inisiyatif geliştirmesi). Örnek ayrıca, yüksek hassasiyetli efemeris-zaman bilgilerini kullanarak ve yerleşik alıcıların oturum operasyonunun özelliklerini dikkate alarak, Resurs-P uzay aracının yerleşik alıcılarının ölçümlerinin kodunun çözülmesini sağlar. Mock-up numunesi, GRACE uzay aracı sisteminin ölçümlerine göre test edildi.

Pirinç. 1. Resurs-P uzay aracının genel görünümü.

Pirinç. Şekil 2. GRACE sisteminin uzay aracının genel görünümü.

Pirinç. 3. IGS hizmeti tarafından IAC KVNO TsNIIMash'in kısa ömürlülüğünün doğruluğunun tahmini. GLONASS navigasyon uydularının yardımcı efemeris bilgilerinin doğruluğu (tanım - IAC, grafikte koyu mavi noktalar) 2,5 cm'dir.

Pirinç. 4. Uluslararası IGS hizmetinin küresel GLONASS/GPS istasyonları ağının konumu (kaynak - http://igscb.jpl.nasa.gov/network/iglos.html).

Deney sonucunda, düşük yörüngeli uzay aracının yerli balistik ve navigasyon desteği için eşi benzeri görülmemiş bir sonuç elde edildi:

* Resurs-P uzay aracının yerleşik navigasyon alıcılarının yardımcı bilgileri ve gerçek ölçümleri dikkate alındığında, bu uzay aracının 8-10 cm hassasiyetle yüksek hassasiyetli bir yörüngesi sadece GLONASS ölçümlerinden elde edildi (bkz. Şekil 5) .

* Deney sırasında sonucu doğrulamak için, GRACE sisteminin jeodezik uzay aracı için, ancak GPS ölçümleri kullanılarak benzer hesaplamalar yapıldı (bkz. Şekil 6). Bu uzay aracının yörüngesinin doğruluğu, IGS hizmetinin önde gelen analiz merkezlerinin sonuçlarıyla tamamen örtüşen 3-5 cm seviyesinde elde edildi.

Pirinç. Şekil 5. Yalnızca yardımcı bilgiler kullanılarak GLONASS ölçümlerinden elde edilen Resurs-P uzay aracının yörüngesinin doğruluğu, dört set yerleşik navigasyon alıcısının ölçümlerinden tahmin edilmiştir.

Pirinç. Şekil 6. Yardımcı bilgiler kullanılarak yalnızca GPS ölçümlerinden elde edilen GRACE-B yörüngesinin doğruluğu.

İlk aşamanın ANNKA sistemi

Deneyin sonuçlarına dayanarak, aşağıdaki sonuçlar objektif olarak takip edilir:

Rusya'da, düşük yörüngeli uzay aracının yörüngelerinin yüksek hassasiyetle belirlenmesi sorunlarını yabancı bilgi işlem merkezleriyle rekabetçi bir düzeyde çözmek için önemli bir yerel gelişme birikimi var. Bu temele dayanarak, bu tür sorunları çözmek için kalıcı bir endüstri balistik merkezinin oluşturulması büyük harcamalar gerektirmeyecektir. Bu merkez, GLONASS ve/veya GLONASS/GPS uydu navigasyon ekipmanı ile donatılmış herhangi bir uzaktan algılama uydusunun yörüngelerinin yüksek hassasiyetle belirlenmesi için, uzaktan algılama uydularından gelen bilgileri koordinatlara bağlaması gereken tüm ilgili kuruluşlara hizmet verebilecektir. Gelecekte, Çin BeiDou sisteminin ve Avrupa Galileo'sunun ölçümleri de kullanılabilir.

GLONASS ölçümlerini kullanarak, yüksek hassasiyetli problemleri çözerken, çözümlerin doğruluğunun pratikte GPS ölçümlerini kullanmaktan daha kötü olmamasını sağlamanın mümkün olduğu ilk kez gösterilmiştir. Nihai doğruluk, esas olarak, yardımcı efemeris bilgisinin doğruluğuna ve düşük yörüngeli uzay aracı hareket modelinin bilgisinin doğruluğuna bağlıdır.

Koordinatlara yüksek hassasiyette referans veren yerli uzaktan algılama sistemlerinin sonuçlarının sunulması, Dünya'nın uzaktan algılanması sonuçları için küresel pazardaki önemini ve rekabet gücünü (büyüme ve piyasa fiyatı dikkate alınarak) önemli ölçüde artıracaktır.

Bu nedenle, Rusya Federasyonu'nda LEO SC'ler için Yardımlı Navigasyon sisteminin (kod adı - ANNKA sistemi) ilk aşamasını oluşturmak için tüm bileşenler mevcuttur (veya yapım aşamasındadır):

* GLONASS ve GPS operatörlerinden bağımsız olarak yüksek hassasiyetli efemeris-zaman bilgisi almanızı sağlayan kendi temel özel yazılımına sahiptir;

* düşük yörüngeli uzay aracının yörüngelerini mümkün olan en kısa sürede santimetre hassasiyetle belirlemek için standart bir donanım-yazılım kompleksinin oluşturulabileceği bazında özel bir yazılım prototipi vardır;

* Sorunu bu kadar doğrulukla çözmeyi sağlayan yerleşik navigasyon alıcılarının yerli örnekleri vardır;

* Roskosmos, GNSS navigasyon sinyallerini almak için kendi küresel istasyon ağını oluşturuyor.

İlk aşamanın (a posteriori modu) uygulanması için ANNKA sisteminin mimarisi Şekil 2'de gösterilmektedir. 7.

Sistemin işlevleri aşağıdaki gibidir:

* küresel ağdan ANNKA sisteminin bilgi işlem merkezine ölçüm alma;

* ANNKA merkezinde GLONASS ve GPS sistemlerinin (gelecekte - BeiDou ve Galileo sistemleri için) navigasyon uyduları için yüksek hassasiyetli efemerlerin oluşturulması;

* Alçak yörüngeli uzaktan algılama uzay aracına kurulu yerleşik uydu navigasyon ekipmanının ölçümlerinin alınması ve ANNKA merkezine iletilmesi;

* ANNKA merkezindeki uzaktan algılama uydusunun yüksek hassasiyetli yörüngesinin hesaplanması;

* yüksek hassasiyetli ERS uydu yörüngesinin, ERS sisteminin yer tabanlı özel kompleksinin veri işleme merkezine aktarılması.

Sistem, GLONASS sisteminin bakımı, geliştirilmesi ve kullanımı için federal hedef programın mevcut faaliyetleri çerçevesinde bile mümkün olan en kısa sürede oluşturulabilir.

Pirinç. Şekil 7. Alçak yörüngeli uzay aracının yörüngelerinin 3-5 cm seviyesinde belirlenmesini sağlayan ilk aşamadaki (a posteriori mod) ANNKA sisteminin mimarisi.

Daha fazla gelişme

ANNKA sisteminin, düşük yörüngeli uzay aracının yörüngesinin gerçek zamanlı olarak yüksek hassasiyetli belirleme ve tahmin modunun gemide uygulanması yönünde daha da geliştirilmesi, bu tür uydular için tüm balistik ve navigasyon desteği ideolojisini kökten değiştirebilir ve tamamen terk edebilir. komuta ve ölçüm kompleksinin yer tabanlı ölçümlerinin kullanımı. Ne kadar olduğunu söylemek zor, ancak kara tesislerinin ve personelinin çalışması için ödeme yapıldığında, balistik ve navigasyon desteğinin operasyonel maliyetleri önemli ölçüde azalacaktır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde NASA, 10 yıldan uzun bir süre önce, TDRSS uzay aracı kontrolü için bir iletişim uydu sistemi ve daha da önce oluşturulan GDGPS küresel yüksek hassasiyetli navigasyon sistemi temelinde böyle bir sistem yarattı. Sisteme TASS adı verildi. 10-30 cm seviyesinde gerçek zamanlı olarak yörünge belirleme görevlerini gemide çözmek için tüm bilimsel uzay araçlarına ve düşük yörüngelerdeki uzaktan algılama uydularına yardımcı bilgiler sağlar.

Gemideki yörüngeleri gerçek zamanlı olarak 10-30 cm doğrulukla belirleme sorunlarına çözüm sağlayan ikinci aşamadaki ANNKA sisteminin mimarisi Şekil 2'de gösterilmektedir. 8:

ANNKA sisteminin ikinci aşamadaki işlevleri şu şekildedir:

* küresel ağın GNSS navigasyon sinyallerini gerçek zamanlı olarak ANNKA veri işleme merkezine almak için istasyonlardan ölçüm alma;

* ANNKA merkezinde gerçek zamanlı olarak GLONASS ve GPS sistemlerinin (gelecekte - BeiDou ve Galileo sistemleri için) navigasyon uyduları için yüksek hassasiyetli efemerlerin oluşturulması;

* iletişim sistemlerinin uzay aracı rölesinde (kalıcı olarak, gerçek zamanlı olarak) yüksek hassasiyetli efemerisleri işaretleyin;

* düşük yörüngeli uzaktan algılama uyduları için röle uyduları tarafından yüksek hassasiyetli efemeris (yardımcı bilgi) aktarımı;

* Alınan GNSS seyrüsefer sinyallerini yardımcı bilgilerle birlikte işleyebilen özel uydu seyrüsefer ekipmanı kullanarak gemide uzaktan algılama uzay aracının yüksek hassasiyetli konumunu elde etmek;

* Yer tabanlı özel bir uzaktan algılama kompleksinin veri işleme merkezine yüksek hassasiyette bağlanma ile hedef bilgilerinin iletilmesi.

Pirinç. Şekil 8. Alçak yörüngeli uzay aracının yörüngelerinin gemide gerçek zamanlı olarak 10-30 cm düzeyinde belirlenmesini sağlayan ikinci aşamadaki (gerçek zamanlı mod) ANNKA sisteminin mimarisi.

Mevcut yeteneklerin analizi, deneysel sonuçlar, Rusya Federasyonu'nun, bu araçların yönetim maliyetini önemli ölçüde azaltacak ve önde gelen iş yükünü azaltacak, düşük yörüngeli uzay aracının yüksek hassasiyetli destekli navigasyon sistemi oluşturmaya iyi bir başlangıç ​​yaptığını gösteriyor. acil problemlerin çözümünde yüksek hassasiyetli uzay aracı navigasyonu alanında uzay güçleri, bilimsel ve uygulamalı problemler. Alçak yörüngeli uzay aracı kontrol teknolojisinin evriminde gerekli adımı atmak için sadece uygun bir karar vermek gerekiyor.

İlk aşamadaki ANNKA sistemi, minimum maliyetle mümkün olan en kısa sürede oluşturulabilir.

İkinci aşamaya geçmek için, eyalet veya federal hedefli programlar çerçevesinde sağlanması gereken bir dizi önlemin uygulanması gerekecektir:

* ya sabit yörüngede ya da eğimli jeosenkron yörüngelerde, Dünya'ya yakın uzay araçlarının sürekli kontrolünü sağlamak için özel bir iletişim uydu sisteminin oluşturulması;

* gerçek zamanlı olarak yardımcı efemeris bilgilerinin oluşturulması için donanım-yazılım kompleksinin modernizasyonu;

* GNSS navigasyon sinyallerini almak için Rus küresel istasyon ağının oluşturulmasının tamamlanması;

* GNSS navigasyon sinyallerini gerçek zamanlı olarak yardımcı bilgilerle birlikte işleyebilen yerleşik navigasyon alıcılarının üretiminin geliştirilmesi ve organizasyonu.

Bu tedbirlerin uygulanması ciddi ama oldukça gerçekleştirilebilir bir iştir. ORSC işletmeleri tarafından, Federal Uzay Programı çerçevesinde ve GLONASS Sisteminin Bakımı, Geliştirilmesi ve Kullanımı için Federal Hedef Programı çerçevesinde halihazırda planlanmış faaliyetler dikkate alınarak, uygun ayarlamalara tabi olarak gerçekleştirilebilir. Oluşturulması ve ekonomik etkisi için maliyetlerin tahmini, Dünya'nın uzaktan algılanması için uzay sistemleri, uydu iletişim sistemleri, uzay sistemleri ve bilimsel amaçlı komplekslerin oluşturulması için planlanan projeler dikkate alınarak yapılması gereken gerekli bir aşamadır. Bu maliyetlerin kendilerini haklı çıkaracağı kesindir.

Sonuç olarak, yazar, yerel uydu navigasyonu alanında önde gelen uzmanlara Arkady Tyulakov, Vladimir Mitrikas, Dmitry Fedorov, Ivan Skakun'a bu makale, uluslararası IGS servisi ve liderleri için deneyi organize ettikleri ve materyalleri sağladıkları için içten şükranlarını sunar - Urs Hugentobl ve Ruth Nilan - navigasyon sinyallerini almak için küresel istasyon ağının ölçümlerinden ve ayrıca yardım eden ve müdahale etmeyen herkese tam olarak yararlanma fırsatı için.

Uzaktan algılama uydusu “Resurs-P”

Dünyanın uzaktan algılaması (ERS), çeşitli görüntüleme ekipmanlarıyla donatılmış havacılık ve uzay araçlarıyla yüzeyin gözlemlenmesidir. Görüntüleme ekipmanı tarafından alınan dalga boylarının çalışma aralığı, bir mikrometrenin (görünür optik radyasyon) kesirlerinden metrelere (radyo dalgaları) kadar değişir. Sondaj yöntemleri pasif olabilir, yani, güneş aktivitesi nedeniyle Dünya yüzeyindeki nesnelerin doğal yansıyan veya ikincil termal radyasyonunu kullanabilir ve yapay bir yönsel eylem kaynağı tarafından başlatılan nesnelerin uyarılmış radyasyonunu kullanarak aktif olabilir. (KA) ile elde edilen uzaktan algılama verileri, atmosferin şeffaflığına büyük ölçüde bağımlılık ile karakterize edilir. Bu nedenle uzay aracı, farklı aralıklarda elektromanyetik radyasyonu algılayan çok kanallı pasif ve aktif ekipman kullanır.

1960-70'lerde fırlatılan ilk uzay aracının uzaktan algılama ekipmanı. iz tipindeydi - Dünya yüzeyindeki ölçüm alanının izdüşümü bir çizgiydi. Daha sonra, panoramik tipte uzaktan algılama ekipmanı ortaya çıktı ve yaygınlaştı - ölçüm alanının Dünya yüzeyindeki izdüşümü bir şerit olan tarayıcılar.

Dünya uzaktan algılama uzay araçları, Dünya'nın doğal kaynaklarını incelemek ve meteorolojik sorunları çözmek için kullanılır. Doğal kaynakların incelenmesi için uzay araçları, esas olarak optik veya radar ekipmanı ile donatılmıştır. İkincisinin avantajları, atmosferin durumundan bağımsız olarak günün herhangi bir saatinde Dünya'nın yüzeyini gözlemlemeye izin vermesidir.

genel inceleme

Uzaktan algılama, bu nesneyle doğrudan fiziksel temas olmaksızın bir nesne veya olgu hakkında bilgi edinme yöntemidir. Uzaktan algılama, coğrafyanın bir alt kümesidir. Modern anlamda, terim, yayılan sinyalleri (örneğin, elektromanyetik radyasyon) kullanarak, atmosfer ve okyanusun yanı sıra dünya yüzeyindeki nesneleri algılamak, sınıflandırmak ve analiz etmek amacıyla esas olarak hava veya uzay kaynaklı algılama teknolojilerini ifade eder. Aktif (sinyal ilk önce bir uçak veya uzay uydusu tarafından yayınlanır) ve pasif uzaktan algılama (yalnızca güneş ışığı gibi diğer kaynaklardan gelen bir sinyal kaydedilir) olarak ayrılırlar.

Pasif uzaktan algılama sensörleri, bir nesne veya bitişik bir bölge tarafından yayılan veya yansıtılan bir sinyali kaydeder. Yansıyan güneş ışığı, pasif sensörler tarafından kaydedilen en yaygın kullanılan radyasyon kaynağıdır. Pasif uzaktan algılama örnekleri, dijital ve film fotoğrafçılığı, kızılötesi kullanımı, şarj bağlantılı cihazlar ve radyometrelerdir.

Aktif cihazlar, sırayla, nesneyi ve alanı taramak için bir sinyal yayar, ardından sensör, algılama hedefinin geri saçılmasıyla yansıyan veya oluşan radyasyonu algılayabilir ve ölçebilir. Aktif uzaktan algılama sensörlerinin örnekleri, döndürülen sinyalin yayılması ve kaydedilmesi arasındaki zaman gecikmesini ölçen ve böylece bir nesnenin konumunu, hızını ve yönünü belirleyen radar ve lidardır.

Uzaktan algılama, tehlikeli, ulaşılması zor ve hızlı hareket eden nesneler hakkında veri elde etme fırsatı sunar ve ayrıca arazinin geniş alanlarında gözlemler yapmanızı sağlar. Uzaktan algılama uygulamalarına örnek olarak ormansızlaşmanın izlenmesi (örneğin, Amazon'da), Kuzey Kutbu ve Antarktika'daki buzul koşullarının izlenmesi ve çok kullanılarak okyanusun derinliğinin ölçülmesi sayılabilir. Uzaktan algılama aynı zamanda Dünya yüzeyinden bilgi toplamanın pahalı ve nispeten yavaş yöntemlerinin yerini alırken, aynı zamanda insanın gözlemlenen bölgelerdeki veya nesnelerdeki doğal süreçlere müdahale etmemesini garanti eder.

Bilim adamları, yörüngedeki uzay aracıyla, elektromanyetik spektrumun çeşitli bantlarında veri toplayabilir ve iletebilir; bu, daha büyük hava kaynaklı ve yer tabanlı ölçümler ve analizlerle birleştiğinde, mevcut fenomenleri ve eğilimleri izlemek için gerekli veri aralığını sağlar. Niño ve diğerleri, hem kısa hem de uzun vadede doğal fenomenler. Uzaktan algılama, yerbilimleri (örneğin doğa yönetimi), tarım (doğal kaynakların kullanımı ve korunması), ulusal güvenlik (sınır alanlarının izlenmesi) alanında da uygulamalı öneme sahiptir.

Veri Toplama Teknikleri

Multispektral çalışmaların temel amacı ve elde edilen verilerin analizi, enerji yayan nesneler ve bölgelerdir, bu da onları çevrenin arka planından ayırt etmeyi mümkün kılar. Uydu uzaktan algılama sistemlerine kısa bir genel bakış, genel bakış tablosunda bulunabilir.

Kural olarak, uzaktan algılama yöntemlerinden veri elde etmek için en iyi zaman yaz saatidir (özellikle bu aylarda güneş ufkun üzerindeki en büyük açıdadır ve gün uzunluğu en uzundur). Bu kuralın bir istisnası, aktif sensörler (örn. Radar, Lidar) kullanılarak verilerin ve ayrıca uzun dalga boyu aralığındaki termal verilerin alınmasıdır. Sensörlerin termal enerjiyi ölçtüğü termal görüntülemede, zemin sıcaklığı ile hava sıcaklığı arasındaki farkın en büyük olduğu zaman dilimini kullanmak daha iyidir. Bu nedenle, bu yöntemler için en iyi zaman, yılın herhangi bir zamanında şafaktan birkaç saat önce olduğu kadar soğuk aylardır.

Ek olarak, dikkate alınması gereken başka hususlar da vardır. Örneğin radar yardımıyla, kalın bir kar örtüsü ile dünyanın çıplak yüzeyinin bir görüntüsünü elde etmek imkansızdır; aynı şey lidar için de söylenebilir. Bununla birlikte, bu aktif sensörler ışığa karşı duyarsızdır (veya ışık eksikliği), bu da onları yüksek enlem uygulamaları (örneğin) için mükemmel bir seçim haline getirir. Ek olarak, hem radar hem de lidar (kullanılan dalga boylarına bağlı olarak) orman gölgesi altında yüzey görüntülerini yakalama yeteneğine sahiptir ve bu da onları yoğun bitki örtüsü olan bölgelerdeki uygulamalar için kullanışlı hale getirir. Öte yandan, spektral veri toplama yöntemleri (hem stereo görüntüleme hem de multispektral yöntemler) esas olarak güneşli günlerde uygulanabilir; düşük ışık koşullarında toplanan veriler, düşük sinyal/gürültü seviyelerine sahip olma eğilimindedir, bu da onların işlenmesini ve yorumlanmasını zorlaştırır. Ek olarak, stereo görüntüleme bitki örtüsü ve ekosistemleri tasvir etme ve tanımlama yeteneğine sahipken, bu yöntemle (çok bantlı sondajda olduğu gibi) ağaç gölgeliklerine nüfuz etmek ve dünya yüzeyinin görüntülerini elde etmek mümkün değildir.

Uzaktan algılama uygulaması

Uzaktan algılama en çok tarımda, jeodezide, haritalamada, dünyanın ve okyanusun yüzeyini ve ayrıca atmosferin katmanlarını izlemede kullanılır.

Tarım

Uydular yardımıyla belirli bir döngüsellik ile tek tek alan, bölge ve ilçelerin görüntülerini elde etmek mümkündür. Kullanıcılar, mahsul tanımlama, mahsul alanı belirleme ve mahsul durumu dahil olmak üzere arazinin durumu hakkında değerli bilgiler alabilir. Uydu verileri, çeşitli düzeylerde çiftçiliğin sonuçlarını doğru bir şekilde yönetmek ve izlemek için kullanılır. Bu veriler, çiftlik optimizasyonu ve teknik operasyonların alan bazlı yönetimi için kullanılabilir. Görüntüler, mahsullerin yerini ve arazinin tükenme derecesini belirlemeye yardımcı olabilir ve daha sonra tarımsal kimyasalların kullanımını yerel olarak optimize etmek için bir arıtma planı geliştirmek ve uygulamak için kullanılabilir. Uzaktan algılamanın başlıca tarımsal uygulamaları aşağıdaki gibidir:

• bitki örtüsü:
  • mahsul tipi sınıflandırması
  • mahsullerin durumunun değerlendirilmesi (tarımsal mahsullerin izlenmesi, hasar değerlendirmesi)
  • verim değerlendirmesi

• toprak
  • toprak özelliklerinin gösterilmesi
  • toprak tipi ekran
  • toprak erozyonu
  • toprak nemi
  • haritalama toprak işleme uygulamaları

Orman örtüsü izleme

Uzaktan algılama, orman örtüsünü izlemek ve türleri tanımlamak için de kullanılır. Bu şekilde elde edilen haritalar, geniş bir alanı kapsayabilir ve alanın ayrıntılı ölçümlerini ve özelliklerini (ağaç türü, yüksekliği, yoğunluğu) gösterir. Uzaktan algılama verilerini kullanarak, zemin yüzeyinde geleneksel yöntemlerle elde edilmesi zor olan farklı orman türlerini tanımlamak ve tasvir etmek mümkündür. Veriler, yerel veya bölgesel gereksinimlere uyacak şekilde çeşitli ölçeklerde ve çözünürlüklerde mevcuttur. Arazi görüntüsünün ayrıntılarına ilişkin gereksinimler, çalışmanın ölçeğine bağlıdır. Orman örtüsündeki (doku, yaprak yoğunluğu) değişiklikleri görüntülemek için şunları uygulayın:

• multispektral görüntüler: doğru tür tanımlaması için çok yüksek çözünürlüklü verilere ihtiyaç vardır

• Aynı bölgenin yeniden kullanılabilir görüntüleri, çeşitli türlerdeki mevsimsel değişiklikler hakkında bilgi elde etmek için kullanılır.

• stereofotolar - türleri ayırt etmek, ağaçların yoğunluğunu ve yüksekliğini değerlendirmek için. Stereo fotoğraflar, yalnızca uzaktan algılama teknolojisiyle erişilebilen, orman örtüsünün benzersiz bir görünümünü sağlar.

• Radarlar, tüm hava koşullarında görüntü elde etme yetenekleri nedeniyle nemli tropiklerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Lidar, ormanın 3 boyutlu yapısını elde etmenizi, dünya yüzeyinin yüksekliğindeki değişiklikleri ve üzerindeki nesneleri tespit etmenizi sağlar. Lidar verileri ağaç yüksekliklerini, taç alanlarını ve birim alan başına düşen ağaç sayısını tahmin etmeye yardımcı olur.

Yüzey izleme

Yüzey izleme, uzaktan algılamanın en önemli ve tipik uygulamalarından biridir. Elde edilen veriler, endüstriyel ve yerleşim alanlarındaki peyzaj, tarım alanlarının durumu gibi insan faaliyetlerinin sonuçları da dahil olmak üzere ormanlar, meralar, yol yüzeyleri vb. vb. İlk olarak, genellikle arazi seviyelerini ve sınıflarını içeren bir arazi örtüsü sınıflandırma sistemi oluşturulmalıdır. Seviyeler ve sınıflar, kullanım amacı (ulusal, bölgesel veya yerel), uzaktan algılama verilerinin mekansal ve spektral çözünürlüğü, kullanıcı talebi vb. dikkate alınarak geliştirilmelidir.

Arazi örtüsü haritalarını güncellemek ve doğal kaynakların kullanımını rasyonelleştirmek için dünya yüzeyinin durumundaki değişikliklerin tespiti gereklidir. Değişiklikler tipik olarak, birden çok veri düzeyi içeren birden çok görüntü karşılaştırıldığında ve bazı durumlarda eski haritalar ve güncellenmiş uzaktan algılama görüntüleri karşılaştırılırken saptanır.

• mevsimsel değişiklikler: tarım arazileri ve yaprak döken ormanlar mevsimsel olarak değişir

• yıllık değişim: ormansızlaşma veya kentsel yayılma alanları gibi arazi yüzeyindeki veya arazi kullanımındaki değişiklikler

Arazi yüzeyi bilgileri ve arazi örtüsü değişiklikleri, çevre koruma politikalarının belirlenmesi ve uygulanması için esastır ve karmaşık hesaplamaları (örn. erozyon riskleri) gerçekleştirmek için diğer verilerle birlikte kullanılabilir.

jeodezi

Havadan jeodezik verilerin toplanması, ilk olarak denizaltıları tespit etmek ve askeri haritalar oluşturmak için kullanılan yerçekimi verilerini elde etmek için kullanıldı. Bu veriler, çeşitli jeolojik çalışmalar için gerekli olabilecek, Dünya kütlelerinin dağılımındaki değişiklikleri belirlemek için kullanılabilen, Dünya'nın yerçekimi alanındaki anlık bozulmaların seviyeleridir.

Akustik ve yakın akustik uygulamalar

• Sonar: pasif sonar, diğer nesnelerden (gemi, balina vb.) gelen ses dalgalarını kaydeder; aktif sonar, ses dalgalarının darbelerini yayar ve yansıyan sinyali kaydeder. Sualtı nesnelerinin ve arazinin parametrelerini tespit etmek, bulmak ve ölçmek için kullanılır.

• Sismograflar, her türlü sismik dalgayı algılamak ve kaydetmek için kullanılan özel bir ölçüm cihazıdır. Belirli bir bölgenin farklı yerlerinde alınan sismogramlar yardımıyla, bir depremin merkez üssünü belirlemek ve depremin şiddetini (gerçekleştikten sonra) salınımların kesin zamanını ve göreli şiddetlerini karşılaştırarak ölçmek mümkündür.

• Ultrason: Yüksek frekanslı darbeler yayan ve yansıyan sinyali kaydeden ultrasonik sensörler. Sudaki dalgaları algılamak ve su seviyesini belirlemek için kullanılır.

Bir dizi büyük ölçekli gözlemi koordine ederken, çoğu sondaj sistemi şu faktörlere bağlıdır: platformun konumu ve sensörlerin yönü. Günümüzde yüksek kaliteli cihazlar genellikle uydu navigasyon sistemlerinden gelen konum bilgilerini kullanır. Dönme ve yön genellikle elektronik pusulalar tarafından yaklaşık bir ila iki derece doğrulukla belirlenir. Pusulalar yalnızca azimutu (yani manyetik kuzeyden derece sapması) değil, aynı zamanda rakımı (deniz seviyesinden sapma) da ölçebilir, çünkü manyetik alanın Dünya'ya göre yönü, gözlemin gerçekleştiği enleme bağlıdır. Daha doğru yönlendirme için, yıldızlara veya bilinen yer işaretlerine göre navigasyon dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle periyodik düzeltmelerle atalet navigasyonunun kullanılması gerekir.

Ana uzaktan algılama araçlarına genel bakış

• Radarlar ağırlıklı olarak hava trafik kontrolü, erken uyarı, orman örtüsü izleme, tarım ve büyük ölçekli meteorolojik verilerde kullanılmaktadır. Doppler radarı, kolluk kuvvetleri tarafından araç hızlarını izlemek ve ayrıca rüzgar hızı ve yönü, yağışın yeri ve yoğunluğu hakkında meteorolojik veriler elde etmek için kullanılır. Alınan diğer bilgi türleri, iyonosferdeki iyonize gaz hakkındaki verileri içerir. Yapay açıklık interferometrik radar, geniş arazi alanlarının doğru sayısal yükseklik modellerini elde etmek için kullanılır.

• Uydular üzerindeki lazer ve radar altimetreleri çok çeşitli veriler sağlar. Bu cihazlar, yerçekiminin neden olduğu okyanus seviyesindeki değişiklikleri ölçerek, yaklaşık bir mil çözünürlükte deniz tabanı özelliklerini gösterir. Altimetre ile okyanus dalgalarının yüksekliğini ve dalga boyunu ölçerek, rüzgarın hızını ve yönünü, ayrıca yüzey okyanus akıntılarının hızını ve yönünü öğrenebilirsiniz.

• Ultrasonik (akustik) ve radar sensörleri, deniz seviyesi, gelgit ve gelgiti ölçmek, kıyı deniz bölgelerinde dalgaların yönünü belirlemek için kullanılır.

• Işık Algılama ve Menzil (LIDAR) teknolojisi, askeri uygulamaları, özellikle lazer mermi navigasyonu için iyi bilinmektedir. LIDAR ayrıca atmosferdeki çeşitli kimyasalların konsantrasyonunu tespit etmek ve ölçmek için kullanılırken, bir uçakta bulunan LIDAR, yerdeki nesnelerin ve olayların yüksekliğini radar teknolojisiyle elde edilenden daha yüksek bir doğrulukla ölçmek için kullanılabilir. Bitki örtüsü uzaktan algılama da LIDAR'ın ana uygulamalarından biridir.

• Radyometreler ve fotometreler en yaygın kullanılan aletlerdir. Geniş bir frekans aralığında yansıyan ve yayılan radyasyonu yakalarlar. Görünür ve kızılötesi sensörler en yaygın olanlarıdır, bunu mikrodalga, gama ışını ve daha az yaygın olarak ultraviyole sensörleri takip eder. Bu enstrümanlar aynı zamanda çeşitli kimyasalların emisyon spektrumunu tespit etmek için de kullanılabilir ve atmosferdeki konsantrasyonları hakkında veri sağlar.

• Hava fotoğrafçılığından elde edilen stereo görüntüler, genellikle Dünya yüzeyindeki bitki örtüsünün algılanmasında ve ayrıca arazi görüntülerinin analiz edilmesiyle potansiyel rotaların geliştirilmesinde topografik haritaların yapımında, zemin tarafından elde edilen çevresel özelliklerin modellenmesiyle birlikte kullanılır. dayalı yöntemler.

• Landsat gibi multispektral platformlar 1970'lerden beri aktif olarak kullanılmaktadır. Bu araçlar, elektromanyetik spektrumun (çoklu spektrumlu) çeşitli dalga boylarında görüntü alarak tematik haritalar oluşturmak için kullanılmış ve tipik olarak yer gözlem uydularında kullanılmaktadır. Bu tür görevlere örnek olarak Landsat programı veya IKONOS uydusu verilebilir. Tematik haritalama ile üretilen arazi örtüsü ve arazi kullanımı haritaları, maden arama, arazi kullanımının tespiti ve izlenmesi, ormansızlaşma ve geniş tarım arazileri veya ormanlık alanlar dahil olmak üzere bitki ve mahsul sağlığı çalışmaları için kullanılabilir. Landsat uydu görüntüleri, düzenleyiciler tarafından Secchi derinliği, klorofil yoğunluğu ve toplam fosfor dahil olmak üzere su kalitesi parametrelerini izlemek için kullanılır. Meteorolojik uydular meteoroloji ve klimatolojide kullanılmaktadır.

• Spektral görüntüleme yöntemi, her pikselin tam spektral bilgi içerdiği, sürekli bir spektrum içinde dar spektral aralıklar gösteren görüntüler üretir. Spektral görüntüleme cihazları, mineraloji, biyoloji, askeri ilişkiler ve çevresel parametrelerin ölçümlerinde kullanılanlar da dahil olmak üzere çeşitli sorunları çözmek için kullanılır.

• Uzaktan algılama, çölleşme ile mücadele kapsamında, uzun vadede risk altında olan bölgelerin gözlemlenmesine, çölleşme faktörlerinin belirlenmesine, etkilerinin derinliğinin değerlendirilmesine ve karar verme sorumlularına gerekli bilgilerin verilmesine olanak sağlamaktadır. uygun çevre koruma önlemlerinin alınması.

Veri işleme

Uzaktan algılama ile, bir kural olarak, dijital verilerin işlenmesi kullanılır, çünkü şu anda uzaktan algılama verileri bu formatta alınır. Dijital formatta bilgileri işlemek ve saklamak daha kolaydır. Bir spektral aralıktaki iki boyutlu bir görüntü, sayıların bir matrisi (iki boyutlu dizi) olarak temsil edilebilir. ben (i, j) her biri, bir görüntü pikseline karşılık gelen, Dünya yüzeyinin elemanından sensör tarafından alınan radyasyonun yoğunluğunu temsil eder.

görüntü oluşur n x m pikseller, her pikselin koordinatları vardır (i, j)– satır numarası ve sütun numarası. Numara ben (i, j)- bir tam sayıdır ve pikselin gri seviyesi (veya spektral parlaklığı) olarak adlandırılır (i, j). Görüntü elektromanyetik spektrumun birkaç aralığında elde edilirse, sayılardan oluşan üç boyutlu bir kafes ile temsil edilir. ben (i, j, k), nerede k– spektral kanal numarası. Matematiksel açıdan bakıldığında, bu formda elde edilen sayısal verilerin işlenmesi zor değildir.

Görüntüyü doğru bir şekilde yeniden üretebilmek için, ancak bilgi alma noktaları tarafından sağlanan dijital kayıtların, kayıt formatını (veri yapısı) ve ayrıca satır ve sütun sayısını bilmesi gerekir. Verileri şu şekilde düzenleyen dört format kullanılır:

• bölge dizisi ( Sıralı Bant, BSQ);

• dönüşümlü ancak sıralar halinde bölgeler ( Satır Arasına Giren Bant, BIL);
• piksellerle değişen bölgeler ( Pixel, BIP Tarafından Araya Girilen Bant);
• grup kodlama yöntemini kullanarak (örneğin, jpg formatında) bir dosyaya bilgi sıkıştırmalı bir bölge dizisi.

İÇİNDE BSQ-biçim her bölge görüntüsü ayrı bir dosyada bulunur. Bu, tüm bölgelerle aynı anda çalışmaya gerek olmadığında kullanışlıdır. Bir bölgenin okunması ve görselleştirilmesi kolaydır, bölge görüntüleri istediğiniz sırayla yüklenebilir.

İÇİNDE fatura-biçim bölge verileri satırlar halinde bir dosyaya satırlar halinde yazılır, bölgeler aralıklı olarak: 1. bölgenin 1. satırı, 2. bölgenin 1. satırı, ..., 1. bölgenin 2. satırı, 2. satır 2. bölge, vb. Bu kayıt, tüm bölgeler aynı anda analiz edildiğinde kullanışlıdır.

İÇİNDE BIP-biçim her pikselin spektral parlaklığının bölgesel değerleri sırayla saklanır: önce her bölgedeki ilk pikselin değerleri, ardından her bölgedeki ikinci pikselin değerleri vb. birleşik denir. Çok bölgeli bir görüntünün piksel başına işlenmesini gerçekleştirirken, örneğin sınıflandırma algoritmalarında uygundur.

Grup kodlaması raster bilgi miktarını azaltmak için kullanılır. Bu tür biçimler, büyük anlık görüntüleri depolamak için uygundur; onlarla çalışmak için bir veri açma aracına sahip olmanız gerekir.

Görüntü dosyaları genellikle görüntüyle ilgili aşağıdaki ek bilgilerle birlikte gelir:

• veri dosyasının tanımı (format, satır ve sütun sayısı, çözünürlük, vb.);

• istatistiksel veriler (parlaklık dağılım özellikleri - minimum, maksimum ve ortalama değer, dağılım);
• harita projeksiyon verileri.

Ek bilgiler, görüntü dosyasının başlığında veya görüntü dosyasıyla aynı ada sahip ayrı bir metin dosyasında bulunur.

Karmaşıklık derecesine göre, kullanıcılara sağlanan aşağıdaki CS işleme seviyeleri ayırt edilir:

• 1A - bireysel sensörlerin hassasiyetindeki farktan kaynaklanan bozulmaların radyometrik düzeltmesi.

• 1B - işleme seviyesi 1A'da radyometrik düzeltme ve panoramik bozulmalar, Dünya'nın dönüşü ve eğriliğinden kaynaklanan bozulmalar, uydu yörüngesinin yüksekliğindeki dalgalanmalar dahil olmak üzere sistematik sensör bozulmalarının geometrik düzeltmesi.

• 2A - 1B seviyesinde görüntü düzeltme ve yer kontrol noktaları kullanılmadan belirli bir geometrik projeksiyona göre düzeltme. Geometrik düzeltme için küresel bir sayısal yükseklik modeli kullanılır ( DEM, DEM) 1 km zeminde bir adımla. Kullanılan geometrik düzeltme, sistematik sensör bozulmalarını ortadan kaldırır ve görüntüyü standart bir projeksiyona yansıtır ( UTM WGS-84), bilinen parametreleri kullanarak (uydu efemeris verileri, uzamsal konum, vb.).

• 2B - 1B seviyesinde görüntü düzeltme ve kontrol yer noktaları kullanılarak verilen geometrik projeksiyona göre düzeltme;

• 3 – 2B seviyesinde görüntü düzeltme artı arazi DTM (orto-düzeltme) kullanarak düzeltme.

• S - bir referans görüntü kullanarak görüntü düzeltme.

Uzaktan algılama sonucunda elde edilen verilerin kalitesi, uzaysal, spektral, radyometrik ve zamansal çözünürlüklerine bağlıdır.

uzamsal çözünürlük

Bir raster görüntüde kaydedilen bir pikselin (Dünya yüzeyinde) boyutu ile karakterize edilir - genellikle 1 ila 4000 metre arasında değişir.

spektral çözünürlük

Landsat verileri, kızılötesi dahil, 0.07 ila 2.1 µm arasında değişen yedi bant içerir. Earth Observing-1 Hyperion sensörü, 0,1 ila 0,11 µm spektral çözünürlükle 0,4 ila 2,5 µm arasında 220 spektral bant kaydedebilir.

radyometrik çözünürlük

Sensörün kaydedebileceği sinyal seviyelerinin sayısı. Genellikle 8 ila 14 bit arasında değişir, bu da 256 ila 16.384 seviye verir. Bu özellik aynı zamanda enstrümandaki gürültü seviyesine de bağlıdır.

geçici izin

İlgi alanı üzerinden geçen uydunun frekansı. Örneğin, orman dinamiği çalışmasında olduğu gibi, görüntü serilerinin çalışmasında değerlidir. Başlangıçta, özellikle altyapı ve düşman hareketlerindeki değişiklikleri izlemek için askeri istihbarat ihtiyaçları için seri analizler yapıldı.

Uzaktan algılama verilerine dayalı doğru haritalar oluşturmak için geometrik bozulmaları ortadan kaldıracak bir dönüşüm gereklidir. Tam olarak aşağı yönlendirilmiş bir cihazla Dünya yüzeyinin bir görüntüsü, yalnızca görüntünün merkezinde bozulmamış bir görüntü içerir. Kenarlara doğru hareket ederken, görüntüdeki noktalar arasındaki mesafeler ve Dünya üzerindeki karşılık gelen mesafeler giderek daha farklı hale geliyor. Bu tür bozulmaların düzeltilmesi fotogrametri sürecinde gerçekleştirilir. 1990'ların başından beri, çoğu ticari uydu görüntüsü düzeltilmiş halde satıldı.

Ek olarak, radyometrik veya atmosferik düzeltme gerekebilir. Radyometrik düzeltme, 0 ila 255 gibi ayrık sinyal seviyelerini gerçek fiziksel değerlerine dönüştürür. Atmosferik düzeltme, bir atmosferin varlığından kaynaklanan spektral bozulmaları ortadan kaldırır.

B.A. Dvorkin

Toplumun hızla gelişen bilişimleşmesinin ayrılmaz bir parçası olarak bilgi uydu teknolojilerinin aktif olarak tanıtılması, insanların yaşam koşullarını ve faaliyetlerini, kültürlerini, davranış klişesini, düşünce biçimini kökten değiştirir. Birkaç yıl önce, ev veya araba navigasyonlarına bir mucize olarak bakılıyordu. Google Earth gibi internet servislerinde yüksek çözünürlüklü uzay resimlerine bakanlar hayran kalmayı bırakmadı. Şimdi, tek bir sürücü (arabada henüz bir navigatör yoksa), trafik sıkışıklığını hesaba katarak navigasyon portalındaki en iyi rotayı seçmeden evden çıkmayacak. Seyir ekipmanı, kontrol amaçları da dahil olmak üzere toplu taşıma araçlarının vagonlarına kurulur. Uydu görüntüleri, doğal afet bölgelerinde operasyonel bilgi elde etmek ve örneğin belediye yönetimi gibi çeşitli sorunları çözmek için kullanılır. Örnekler çoğaltılabilir ve hepsi uzay faaliyetlerinin sonuçlarının modern yaşamın ayrılmaz bir parçası haline geldiğini doğrular. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, farklı uzay teknolojileri sıklıkla birlikte kullanılır. Bu nedenle, elbette, teknolojileri entegre etme ve birleşik uçtan uca teknolojik zincirler oluşturma fikri yüzeyde yatmaktadır. Bu anlamda, Dünya'nın (ERS) uzaydan ve küresel navigasyon uydu sistemlerinden (GNSS) uzaktan algılanması teknolojisi bir istisna değildir. Ama önce ilk şeyler…

KÜRESEL NAVİGASYON UYDU SİSTEMLERİ

Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS), uydu sinyallerini işleyerek dünya yüzeyinde herhangi bir noktada koordinatlarınızı almanızı sağlayan bir dizi donanım ve yazılım aracıdır. Herhangi bir GNSS'nin ana unsurları şunlardır:

• uyduların yörünge takımyıldızı;
• yer kontrol sistemi;
• alma ekipmanı.

Uydular yörüngedeki konumları hakkında sürekli bilgi iletir, yer sabit istasyonları uyduların konumunu ve teknik durumlarını izler ve kontrol eder. Alıcı ekipman, insanlar tarafından profesyonel faaliyetlerinde veya günlük yaşamlarında kullanılan çeşitli uydu navigasyon cihazlarıdır.

GNSS'nin çalışma prensibi, alıcı cihazın anteninden konumu büyük bir doğrulukla bilinen uydulara olan mesafenin ölçülmesine dayanmaktadır. Mesafe, uydu tarafından alıcıya iletilen sinyalin yayılma gecikme süresinden hesaplanır. Alıcının koordinatlarını belirlemek için üç uydunun konumunu bilmek yeterlidir. Aslında dört (veya daha fazla) uydudan gelen sinyaller, uydu ve alıcı arasındaki saat farkından kaynaklanan hatayı ortadan kaldırmak için kullanılır. Sistemin birkaç uydusuna olan mesafeleri bilen, geleneksel geometrik yapıları kullanarak, navigatöre "bağlı" program, uzaydaki konumunu hesaplar, böylece GNSS, dünya yüzeyindeki herhangi bir noktada konumu yüksek doğrulukla hızlı bir şekilde belirlemenizi sağlar, herhangi bir zamanda, herhangi bir hava koşulunda. Sistemin her uydusu, temel bilgilere ek olarak, birkaç dakika içinde sırayla iletilen, tüm uydu takımyıldızının konumunun tam bir tablosu da dahil olmak üzere, alıcı ekipmanın sürekli çalışması için gerekli yardımcı bilgileri de iletir. Bu, alıcı cihazların çalışmasını hızlandırmak için gereklidir. Ana GNSS'nin önemli bir özelliği olduğuna dikkat edilmelidir - uydu alıcıları (navigatörleri) olan kullanıcılar için sinyal almak ücretsizdir.

Herhangi bir navigasyon sistemini kullanmanın yaygın bir dezavantajı, belirli koşullar altında sinyalin alıcıya ulaşamaması veya önemli bir bozulma veya gecikme ile ulaşabilmesidir. Örneğin, betonarme bir bina içinde, bir tünelde, yoğun bir ormanda tam olarak yerinizi belirlemek neredeyse imkansızdır. Bu sorunu çözmek için, örneğin A-GPS gibi ek navigasyon hizmetleri kullanılır.

Günümüzde, gelişimlerinin farklı aşamalarında olan birkaç GNSS uzayda faaliyet göstermektedir (Tablo 1):

• Küresel Konumlama Sistemi(veya NAVSTAR) - ABD Savunma Bakanlığı tarafından işletilmektedir; şu anda dünyanın her yerindeki kullanıcılar için günün her saatinde kullanılabilen tek tam olarak konuşlandırılmış GNSS;
• GLONASS- Rus GNSS'si; tam bir sunumu tamamlama sürecinde;
• Galileo- Uydu takımyıldızı oluşturma aşamasında olan Avrupa GNSS'si.

Ayrıca sırasıyla Çin ve Hindistan'ın ulusal bölgesel GNSS'sinden de bahsediyoruz - geliştirme ve dağıtım aşamasında olan Beidou ve IRNSS; az sayıda uydu ile ayırt edilir ve ulusal odaklıdır.

Mart 2010 itibariyle ana GNSS'nin özellikleri

Her GNSS'nin bazı özelliklerini göz önünde bulundurun.

Küresel Konumlama Sistemi

Amerikan GPS sisteminin temeli, Dünya'yı yaklaşık 20.180 km yükseklikte 6 dairesel yörünge yörüngesinde (her birinde 4 uydu) çevreleyen uydulardır (Şekil 2). Uydular şu aralıklarda sinyal gönderirler: L1=1575,42 MHz ve L2=1227,60 MHz, en son modeller ayrıca L5=1176,45 MHz aralığındadır. Sistem 24 uydu ile tam olarak çalışır durumda, ancak konumlandırma doğruluğunu artırmak ve arıza durumunda rezervi artırmak için yörüngedeki toplam uydu sayısı şu anda 31 araç.

Pirinç. 1 GPS Blok II-F uzay aracı

Başlangıçta, GPS yalnızca askeri amaçlar için tasarlandı. İlk uydu 14 Temmuz 1974'te fırlatıldı ve dünya yüzeyini tamamen kaplaması gereken 24 uydunun sonuncusu 1993'te yörüngeye fırlatıldı. Füzeleri önce sabit, sonra da hareketli nesnelere doğru bir şekilde hedeflemek için GPS kullanmak mümkün oldu. havada ve yerde. Sivil kullanıcılar için doğru navigasyon bilgilerine erişimi kısıtlamak için özel müdahale getirildi, ancak 2000'den beri iptal edildi, bundan sonra en basit sivil GPS navigatörünü kullanarak koordinat belirleme doğruluğu 5-15 m arasındadır (yükseklik bir doğrulukla belirlenir). 10 m'ye kadar) ve belirli bir noktada sinyal alma koşullarına, görünür uyduların sayısına ve bir dizi başka nedene bağlıdır. Küresel diferansiyel yayılım sistemi WAAS'ın kullanılması, Kuzey Amerika için GPS konumlandırma doğruluğunu 1-2 m'ye yükseltir.

GLONASS

Rus uydu navigasyon sistemi GLONASS'ın ilk uydusu Sovyet zamanlarında - 12 Ekim 1982'de yörüngeye fırlatıldı. Sistem kısmen 1993'te devreye alındı ​​ve 12 uydudan oluşuyordu. Sistem, 64,8° eğim ve 19.100 km yükseklikte üç yörünge düzleminde Dünya yüzeyinin üzerinde hareket eden 24 uyduya dayanmalıdır. Ölçüm prensibi ve sinyal iletim aralıkları, Amerikan GPS GLONASS sistemine benzer.

pilav. 2 GLONASS-M uzay aracı

Şu anda yörüngede 23 GLONASS uydusu bulunmaktadır (Şekil 2). Son üç uzay aracı 2 Mart 2010'da yörüngeye yerleştirildi. Şimdi 18 uydu amaçları için kullanılıyor. Bu, Rusya'nın neredeyse tüm bölgesinde kesintisiz navigasyon sağlar ve Avrupa kısmına neredeyse% 100 sinyal sağlanır. Planlara göre, GLONASS sistemi 2010 yılı sonuna kadar tamamen konuşlandırılacaktır.

Şu anda, GLONASS sistemi tarafından koordinat belirleme doğruluğu GPS'inkinden biraz daha düşüktür (10 m'yi geçmez), ancak her iki navigasyon sisteminin birlikte kullanılmasının konumlandırma doğruluğunu önemli ölçüde iyileştirdiğine dikkat edilmelidir. Avrupa Geostationary Navigation Coverage Service (EGNOS), Avrupa'da GPS, GLONASS ve Galileo sistemlerinin çalışmasını iyileştirmek ve doğruluklarını artırmak için kullanılır.

Galileo

Avrupa GNSS Galileo, 1 m'den daha az bir doğrulukla herhangi bir hareketli nesne için navigasyon problemlerini çözmek için tasarlanmıştır.Amerikan GPS ve Rus GLONASS'ın aksine, Galileo ordu tarafından kontrol edilmez. Avrupa Uzay Ajansı tarafından geliştirilmektedir. Şu anda GIOVE-A (Şekil 3) ve GIOVE-B yörüngesinde sırasıyla 2005 ve 2008'de fırlatılan 2 test uydusu bulunmaktadır. Galileo navigasyon sisteminin 2013 yılında tamamen devreye alınması ve 30 uydudan oluşması planlanıyor.

pilav. 3 GIOVE-A uzay aracı

UYDU GEZİCİLERİ

Daha önce belirtildiği gibi, herhangi bir uydu navigasyon sisteminin ayrılmaz bir parçası alıcı ekipmandır. Navigasyon alıcıları (navigatörler) için modern pazar, diğer elektronik ve telekomünikasyon ürünleri pazarı kadar çeşitlidir. Tüm navigasyon cihazları, çok çeşitli kullanıcılar tarafından kullanılan profesyonel alıcılara ve alıcılara ayrılabilir. İkincisine daha yakından bakalım. Bunlar için çeşitli adlar kullanılmaktadır: GPS navigatörleri, GPS izleyicileri, GPS alıcıları, uydu navigatörleri vb. Son zamanlarda, diğer cihazlara yerleşik navigatörler (PDA'lar, cep telefonları, iletişim cihazları, saatler vb.) .). Gerçek uydu navigatörleri arasında, araba navigatörleri özel bir büyük sınıf oluşturur. Yürüyüş, su vb. geziler için tasarlanmış navigatörler de yaygın olarak kullanılmaktadır (GLONASS sinyallerini de alabilmelerine rağmen, genellikle sadece GPS navigatörleri olarak adlandırılırlar).

Neredeyse tüm kişisel gezginler için zorunlu bir aksesuar, bir GPS yonga seti (veya alıcı), bir işlemci, RAM ve bilgileri görüntülemek için bir monitördür.

Modern araba gezginleri, trafik organizasyonunu dikkate alarak bir rota çizebilir ve adres araması yapabilir. Turistler için kişisel gezginlerin bir özelliği, kural olarak, yoğun ormanlar veya dağlık alanlar gibi zor koşullarda uydu sinyali alma yeteneğidir. Bazı modellerde, artan darbe direncine sahip su geçirmez bir kasa bulunur.

Kişisel uydu navigasyon cihazlarının ana üreticileri:

• Garmin (ABD; hava, araba, motosiklet ve su taşımacılığı ile turistler ve sporcular için denizciler)
• GlobalSat (Tayvan; GPS alıcıları dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için navigasyon ekipmanı)
• Ashtech (ex. Magellan) (ABD; kişisel ve profesyonel navigasyon alıcıları)
• MiTac (Tayvan; Mio, Navman, Magellan markaları altında yerleşik GPS alıcılı araba ve seyahat navigatörleri, kişisel dijital asistanlar ve iletişimciler)
• ThinkWare (Kore; I-Navi markalı kişisel navigasyon cihazları)
• TomTom (Hollanda; araba gezginleri), vb.

Mühendislik, jeodezik ve maden araştırmaları dahil olmak üzere profesyonel navigasyon ekipmanları, Trimble, Javad (ABD), Topcon (Japonya), Leica Geosystems (İsviçre) vb. şirketler tarafından üretilmektedir.

Daha önce belirtildiği gibi, şu anda yetenekleri ve fiyatları bakımından farklılık gösteren çok sayıda kişisel navigasyon cihazı üretilmektedir. Bir örnek olarak, tüm modern GPS navigatörleri sınıfının yeteneklerini karakterize etmek için yalnızca yeterince "gelişmiş" bir cihazın özelliklerini açıklayacağız. Bu, popüler araba navigatörleri serisindeki en son yeniliklerden biridir - tom tom GİT 930 (açıklama GPS-Club web sitesinden alınmıştır - http://gps-club.ru).

TomTom GO 930 navigatör modeli (Şekil 6) araç navigasyonundaki en son trendleri bir araya getiriyor - birkaç kıtanın haritaları, kablosuz kulaklık ve benzersiz Map Share™ teknolojisi

pilav. 4 Araba gezgini TomTom GO 930

Tüm TomTom cihazları şirket içinde geliştirilmiştir ve tamamen tak ve çalıştır özelliğindedir; bu, onları kutudan çıkarıp uzun talimatları okumadan kullanmaya başlayabileceğiniz anlamına gelir. Sezgisel bir arayüz ve Rusça "simgeler", sürücülerin rotada kolayca gezinmesine olanak tanır. Rusça net sesli talimatlar, sürücülerin hedeflerine kolayca ve stressiz bir şekilde ulaşmalarına yardımcı olur. Navigatör, tünellerde veya yoğun yerleşim alanlarında bile kesintisiz navigasyon için tasarlanmış kablosuz kontrolü ve Gelişmiş Konumlandırma Teknolojisini (EPT) destekler.

TomTom navigasyon haritaları, TomTom Group'un bir parçası olan Tele Atlas tarafından sağlanmaktadır. Tamamen yerelleştirilmiş haritalara sahip olmanın yanı sıra TomTom, belirli navigasyon cihazlarında Avrupa ve ABD haritaları sunan tek navigasyon çözümü sağlayıcısıdır.

Dünyanın karayolu altyapısı her yıl %15 değişiyor. Bu nedenle TomTom, kullanıcılarına, cihazın ilk kullanım tarihinden itibaren 30 gün boyunca haritaların en son sürümünü ücretsiz olarak indirme ve benzersiz Map Share™ teknolojisine erişim imkanı sunar. TomTom navigasyon cihazlarının kullanıcıları, TomTom HOME hizmeti aracılığıyla yeni bir harita indirebilir. Böylece haritanın en son sürümüne her an ulaşılabilir. Dahası, sürücüler, yollardaki değişiklikler ortaya çıkar çıkmaz, dokunmatik ekrana sadece birkaç dokunuşla haritanın doğrudan navigatörde ücretsiz manuel güncellemesi olan Map Share™ teknolojisini kullanabilirler. Kullanıcılar cadde adlarında, yolun belirli bölümleri için hız sınırlarında, trafik yönlerinde, engellenen yollarda ve ayrıca POI'lerde (ilgi noktaları) değişiklik yapabilir.

TomTom'un benzersiz harita paylaşım teknolojisi, kullanıcıların doğrudan haritalarında anında değişiklik yapabilmeleri için navigasyon deneyimini genişletir. Ayrıca, kullanıcı, tüm TomTom topluluğu tarafından yapılan benzer değişiklikler hakkında bilgilendirilebilir.

Bu kart paylaşım özelliği şunları yapmanızı sağlar:

• TomTom cihazınızın haritalarında günlük ve anında değişiklikler yapın;
• dünyanın en büyük navigasyon cihazı kullanıcı topluluğuna erişim elde edin;
• diğer TomTom kullanıcılarıyla günlük güncellemeleri paylaşın;
• indirilen güncellemeler üzerinde tam kontrol sahibi olun;
• Herhangi bir alanda en iyi ve en doğru haritaları kullanmak.

KİŞİSEL UYDU GEZİCİLERİ İÇİN HARİTALAR

Modern gezginler, yalnızca hareket yolu boyunca değil, tüm araştırma alanı boyunca nesneleri gösteren tam teşekküllü büyük ölçekli haritaların varlığı olmadan düşünülemez (Şekil 7).

pilav. 5 Örnek küçük ölçekli navigasyon tablosu

Gezginlere hem raster hem de vektör haritaları yükleyebilirsiniz. Özellikle raster bilgi türlerinden biri hakkında konuşacağız, ancak burada taranan ve GPS alıcılarına yüklenen kağıt haritaların uzamsal bilgileri görüntülemenin en iyi yolu olmadığını not ediyoruz. Düşük konumlandırma doğruluğuna ek olarak, harita koordinatlarının alıcı tarafından sağlanan koordinatlara bağlanması sorunu da vardır.

Vektör dijital haritalar, özellikle CBS formatlarında, aslında nesnelerin koordinatları hakkında örneğin "şekil dosyaları" ve ayrı ayrı niteliksel ve niceliksel özellikler şeklinde bilgi depolayan bir veri tabanıdır. Bu yaklaşımla, gezginlerin hafızasında bilgiler çok daha az yer kaplar ve çok sayıda faydalı referans bilgisi indirmek mümkün hale gelir: benzin istasyonları, oteller, kafeler ve restoranlar, otoparklar, turistik yerler vb.

Yukarıda bahsedildiği gibi, kullanıcının navigatörün haritalarını kendi nesneleri ile tamamlamasına izin veren navigasyon sistemleri vardır.

Bazı kişisel navigasyon cihazlarında, özellikle turistlere yönelik olanlarda, nesneleri kendiniz çizmeniz (yani aslında kendi haritalarınızı ve diyagramlarınızı çizmeniz) mümkündür. Bu amaçlar için özel bir basit grafik düzenleyici sağlanmıştır.

Rejim konularına özel dikkat gösterilmelidir. Bildiğiniz gibi, Rusya'da büyük ölçekli topoğrafik haritaların kullanımı konusunda hala kısıtlamalar var. Bu, seyir haritacılığının gelişimini yeterince engellemektedir. Bununla birlikte, şu anda Federal Devlet Tescil, Kadastro ve Haritacılık Servisi'nin (Rosrrestr), 2011 yılına kadar Rusya Federasyonu'nu (ekonomik olarak gelişmiş bölgeler ve şehirler) 1 ölçekli dijital navigasyon haritalarıyla tam olarak kapsama görevini belirlediği belirtilmelidir. :10.000, 1:25 000, 1:50 000. Bu haritalar bir yol grafiği, bir dijital kartografik alt tabaka ve tematik bilgiler (yol kenarı altyapısı ve hizmetler) ile temsil edilen navigasyon bilgilerini gösterecektir.

NAVİGASYON HİZMETLERİ

Uydu navigasyon sistemlerinin ve alıcı ekipmanların geliştirilmesi ve iyileştirilmesi ile WEB teknolojilerinin ve WEB hizmetlerinin aktif olarak uygulanması, çeşitli navigasyon hizmetlerinin ortaya çıkmasına ivme kazandırdı. Birçok gezgin modeli, rotayı belirlerken yollardaki durum hakkında bilgi alabilir ve mümkünse trafik sıkışıklığından kaçınabilir. Trafik verileri (trafik sıkışıklığı), GPRS protokolü aracılığıyla veya FM bandının RDS kanalları aracılığıyla havadan özel hizmetler ve hizmetler tarafından sağlanır.

GEZİCİLERDE UZAY GÖRÜNTÜLERİ

Herhangi bir navigasyon haritası hızla eski hale gelir. Ultra yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip uydu görüntülerinin ortaya çıkışı (şu anda WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1 uyduları 50 cm'ye kadar çözünürlük sağlar), harita içeriğini güncellemek için güçlü bir araçla haritacılık sağlar. Bununla birlikte, haritayı güncelledikten sonra ve yayınlanmasından ve navigasyon cihazına "indirme" olasılığından önce çok zaman geçer. Uydu görüntüleri, navigatördeki en güncel bilgileri anında alma fırsatı sunar.

Sözde uydu görüntülerinin kullanımı açısından özellikle ilgi çekicidir. LBS hizmetleri. LBS (Location-based service), bir cep telefonunun konumunu belirlemeye dayalı bir hizmettir. Mobil iletişimin yaygın gelişimi ve hücresel operatörler tarafından sağlanan hizmetlerin genişlemesi dikkate alındığında, LBS hizmetleri pazarının olanaklarını abartmak zordur. LBS'ler konumlandırma için mutlaka GPS teknolojisini kullanmazlar. Konum, GSM ve UMT hücresel ağlarının baz istasyonları kullanılarak da belirlenebilir.

pilav. 6 Nokia cep telefonunda Uzay resmi

LBS hizmetleri sağlayan cep telefonu ve navigasyon cihazı üreticileri, uydu görüntülerine giderek daha fazla önem veriyor. Örnek olarak, 2009 yılında WorldView-1, WorldView-2 ve QuickBird ultra yüksek çözünürlüklü uyduların operatörü DigitalGlobe ile Ovi Harita kullanıcılarına uydu görüntülerine erişim sağlamak için bir anlaşma imzalayan Nokia'yı (Finlandiya) ele alalım (not edin. Ovi Nokia'nın İnternet servisleri için yeni markası).

Kentsel alanlarda gezinirken görünürlüğe ek olarak (Şekil 8), yeni ve ayrıntılı haritaların bulunmadığı az çalışılmış bir bölgede seyahat ederken uydu görüntüleri şeklinde bir arka plana sahip olmak çok yararlıdır. Ovi Haritalar neredeyse tüm Nokia cihazlarına indirilebilir.

Ultra yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin LBS hizmetlerine entegrasyonu, işlevlerini bir büyüklük sırasına göre artırmayı mümkün kılar.

Uzaydan Dünya uzaktan algılama verilerini kullanmanın umut verici olasılıklarından biri, bunlara dayalı üç boyutlu modellerin oluşturulmasıdır. Üç boyutlu haritalar oldukça görseldir ve özellikle kentsel alanlarda daha iyi yönlendirme sağlar (Şekil 9).

pilav. 7 3D navigasyon haritası

Sonuç olarak, uydu navigatörlerinde ve LBS hizmetlerinde ultra yüksek çözünürlüklü ortorektifiye edilmiş görüntüleri kullanmanın büyük vaadini not ediyoruz. Sovzond, ALOS (ORTHOREGION) ve WorldView-1, WorldView-2 (ORTO10) uzay aracından alınan ortorektifiye edilmiş görüntülere dayalı ORTHOREGION ve ORTO10 ürünleri üretir. Bireysel sahnelerin ortorektifikasyonu, iş maliyetini önemli ölçüde azaltan, zemin referans noktaları kullanılmadan rasyonel polinom katsayıları (RPC) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir. Çalışmalar, özelliklerine göre, ORTHOREGION ve ORTO10 ürünlerinin sırasıyla 1:25.000 ve 1:10.000 ölçekli navigasyon haritalarının güncellenmesi için temel teşkil edebileceğini göstermiştir. , ayrıca doğrudan gezginlere de yüklenebilir.

Yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin navigasyon sistemlerine ve LBS hizmetlerine entegrasyonu, bunların işlevselliklerini, kolaylıklarını ve kullanım verimliliklerini büyük ölçüde artırmayı mümkün kılar.

Bir uçak anlamındaki “uydu” kelimesi, “bir balta ile uzayda ne olacak? neden, uydu şeklinde ...” hakkında konuşan Fyodor Mihayloviç Dostoyevski sayesinde dilimize girdi. Bugün yazara böyle bir akıl yürütmeye neyin ilham verdiğini söylemek zor, ancak bir yüzyıl sonra - Ekim 1957'nin başında - gezegenimizin etrafında bir balta bile uçmaya başlamadı, ancak o zamanlar için ilk olan en karmaşık cihaz oldu. çok özel hedeflerle uzaya gönderilen yapay uydu. Ve diğerleri onu takip etti.

"Davranış" özellikleri

Bugün, herkes uzun zamandır uydulara alıştı - gece gökyüzünün sakin resmini ihlal edenler. Fabrikalarda yaratılan ve yörüngeye fırlatılan bu cihazlar, yalnızca dar bir uzmanlar çevresi için değişmez bir şekilde ilginç kalarak, insanlığın yararına "dönmeye" devam ediyor. Yapay uydular nedir ve bir kişi onlardan ne gibi faydalar sağlar?

Bildiğiniz gibi, bir uydunun yörüngeye girmesinin ana koşullarından biri hızıdır - düşük yörüngeli uydular için 7,9 km / s. Bu hızda dinamik denge oluşur ve merkezkaç kuvveti yerçekimi kuvvetini dengeler. Başka bir deyişle, uydu o kadar hızlı uçar ki, Dünya'nın yuvarlak olması nedeniyle kelimenin tam anlamıyla ayaklarının altından çıktığı için, dünya yüzeyine düşmek için zamanı yoktur. Uyduya bildirilen ilk hız ne kadar yüksekse, yörüngesi de o kadar yüksek olacaktır. Ancak Dünya'dan uzaklaştıkça dairesel yörüngedeki hızları azalmakta ve yerdurağan uydular yörüngelerinde sadece 2,5 km/s hızla hareket etmektedirler. Bir uzay aracının (SC) Dünya'ya yakın yörüngede uzun ve hatta sonsuz varlığı sorununu çözerken, onu her zamankinden daha yüksek bir yüksekliğe çıkarmak gerekir. Dünya atmosferinin uzay aracının hareketini de önemli ölçüde etkilediğini belirtmekte fayda var: deniz seviyesinden (atmosferin koşullu sınırı) 100 km'nin üzerindeki irtifalarda süper seyrek olsa bile, onları gözle görülür şekilde yavaşlatıyor. Yani zamanla tüm uzay araçları uçuş irtifalarını kaybederler ve yörüngede kalış süreleri doğrudan bu irtifaya bağlıdır.

Dünya'dan uydular sadece geceleri ve Güneş tarafından aydınlatıldıklarında, yani dünyanın gölge bölgesine düşmedikleri anlarda görülebilirler. Tüm bu faktörlerin çakışmasına duyulan ihtiyaç, düşük yörüngeli uyduların çoğunun gözlem süresinin ortalama olarak girmeden 10 dakika önce ve Dünya'nın gölgesinden ayrıldıktan sonra aynı miktarda olmasına yol açmaktadır. İstenirse, dünyevi gözlemciler uyduları parlaklığa göre sistematize edebilirler (Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) burada ilk sıradadır - parlaklığı ilk büyüklüğe yaklaşır), titreyen frekansla (zorla veya özel olarak belirlenmiş döndürme ile belirlenir), yöne göre hareket (kutuptan veya diğer yönde). Uyduları gözlemleme koşulları, kapsama alanının renginden, güneş panellerinin varlığından ve aralığından ve ayrıca uçuş yüksekliğinden önemli ölçüde etkilenir - ne kadar yüksekse, uydu o kadar yavaş hareket eder ve daha az parlak ve fark edilir hale gelir.

Yüksek uçuş yüksekliği (Dünya'ya olan minimum mesafe 180-200 km'dir), Mir yörünge kompleksleri (2001'de yörüngeden çıkarılmış) veya ISS gibi nispeten büyük uzay araçlarının boyutunu bile gizler - hepsi parlak noktalar olarak görülebilir, daha büyük veya daha küçük parlaklık. Nadir istisnalar dışında basit bir gözle bir uyduyu tespit etmek imkansızdır. Uzay aracının doğru bir şekilde tanımlanması amacıyla, dürbünlerden basit bir gözlemci için her zaman mevcut olmayan teleskoplara ve yörüngelerinin hesaplanmasına kadar çeşitli optik araçlar kullanılır. İnternet, amatör bir astronomun, uyduların Dünya'ya yakın yörüngedeki konumu hakkında bilgilerin yayınlandığı bireysel uzay araçlarını tanımlamasına yardımcı olur. Özellikle, ISS'nin mevcut konumunu gerçek zamanlı olarak gösteren NASA web sitesine herkes girebilir.

Uyduların pratik kullanımına gelince, ilk fırlatmalardan başlayarak, hemen belirli sorunları çözmeye başladılar. Böylece, ilk uydunun uçuşu, Dünya'nın uzaydan manyetik alanını incelemek için kullanıldı ve radyo sinyali, uydunun hermetik kasasının içindeki sıcaklıkla ilgili verileri taşıdı. Bir uzay aracının fırlatılması oldukça pahalı bir zevk olduğundan ve ayrıca uygulanması çok zor olduğundan, o zaman fırlatmaların her birine aynı anda birkaç görev atanır.

Her şeyden önce, teknolojik problemler çözülür: yeni tasarımların, kontrol sistemlerinin, veri iletiminin ve benzerlerinin geliştirilmesi. Kazanılan deneyim, daha gelişmiş uydular yaratmamıza ve yavaş yavaş, yaratılmalarının maliyetini haklı çıkaran daha karmaşık hedefleri çözmeye geçmemize izin veriyor. Ne de olsa bu üretimin nihai amacı, diğerleri gibi, kar etmek (ticari fırlatmalar) veya uyduların operasyon sırasında savunma amaçlı en verimli şekilde kullanılması, jeopolitik ve diğer birçok görevi çözmektir.

Kozmonotiğin bir bütün olarak SSCB ile ABD arasındaki askeri-politik çatışmanın bir sonucu olarak doğduğunu hatırlamak gerekir. Ve elbette, ilk uydu ortaya çıkar çıkmaz, her iki ülkenin savunma departmanları, uzay üzerinde kontrol kurduktan sonra, Dünya'nın hemen yakınında bulunan tüm nesnelerin sabit bir kaydını tuttu. Yani, muhtemelen, şu anda şu ya da bu şekilde çalışan uzay aracının tam sayısını biliyorlar. Aynı zamanda, sadece uzay aracının kendisi değil, aynı zamanda roketlerin, transfer bölmelerinin ve onları yörüngeye taşıyan diğer unsurların son aşamaları da izlenir. Yani, kesinlikle konuşursak, bir uydu sadece "zeka" - kendi kontrol, izleme ve iletişim sistemi - değil, aynı zamanda uçuşun bir sonraki aşamasında uzay aracından ayrılan basit bir cıvata olarak kabul edilir.

31 Aralık 2003 tarihli ABD Uzay Komutanlığı kataloğuna göre, Dünya yörüngesinde bu tür 28.140 uydu vardır ve sayıları giderek artmaktadır (10 cm'den büyük nesneler dikkate alınmaktadır). Zamanla, doğal nedenlerden dolayı, uyduların bir kısmı erimiş kalıntılar şeklinde Dünya'ya düşer, ancak birçoğu onlarca yıldır yörüngede kalır. Uzay aracı kaynaklarını tükettiğinde ve uçmaya devam ederken Dünya'dan gelen komutlara uymayı bıraktığında, Dünya'ya yakın uzayda sadece kalabalık değil, hatta bazen tehlikeli hale gelir. Bu nedenle, yörüngeye yeni bir aparat fırlatırken, çarpışma ve felaketten kaçınmak için “eski” olanın nerede olduğunu sürekli bilmek gerekir.

Uzay aracının sınıflandırılması oldukça zahmetli bir iştir, çünkü her uzay aracı benzersizdir ve yeni uzay aracı tarafından çözülen görevler sürekli olarak genişlemektedir. Ancak uzay aracını pratik kullanım açısından ele alırsak, amaçlarına göre belirlenen ana kategorileri ayırt edebiliriz. Bugün en çok talep edilenler iletişim, navigasyon, Dünya uzaktan algılama ve bilimsel uydulardır. Askeri uydular ve keşif uyduları ayrı bir sınıf oluşturur, ancak özünde "barışçıl" muadilleriyle aynı görevleri çözerler.

İletişim uyduları

Uydu fırlatmanın pratik faydalarından ilk yararlananlar arasında sinyalciler vardı. Tekrarlayıcı uyduların Dünya'ya yakın yörüngeye fırlatılması, yerleşim bölgelerinin çoğu üzerinde mümkün olan en kısa sürede tüm hava koşullarında istikrarlı iletişim sorununu çözmeyi mümkün kıldı. İlk ticari uydu, 1964 yılında Amerika Birleşik Devletleri tarafından başlatılan ve televizyon programlarının Amerika'dan Avrupa'ya kablolu iletişim hatları kullanılmadan iletilmesini sağlayan iletişim uydusu Echo-2 idi.

Aynı zamanda, Sovyetler Birliği'nde Molniya-1 iletişim uydusu da oluşturuldu. Orbita istasyonlarının yer ağının konuşlandırılmasından sonra, büyük ülkemizin tüm bölgeleri Merkezi Televizyona erişim sağladı ve ayrıca güvenilir ve kaliteli telefon iletişimi düzenleme sorunu çözüldü. Molniya iletişim uyduları, 39.000 km'lik bir apoje ile oldukça eliptik yörüngelere yerleştirildi. Sürekli yayın amacıyla, çeşitli yörünge düzlemlerinde uçan bütün bir Molniya uydu takımyıldızı yerleştirildi. Orbita ağının yer istasyonları, servoları kullanarak uydunun yörüngedeki hareketini izleyen ve periyodik olarak görüş alanında olana geçen oldukça büyük antenlerle donatıldı. Zamanla, eleman tabanının iyileştirilmesi ve yerleşik ve yer sistemlerinin teknik parametrelerinin iyileştirilmesi sürecinde, bu tür uyduların birkaç nesli değişti. Ancak bugün bile Molniya-3 ailesinin uydularının takımyıldızları, Rusya genelinde ve ötesinde bilgi iletimini sağlıyor.

Proton ve Delta tipi güçlü fırlatma araçlarının yaratılması, iletişim uydularının sabit bir dairesel yörüngeye teslim edilmesini mümkün kıldı. Özelliği, 35.800 km yükseklikte, uydunun Dünya etrafındaki açısal dönüş hızının, Dünya'nın kendisinin açısal dönüş hızına eşit olması gerçeğinde yatmaktadır. Bu nedenle, dünyanın ekvator düzleminde böyle bir yörüngedeki bir uydu, olduğu gibi, bir nokta üzerinde asılı kalır ve 120 ° 'lik bir açıyla yerleştirilmiş 3 sabit uydu, istisna dışında, Dünya'nın tüm yüzeyine genel bir bakış sağlar. sadece kutup bölgeleri. Yörüngede önceden belirlenmiş konumunu koruma görevi uydunun kendisine verildiğinden, yer-durağan uzay aracının kullanımı, yer tabanlı bilgi alma ve iletme araçlarını önemli ölçüde basitleştirmeyi mümkün kılmıştır. Antenleri sürücülerle beslemeye gerek yoktu - statik hale geldiler ve bir iletişim kanalı düzenlemek için ilk kurulum sırasında onları yalnızca bir kez kurmak yeterlidir. Sonuç olarak, karasal kullanıcı ağının önemli ölçüde genişlediği ortaya çıktı ve bilgi doğrudan tüketiciye akmaya başladı. Bunun kanıtı, hem büyük şehirlerde hem de kırsal alanlarda konut binalarında bulunan çok sayıda parabolik çanak antendir.

İlk başta, uzay yalnızca SSCB ve ABD için “mevcut” olduğunda, ülkelerin her biri yalnızca kendi ihtiyaçlarını ve emellerini tatmin etmeyi önemsedi, ancak zamanla herkesin uydulara ihtiyacı olduğu ve bunun sonucunda yavaş yavaş uluslararası projelere ihtiyaç duyulduğu ortaya çıktı. görünmeye başladı. Bunlardan biri, 1970'lerin sonlarında oluşturulan INMARSAT kamu küresel iletişim sistemidir. Ana amacı, deniz gemilerine açık denizlerde istikrarlı iletişim sağlamak ve kurtarma operasyonları sırasında eylemleri koordine etmekti. Halihazırda INMARSAT uydu iletişim sistemi üzerinden mobil iletişim, küçük bir kasa boyutunda taşınabilir bir terminal aracılığıyla sağlanmaktadır. İçinde düz bir anten bulunan "bavulun" kapağını açtığınızda ve bu anteni uydunun amaçlanan konumuna yönlendirdiğinizde, iki yönlü sesli iletişim kurulur ve veri alışverişi 64 kilobit'e kadar hızlanır. saniye. Dahası, bugün dört modern uydu, yalnızca denizde değil, aynı zamanda Kuzey Kutup Dairesi'nden Güney Kuzey Kutup Dairesi'ne kadar uzanan geniş bir alanı kapsayan karada da iletişim sağlıyor.

İletişim olanaklarının daha da minyatürleştirilmesi ve uzay araçlarında yüksek performanslı antenlerin kullanılması, uydu telefonunun geleneksel bir cep telefonundan çok farklı olmayan bir "cep" formatı almasına yol açtı.

1990'larda, birkaç mobil kişisel uydu iletişim sisteminin dağıtımı neredeyse aynı anda başladı. İlk olarak, düşük yörüngeli olanlar ortaya çıktı - IRIDIUM ("İridyum") ve GLOBAL STAR ("Küresel Yıldız") ve ardından yerdurağan - THURAYA ("Turaya").

Thuraya uydu iletişim sistemi, şimdiye kadar, Afrika kıtasının çoğunda, Arap Yarımadası, Orta Doğu ve Avrupa'da iletişimi sürdürmeyi mümkün kılan bileşiminde 2 sabit uyduya sahiptir.

Yapı olarak benzer olan Iridium ve Global Star sistemleri, çok sayıda düşük yörüngeli uydunun takımyıldızlarını kullanır. Uzay aracı dönüşümlü olarak abonenin üzerinden uçar, birbirini değiştirir, böylece sürekli iletişim sağlanır.

İridyum, dairesel yörüngelerde dönen (Dünya yüzeyinden 780 km yükseklik, 86.4 ° eğim), her birinde 11 cihaz olmak üzere altı yörünge düzlemine yerleştirilmiş 66 uydu içerir. Bu sistem gezegenimizin yüzde 100'ünü kapsıyor.

Global Star, sekiz yörünge düzleminde uçan (Dünya yüzeyinden 1.414 km yükseklik, 52° eğim), her birinde 6 cihaz, kutup bölgeleri hariç %80 kapsama alanı sağlayan 48 uydu içermektedir.

Bu iki uydu iletişim sistemi arasında temel bir fark vardır. İridyum'da, Dünya'dan bir uydu tarafından alınan bir telefon sinyali, zincir boyunca bir sonraki uyduya, şu anda yer alıcı istasyonlardan birinin (arayüz istasyonları) görünürlük bölgesinde bulunana ulaşana kadar iletilir. Böyle bir organizasyon şeması, zemin altyapısının oluşturulması için minimum maliyetle, yörünge bileşeninin konuşlandırılmasından sonra mümkün olan en kısa sürede çalışmasına izin verir. Ancak Global Star'da uydudan uyduya bir sinyal yayını sağlanmaz, bu nedenle bu sistem daha yoğun bir yer alıcı istasyon ağına ihtiyaç duyar. Ve gezegenin bazı bölgelerinde bulunmadığından, sürekli bir küresel kapsama alanı yoktur.

Kişisel uydu iletişimini kullanmanın pratik faydası bugün aşikar hale geldi. Böylece, Haziran 2004'te Everest'e tırmanma sürecinde, Rus dağcılar, bu zor ve tehlikeli olay sırasında dağcıların kaderini takip eden herkesin kaygı yoğunluğunu önemli ölçüde azaltan Iridium aracılığıyla telefon iletişimini kullanma fırsatı buldular.

Mayıs 2003'te SoyuzTMA-1 uzay aracının mürettebatıyla, Dünya'ya döndükten sonra, kurtarıcıların Kazak bozkırında 3 saat boyunca astronotları bulamadıkları olay, ISS program yöneticilerini astronotlara İridyum tedarik etmeye sevk etti. uydu telefonu.

Navigasyon uyduları

Modern astronotiğin bir başka başarısı da küresel konumlandırma sistemi alıcısıdır. Mevcut küresel konumlandırma uydu sistemleri, Amerikan GPS (NAVSTAR) ve Rus GLONASS, 40 yıl önce Soğuk Savaş sırasında balistik füzelerin koordinatlarını doğru bir şekilde belirlemek için oluşturulmaya başlandı. Bu amaçlar için, uydulara ek olarak - roket fırlatma kayıt memurları, görevi uzayda tam koordinatlarını bildirmek olan bir navigasyon uyduları sistemi uzaya yerleştirildi. Birkaç uydudan aynı anda gerekli verileri alan navigasyon alıcısı kendi konumunu belirledi.

“Uzatılmış” barış zamanı, belirli “özel” dönemlerde navigasyon parametrelerinin bağlayıcılığını kabalaştırma hakkını saklı tutsa da, sistem sahiplerini önce havada ve suda, sonra karada sivil tüketicilerle bilgi paylaşmaya zorladı. . Böylece askeri sistemler sivil sistemler haline geldi.

GPS alıcılarının çeşitli türleri ve modifikasyonları deniz ve hava araçlarında, mobil ve uydu iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, GPS alıcısı, Cospas-Sarsat vericisi gibi, açık denize giden herhangi bir deniz taşıtı için vazgeçilmez bir ekipman parçasıdır. Avrupa Uzay Ajansı tarafından oluşturulan ve 2005 yılında ISS'ye uçacak olan ATV kargo uzay aracı, istasyonla olan randevu yörüngesini de GPS ve GLONASS verilerine göre düzeltecek.

Her iki navigasyon uydu sistemi de yaklaşık olarak aynı şekilde düzenlenmiştir. GPS, altı yörünge düzleminde (Dünya yüzeyinden 20.000 km yükseklik, 52 ° eğim) 4'er dairesel yörüngeye yerleştirilmiş 24 uydunun yanı sıra 5 yedek araca sahiptir. GLONASS'ın ayrıca, her biri üç düzlemde 8'i olmak üzere 24 uydusu vardır (yeryüzünden 19.000 km yükseklikte, 65° eğim). Navigasyon sistemlerinin gerekli doğrulukla çalışması için uydulara atom saatleri kurulur, Dünya'dan düzenli olarak bilgi iletilir, her birinin yörüngedeki hareketinin doğasını ve yayılma koşullarını belirtir. Radyo dalgaları.

Küresel konumlandırma sisteminin belirgin karmaşıklığına ve ölçeğine rağmen, bugün kompakt bir GPS alıcısı herkes tarafından satın alınabilir. Uydulardan gelen sinyalleri kullanan bu cihaz, yalnızca 5-10 metrelik bir doğrulukla bir kişinin konumunu belirlemeye değil, aynı zamanda ona gerekli tüm verileri sağlamaya da izin verir: haritadaki konumu gösteren coğrafi koordinatlar, mevcut dünya saati, hız, deniz seviyesinden yükseklik, yan ışıkların konumu ve ayrıca birincil bilgilerden türetilen bir dizi hizmet işlevi.

Uzay navigasyon sistemlerinin avantajları yadsınamaz ki, Birleşik Avrupa devasa maliyetlere rağmen kendi navigasyon sistemi GALILEO'yu (“Galileo”) yaratmayı planlıyor. Çin ayrıca navigasyon uydularından oluşan bir sistem kurmayı planlıyor.

Dünya uzaktan algılama uyduları

Minyatür GPS alıcılarının kullanımı, Dünya uzaktan algılama uyduları (ERS) olarak adlandırılan başka bir uzay aracı kategorisinin çalışmasını önemli ölçüde iyileştirmeyi mümkün kılmıştır. Daha önce Dünya'nın uzaydan alınan görüntülerini belirli coğrafi noktalarla ilişkilendirmek oldukça zordu, şimdi bu süreç herhangi bir sorun yaratmıyor. Ve gezegenimiz sürekli değiştiği için, uzaydan çekilmiş fotoğrafları, asla tekrarlanmayan, her zaman talep görecek ve dünya yaşamının en çeşitli yönlerini incelemek için yeri doldurulamaz bilgiler sağlayacaktır.

Uzaktan algılama uydularının sayısı oldukça fazladır ve yine de takımyıldızları sürekli olarak yeni, daha gelişmiş cihazlarla yenilenmektedir. Modern uzaktan algılama uyduları, 1960'larda ve 1970'lerde çalışanlardan farklı olarak, uzayda özel kapsüller içinde çekilmiş fotoğraf filmlerini Dünya'ya iade etmeye ihtiyaç duymazlar - süper hafif optik teleskoplar ve CCD dizilerine dayalı minyatür fotodedektörler ile donatılmıştır. Saniyede yüzlerce megabit bant genişliğine sahip yüksek hızlı veri iletim hatları olarak. Veri toplama hızına ek olarak, alınan görüntülerin Dünya'da işlenmesini tamamen otomatikleştirmek mümkün hale geliyor. Sayısallaştırılmış bilgi artık sadece bir görüntü değil, ekolojistler, ormancılar, arazi araştırmacıları ve diğer birçok ilgili yapı için en değerli bilgidir.

Özellikle bahar döneminde çekilen spektral-bölgesel fotoğraflar, bitkilerin büyüme döneminde topraktaki nem içeriğine göre hasadın tahmin edilmesini - narkotik ürünlerin yetiştirildiği yerlerin tespit edilmesini ve zamanında yok edilmesi için önlemlerin alınmasını mümkün kılmaktadır. .

Ayrıca, Dünya yüzeyinin video görüntülerini (fotoğrafları) tüketicilere satmak için mevcut ticari sistemleri de hesaba katmak gerekir. Bu tür ilk sistemler, önce Amerikan LANDSAT sivil uydu takımyıldızı ve ardından Fransız SPOT'uydu. Belirli kısıtlamalarla ve belirli fiyatlara uygun olarak, dünyanın dört bir yanındaki tüketiciler, Dünya'nın ilgi duydukları bölgelerin görüntülerini 30 ve 10 metre çözünürlükte elde edebilirler. Mevcut, çok daha gelişmiş sivil uydular - ICONOS-2, QUICK BIRD-2 (ABD) ve EROS-AI (İsrail-ABD) - ABD hükümeti tarafından kısıtlamaların kaldırılmasından sonra, dünya yüzeyinin fotoğraflarını aşağıdakilerle satın almanıza izin veriyor. 0,5 metreye kadar çözünürlük - pankromatik modda ve multispektral modda 1 metreye kadar.

Uzaktan algılama uydularına yakın meteorolojik uzay aracı bitişiktir. Ağlarının Dünya'ya yakın yörüngelerdeki gelişimi, hava tahminlerinin güvenilirliğini önemli ölçüde artırdı ve geniş yer tabanlı hava istasyonu ağlarından vazgeçmeyi mümkün kıldı. Ve bugün dünyanın her yerinden çıkan haber bültenleri, hava durumu uydu verileri temelinde oluşturulan siklonlar, bulut yolları, tayfunlar ve diğer fenomenlerin animasyonlu görüntüleri eşliğinde, her birimizin doğal süreçlerin gerçekliğini kendimiz görmemize izin veriyor. Dünya'da meydana geliyor.

Uydular-"bilim adamları"

Genel olarak, yapay uyduların her biri, Dünya dışındaki dünya hakkında bir bilgi aracıdır. Bilimsel uydular, yeni fikir ve tasarımları test etmek ve başka türlü elde edilemeyecek benzersiz bilgileri elde etmek için bir tür test alanı olarak adlandırılabilir.

1980'lerin ortalarında NASA, uzaya yerleştirilmiş dört astronomik gözlemevi oluşturmak için bir program benimsedi. Çeşitli gecikmelerle, dört teleskop da yörüngeye fırlatıldı. Çalışmalarına ilk başlayan, Evreni görünür dalga boyu aralığında keşfetmek için tasarlanan Hubble (1990), ardından gama ışınlarını kullanarak dış uzayı inceleyen COMPTON (1991), üçüncüsü ise kullanılan CHANDRA (1999) idi. X-ışınları ve kızılötesini açıklayan SPITZER (2003) tarafından bu kapsamlı programı tamamladı. Dört gözlemevinin de isimleri, önde gelen Amerikalı bilim adamlarının onuruna verildi.

15 yıldır Dünya'ya yakın yörüngede faaliyet gösteren Hubble, uzak yıldızların ve galaksilerin eşsiz görüntülerini Dünya'ya ulaştırıyor. Bu kadar uzun bir hizmet ömrü için, teleskop mekik uçuşları sırasında tekrar tekrar onarıldı, ancak 1 Şubat 2003'te Columbia'nın ölümünden sonra uzay mekiklerinin fırlatılması askıya alındı. Hubble'ın 2010 yılına kadar yörüngede kalması planlanıyor, ardından kaynağını tükettikten sonra yok edilecek. Gama ışını kaynaklarının görüntülerini Dünya'ya ileten COMPTON, 1999 yılında ortadan kalktı. CHANDRA ise düzenli olarak X-ray kaynakları hakkında bilgi vermeye devam ediyor. Bu teleskopların üçü de, bilim adamları tarafından, Dünya'nın manyetosferinin üzerlerindeki etkisini azaltmak için oldukça eliptik yörüngelerde çalışmak üzere tasarlandı.

Soğuk uzak nesnelerden yayılan en zayıf termal radyasyonu yakalayabilen SPITZER ise, gezegenimizin etrafında dönen muadillerinin aksine, güneş yörüngesinde, yılda 7 ° yavaş yavaş Dünya'dan uzaklaşıyor. Uzayın derinliklerinden yayılan son derece zayıf termal sinyalleri algılamak için SPITZER, sensörlerini mutlak sıfırın sadece 3° üzerinde bir sıcaklığa soğutur.

Bilimsel amaçlar için, uzaya sadece hacimli ve karmaşık bilimsel laboratuvarlar değil, aynı zamanda cam pencerelerle donatılmış ve içinde köşe yansıtıcılar içeren küçük uydular-toplar da fırlatılır. Bu tür minyatür uyduların uçuş yörünge parametreleri, kendilerine yönlendirilen lazer radyasyonu kullanılarak yüksek derecede doğrulukla izlenir ve bu, Dünya'nın yerçekimi alanındaki en ufak değişiklikler hakkında bilgi elde etmeyi mümkün kılar.

acil beklentiler

20. yüzyılın sonunda bu kadar hızlı bir gelişme gösteren uzay mühendisliği, bir yıl boyunca ilerlemesinde durmuyor. Yaklaşık 5-10 yıl önce teknik düşüncenin zirvesi gibi görünen uydular, yörüngedeki yeni nesil uzay araçlarının yerini alıyor. Ve yapay Dünya uydularının evrimi giderek daha kısacık olmasına rağmen, yakın geleceğe bakıldığında, insansız astronotiğin gelişimi için ana beklentileri görmeye çalışabilirsiniz.

Uzayda uçan X-ışını ve optik teleskoplar, bilim adamlarına şimdiden birçok keşif sağladı. Şimdi, bu aletlerle donatılmış tüm yörünge kompleksleri fırlatmaya hazırlanıyor. Bu tür sistemler, galaksimizin yıldızları üzerinde, içlerinde gezegenlerin varlığı için toplu bir çalışma yapmayı mümkün kılacaktır.

Modern dünya tabanlı radyo teleskoplarının, optik aralıkta elde edilenden çok daha yüksek bir çözünürlükle yıldızlı gökyüzünün görüntülerini aldığı bir sır değil. Bugün, bu tür araştırma araçları için uzaya fırlatma zamanı. Bu radyo teleskopları, Dünya'dan maksimum 350.000 km uzaklığa sahip yüksek eliptik yörüngelere fırlatılacak ve bu, onların yardımıyla elde edilen yıldızlı gökyüzünün radyo emisyon görüntülerinin kalitesini en az 100 kat artıracak.

Ekstra saf kristallerin üretimi için fabrikaların uzayda kurulacağı gün çok uzak değil. Ve bu sadece tıp için çok gerekli olan biyokristal yapılar için değil, aynı zamanda yarı iletken ve lazer endüstrileri için malzemeler için de geçerlidir. Bunların uydu olması pek olası değildir - daha çok ziyaret edilen veya robotik komplekslerin yanı sıra onlara demirleyen nakliye gemilerini, ilk ürünleri teslim etmeyi ve dünya dışı teknolojinin meyvelerini Dünya'ya getirmeyi gerektirecektir.

Çok uzak olmayan ve diğer gezegenlerin kolonizasyonunun başlangıcı. Bu kadar uzun uçuşlarda kapalı bir ekosistem oluşturmak olmazsa olmazlardandır. Ve uzun menzilli uzay uçuşlarını simüle eden biyolojik uydular (uçan seralar), çok yakın bir gelecekte Dünya yörüngesinde görünecek.

En fantastik görevlerden biri ve aynı zamanda teknik açıdan kesinlikle gerçek, küresel navigasyon ve dünya yüzeyinin santimetre hassasiyetle gözlemlenmesi için bir uzay sistemi oluşturmak. Bu tür konumlandırma doğruluğu, yaşamın çeşitli alanlarında uygulama bulacaktır. Her şeyden önce, sismologlar, yerkabuğundaki en küçük dalgalanmaları izleyerek depremleri nasıl tahmin edeceklerini öğrenmeyi umarak buna ihtiyaç duyarlar.

Bugüne kadar, uyduları yörüngeye fırlatmanın en ekonomik yolu, tek kullanımlık fırlatma araçlarıdır ve uzay limanı ekvatora ne kadar yakınsa, fırlatma o kadar ucuz olur ve uzaya fırlatılan yük o kadar büyük olur. Her ne kadar yüzer ve uçak fırlatıcıları zaten oluşturulmuş ve başarılı bir şekilde çalışıyor olsa da, kozmodromun etrafındaki iyi gelişmiş altyapı, uzun bir süre boyunca Dünya'ya yakın uzayın geliştirilmesinde dünyalıların başarılı faaliyetlerinin temeli olacaktır.

Alexander Spirin, Maria Pobedinskaya

Editörler, materyalin hazırlanmasındaki yardımları için Alexander Kuznetsov'a minnettarlar.

yörünge takımyıldızı;

Geliştirme işi;

uzay Roketi;

roket ve uzay teknolojisi;

operatörün işyeri;

aracı çalıştır;

kök ortalama kare hatası;

teknik görev;

fizibilite çalışması;

federal uzay programı;

Dijital yükseltme modeli;

acil Durum.

Tanıtım

Sonuçları bu derlemede sunulan çalışmaların içeriği şu şekildedir:

Kurumsal mekan sistemleri ve komplekslerinin oluşturulması, modern eleman tabanına ve en son tasarım çözümlerine dayanmalı ve elde edilen verilerin kapsamı ve kalitesi dünya düzeyine uygun olmalıdır.

1 Yabancı ülkelerin uzaktan algılama uzay programlarına genel bakış

1.1 ABD uzay programı

1.1.1 ABD uzay politikasının temelleri

Yeni uzay politikasının ana fikirleri:

ABD uzay politikasının ana hedefleri şunlardır:

1.1.2 ABD Ulusal Jeo-uzaysal-İstihbarat Sisteminin Stratejik Niyet Beyanı

Şekil 1 - Uzay görüntüsü - bitmap

Şekil 2 - Hedeflerin ve nesnelerin tanımlanması

Şekil 3 - Operasyonel durumun gerçek zamanlı olarak görüntülenmesi

1.1.3 Uzay askeri gözetim programı

1.1.4 ABD ticari uzay programı

Şekil 4 - WorldView-1 uzay aracı

Şekil 5 - GeoEye-1 uzay aracı

Uzaktan algılama uzay pazarının geliştirilmesindeki bir sonraki mantıklı adım, ultra yüksek çözünürlüklü (0,25 m'ye kadar) uzay aracının piyasaya sürülmesidir. Daha önce, bu çözünürlüğe sahip görüntüler yalnızca ABD ve SSCB'nin askeri uyduları tarafından sağlanıyordu.

Şimdiye kadar, Avrupa ülkeleri, Rusya, Japonya, İsrail ve Hindistan'dan uzaktan algılama pazarındaki ana rakip şirketlerin ultra yüksek çözünürlüklü uzaktan algılama uyduları oluşturma planları yok. Bu nedenle, ABD'de bu tür cihazların piyasaya sürülmesi, pazarın daha da gelişmesine ve Amerikan şirketlerinin - uzaktan algılama CS operatörlerinin konumlarının güçlendirilmesine yol açacaktır.

1.2 Avrupa ülkelerinin uzay programları

1.2.1 Fransa

SPOT sisteminin uzay bölümü şu anda dört uydudan (SPOT 2, -4, -5 ve -6) oluşmaktadır. Yer segmenti, bir bilgi alma istasyonları ağı ve veri işleme ve dağıtım merkezleri olan Uzay Aracı Kontrol ve Operasyon Merkezi'ni içerir.

Şekil 6 - SCOT 5

1.2.2 Almanya

Şekil 7 - TerraSAR-X ve Tandem-X uyduları

Şekil 8 - SAR-Lupe sisteminin yörünge bölümünün mimarisi

1.2.3 İtalya

İtalyan uzay araştırma programı, Amerika Birleşik Devletleri (Scout), Avrupa Fırlatma Araçlarını Geliştirme Örgütü (Europa 1) ve Avrupa Uzay Ajansı'ndan (Ariane) fırlatma araçlarının kullanımına dayanmaktadır.

1.2.4 Birleşik Krallık

Şekil 9 - TOPSAT-1 mini uydusu tarafından elde edilen 2,8 m çözünürlüklü görüntü

1.2.5 İspanya

İspanya ayrıca savunma amaçlı küresel bir Avrupa uydu gözetim sisteminin oluşturulmasına da katılıyor.

1.3 Diğer ülkelerin uzay programları

1.3.1 Japonya

Şekil 10 - Cartosat-1 verilerine göre inşa edilen Gujarat eyaleti topraklarının 3B modeli

10 Ocak 2007'de, Hindistan'ın metre çözünürlüklü veri pazarına girmesiyle Cartosat-2 uydusu fırlatıldı. Cartosat-2, haritalama için pankromatik kameralı bir uzaktan algılama uydusudur. Kamera, bir metrelik uzamsal çözünürlüğe ve 10 km'lik bir şerit genişliğine sahip fotoğrafçılık için tasarlanmıştır. Uzay aracı, 630 km yükseklikte, güneşle eş zamanlı kutupsal yörüngeye sahip.

Hindistan, Cartosat-2 metre çözünürlüklü uydu görüntülerini piyasa fiyatlarının altında bir fiyata dağıtmaya hazır ve gelecekte 0,5 metreye kadar uzaysal çözünürlüğe sahip yeni bir uzay aracı fırlatmayı planlıyor.

1.3.2 İsrail

1.3.3 Çin

Şekil 11 – CBERS-01 uzay aracı

19 Eylül 2007'de üçüncü Çin-Brezilya uzaktan algılama uydusu CBERS-2B Çin'de fırlatıldı. Uydu, 748x769 km yüksekliğinde, 98.54 derece eğimde ve 10:30 ekvator geçiş süresiyle sabah güneşi ile eş zamanlı yörüngeye fırlatıldı.

1.3.4 Kore

1.3.5 Kanada

1990 yılında Kanada, liderliğinde roket ve uzay konularında çalışmaların yürütüldüğü Kanada Uzay Ajansı'nı kurdu.

Aslen uzayda 5 yıl görev yapmak üzere tasarlanan uydu, tahmini süresini iki katına çıkardı ve yüksek kalitede görüntü aktarmaya devam ediyor. 10 yıllık kusursuz operasyon için RADARSAT-1, toplam 58 milyar metrekare alana sahip bölgeleri araştırdı. Dünya'nın yüzey alanından iki büyüklük sırası olan km. Sistemin güvenilirliği %96 idi. 600 RADARSAT-1 bilgisi alıcısının en büyüğü, anketten sonra 90 dakikadan daha az bir gecikmeyle yılda 3800 radar görüntüsü alan Kanada Buz Keşif Servisi'dir.

Şekil 12 - Bir sanatçının gözünden uzayda RADARSAT

Kanada Uzay Ajansı, ikinci nesil Radarsat-2 radar uydu projesi için MacDonald, Dettwiler ve Associates (MDA) ile sözleşme imzaladı. Radarsat-2 uydusu, piksel başına 3 m çözünürlükte görüntüler sağlar.

1.3.6 Avustralya

Avustralya, uzay araştırmaları alanında birçok ülke ile aktif olarak işbirliği yapmaktadır. Avustralyalı firmalar ayrıca Asya-Pasifik bölgesindeki kırsal alanlardan çevresel veriler toplamak için Güney Kore ile bir mikro uydu geliştiriyorlar. CRCSS merkezinin yöneticisine göre projenin maliyeti 20-30 milyon dolar olacak. Avustralya ve Rusya arasındaki işbirliği büyük umutlar doğuruyor.

1.3.7 Diğer ülkeler

Son zamanlarda, Tayvan Ulusal Uzay Ajansı NSPO, ulusal endüstri tarafından ilk uzay aracını geliştirme planlarını duyurdu. Argo adı verilen proje, yüksek çözünürlüklü optik ekipman kullanarak küçük bir Dünya uzaktan algılama (ERS) uydusu inşa etmeyi amaçlıyor.

NSPO'ya göre, Argo projesi üzerindeki çalışmalar sırasında, kontrol sisteminde yeni LEON-3 işlemcisinin ilk kez kullanılacağı bir uzay platformu zaten geliştirildi. Tümleşik sistemler ve yer uçuş kontrol merkezi için tüm yazılımların Tayvan'da oluşturulması gerekiyor. Uydunun tahmini ömrü 7 yıl olacak.

1.4 BDT ülkelerinin uzay programları

1.4.1 Beyaz Rusya

Tablo 1. "Kanopus-V" ve BKA uzay aracının temel özellikleri

KA boyutu, m×m

uzay aracı kütlesi

Yük ağırlığı, kg

yörünge:

yükseklik, km

eğim, derece

dolaşım süresi, min

ekvator geçiş süresi, saat

Takip süresi, günler

Ortalama günlük güç, W

Aktif varoluş süresi, yıllar

Uzay aracı "Kanopus-V" ve BKA, aşağıdaki görevleri çözmek için tasarlanmıştır:

- yüksek hızlı gözetim.

1.4.2 Ukrayna

10 m'den daha iyi yüksek çözünürlüklü uzay araçlarına gelince, onları ilgili yabancı ortaklar ve benzer sistem sahipleriyle işbirliği temelinde inşa etmek de uygundur. Gelecek vaat eden uzay aracı yaratırken, sistemin bilgi yeteneklerini arttırmaya özel dikkat gösterilmelidir. Bu bağlamda, Ukrayna bir takım özgün gelişmelere sahiptir.

1.4.3 Kazakistan

Kazakistan uzay programının uygulanmasına katılan araştırma kuruluşlarının temsilcileri ve Kazakistan, Rusya ve uzak ülkelerin üretim ve inovasyon yapılarının temsilcileri, şu anda Kazakistan'da uzay faaliyetlerinin geliştirilmesi için öncelikli yönün uydu iletişimi ve Dünya'dan uzak olması gerektiğine inanıyor. algılama sistemleri.

2 Rus uzay programı

2.1 2006-2015 Rusya Federal Uzay Programının ana hükümleri

Programın ana hedefleri şunlardır:

Program uygulamasının şartları ve aşamaları - 2006 - 2015.

İlk aşamada (2010'a kadar olan dönemde), Dünya'nın uzaktan algılanması açısından aşağıdakiler oluşturulur:

Stratejik hedeflere ulaşılmasına katkıda bulunan uzay faaliyetlerinin öncelikli alanları şunlardır:

Program faaliyetleri, bütçe fonlarından finanse edilen faaliyetleri ve devlet dışı müşteriler tarafından uzay faaliyetlerine yatırılan fonlar pahasına yürütülen faaliyetleri içerir.

Bütçe fonlarından finanse edilen faaliyetler, aşağıdaki bölümlerde sağlanan çalışmaları içerir:

bölüm I - "Araştırma ve geliştirme çalışmaları";

Programı uygularken aşağıdaki sonuçlara ulaşılacaktır:

b) hidrometeorolojik gözlem verilerinin güncellenme sıklığı, orta irtifa uzay araçları için 3 saate ve yer sabit uzay araçları için gerçek zamana yükseltildi, bu da şunları sağlayacaktır:

e) tehlike altındaki nesnelerin koordinatlarını belirlemede artan doğruluk, 10 saniyeye kadar acil durum mesajlarının hızlı alınması ve tehlike altındaki nesnelerin konumunu belirleme doğruluğu, 100'e kadar küçük boyutlu bir uzay aracı ile bir uzay kompleksi oluşturuldu. m, sağlandı.

Sosyo-ekonomik ve bilimsel alanlardaki uzay faaliyetlerinin sonuçlarından ekonomik etkinin büyüklüğüne ilişkin bir değerlendirme, Programın uygulanması sonucunda, 2006-2015 döneminde genelleştirilmiş ekonomik etkinin düzeyinde öngörüldüğünü göstermektedir. 2005 fiyatlarında 500 milyar ruble.

2.2 Uzay uzaktan algılama sistemlerinin analizi.

Şekil 13 - 2006-2015 dönemi için uzaktan algılama uzay aracının yörüngesel takımyıldızı

Özünde, 2015 yılına kadar olan dönemde geliştirilen ana uzay uzaktan algılama araçları, insan yapımı ve doğal acil durumların operasyonel olarak izlenmesi için Kanopus-V uzay aracı ve operasyonel optik-elektronik gözetim için Resurs-P uzay aracı olacaktır.

22 Temmuz 2012'de piyasaya sürülen KA "Kanopus-V" No. 1 şunları içerir:

"Resurs-P" kompleksi, Rusya Federasyonu'nun sosyo-ekonomik kalkınmasının çıkarları için kullanılan yerli yüksek çözünürlüklü uzaktan algılama araçlarının bir devamıdır. Aşağıdaki görevleri çözmek için tasarlanmıştır:

- mobil hükümet iletişimi, hava trafik kontrolü ve navigasyon sinyallerinin rölesini sağlamak için dört uzay aracının "Arktika-MS2" alt sistemi (OJSC "UUİ, M.F. Reshetnev'in adını taşıyan" tarafından geliştirildi).

2.3 Uzaktan algılama verilerinin alınması, işlenmesi, depolanması ve dağıtılması için yer tabanlı bir kompleksin geliştirilmesi

FKP-2015'te belirtildiği gibi, kozmodromlar, yer tabanlı kontrol tesisleri, bilgi alma noktaları ve roket ve uzay teknolojisi ürünlerinin yer tabanlı testleri için deneysel bir temel dahil olmak üzere yer tabanlı uzay altyapısının modernize edilmesi ve yeniden donatılması gerekiyor. yeni ekipmanlarla.

Entegre uydu uzaktan algılama sisteminin fonksiyonel şeması Şekil 14'te gösterilmektedir.

Şekil 14 - Entegre uydu uzaktan algılama sistemi

Bu nedenle, bir yanda ERS CI'nin bakanlıkları ve departmanları-tüketicileri, diğer yanda Federal Uzay Ajansı, farklı departmanlar tarafından oluşturulan NCPOR'un tüm merkez ve istasyonlarının faaliyetlerinin koordinasyonunu sağlamakla ilgilenmektedir. NCPOR'un tüm bölümleri ve tüketiciler için uygun, tek tip kurallara göre koordineli işleyişini ve etkileşimini kurmak.

3 "2025'e kadar olan süre için Dünya'nın uzaktan algılanması için Rus uzay sisteminin geliştirilmesi konsepti" analizi

Konseptin önemli bir bölümü, Rusya'da uzay bilgilerini kullanmanın verimliliğini artıran önerilerdir.

Rusya'da uzay bilgisi kullanımının etkinliğini belirleyen ana sorunlar şunlardır:

Bu yaklaşım umut vericidir, çünkü ulusal jeoinformatik pazarının gelişimi hızlandıkça, ortaya çıktıkça ve geliştikçe yerel uzaktan algılama sistemleri tarafından doldurulabilecek jeo-uzamsal verilere sürekli bir talep olacaktır. Uzaktan algılama endüstrisinin gelişme sorunları, yeni bir uydunun piyasaya sürülmesinden hemen sonra bir gün içinde çözülmez, uzaktan algılama verileri için istikrarlı bir talep oluşturmanın oldukça uzun bir aşamasına ihtiyaç vardır.

9. Uzay bilgilerinin tematik olarak işlenmesinin sonuçlarını doğrulamak için yer ve havacılık araçlarını geliştirmek ve işletmeye almak.

4 Uzay uzaktan algılama sistemlerinin oluşturulmasında finansman ilkelerinin fizibilite çalışması

Çözüm

Gerçekleştirilen çalışmalar, aşağıdaki sonuçları çıkarmamıza izin veriyor:

3 A. Kucheiko. Ticari uzaktan algılama konusunda yeni ABD politikası. Kozmonot Haberleri, Sayı 6, 2003

4 V. Chularis. ABD ulusal uzay politikası. Yabancı askeri inceleme No. 1, 2007

6 V. Chularis. ABD Silahlı Kuvvetlerinin coğrafi bilgi desteği. Yabancı askeri inceleme, No. 10, 2005

7 ABD uzay istihbaratının yeni görevleri var. Bilim, 03.02.06

8 Amerika Birleşik Devletleri yörüngede tarihteki en büyük gözetim uyduları takımyıldızını yarattı. Bilim haberleri. 02/03/2006

9 A. Andronov. Teröristlerin kullanabileceği uydular. "Bağımsız askeri inceleme", 1999

10 V. Ivanchenko. Iconos Uyanık Göz. "BİLGİSAYAR" dergisi, 06.09.2000

11 M. Rahmanov. Uydu zekası: yeni geliştirme trendleri. C.HABER Yüksek Teknoloji Sürümü, 2006

12 A. Kopik. Yeni bir ticari "casus" başlattı. "Kozmonot Haberleri", No. 6, 2003.

13 M. Rahmanov. Uydu algılama: değişim kaçınılmazdır. C.HABER Yüksek Teknoloji Sürümü, 2006

16 Yu.B. Baranov. Rusya'da uzaktan algılama veri pazarı. Mekansal Veri Dergisi, Sayı 5, 2005

17 Fransız istihbaratı uzaya fırladı. Bilim, 27.12.04.

18 Radar görüntüleri: Almanya başı çekiyor. Bilim, 03/20/06.

19 Maxim Rakhmanov “Almanya uzay casusluk sistemini başlattı”, Nauka, CNews, 2003.

20 A. Kucheiko. Her hava koşulunda uzay keşif ve gözetleme sistemi: İtalya'dan bir görünüm. "Kozmonot Haberleri", No. 5, 2002

21 A. Kucheiko. Japonya en büyük uzay istihbarat sistemini yarattı. "Kozmonot Haberleri", Sayı 4, 2007

22 Bir Japon roketi, ağır ALOS uydusunu yörüngeye fırlattı. Bilim, 01/24/06.

28 Radar uydusu: Kanada, Rusya'nın kör olmasını engelliyor. Bilim, 2005

Dünya uzaktan algılama (ERS) sistemlerinin geliştirilmesi ve kullanımında dünya lideri olarak Amerika Birleşik Devletleri'nin lider konumu. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki uzaktan algılama endüstrisinin devlet düzenlemesinin ana çabaları, pazarın gelişimini teşvik etmeyi amaçlamaktadır.

mekanizmalar.

Bu alandaki temel belge, Amerika Birleşik Devletleri Başkanı tarafından onaylanan ticari uzaktan algılama sistemlerinin kullanımına ilişkin uzay politikasına ilişkin direktiftir.

Yabancı müşterilerin Amerikan uzaktan algılama sistemlerinin kaynaklarına erişimi alanındaki ABD politikasının temellerini özetleyen Mart 1994.

Yeni politika, sektördeki lider konumunu daha da güçlendirmeyi amaçlıyor.

Amerikan şirketlerinin dünyası ve aşağıdaki faaliyet alanlarını kapsar:

− RS CS'nin faaliyetlerinin ve işleyişinin lisanslanması;

− ERS CS kaynaklarının savunma, istihbarat ve

diğer ABD devlet daireleri;

− yabancı müşterilerin (devlet ve ticari) uzaktan algılama kaynaklarına erişimi, uzaktan algılama teknolojileri ve malzemelerinin ihracatı;

− askeri ve ticari uzay görüntüleri alanında hükümetler arası işbirliği.

Politikanın temel amacı, Amerika Birleşik Devletleri'nin ulusal güvenliğini ve ülkenin uluslararası arenadaki çıkarlarını, lider konumlarını güçlendirerek güçlendirmek ve korumaktır.

CS uzaktan algılama alanları ve ulusal endüstrinin gelişimi. Politikanın izlediği hedefler, ekonomik büyümeyi teşvik etmek, çevreyi korumak ve

bilimsel ve teknolojik mükemmellik.

Yeni direktif, sondaj sistemlerinin ticarileştirilmesi alanını da etkiliyor.

Uzmanlara göre, ticari olmayan bir temelde, uzaktan algılama teknolojileri yalnızca geliştirilmeyecek, aynı zamanda Amerika Birleşik Devletleri'ni (ve diğer herhangi bir ülkeyi) dünyadaki lider konumlardan çok geriye atacaktır. ABD hükümetine göre uzay görüntüleme materyalleri,

ticari olarak elde edilen uzaktan algılama sistemleri ürünleriyle devlet dairelerinin ihtiyaçları doğrultusunda talep görmektedir. Aynı zamanda, biri

ana hedefler - Ulusal İstihbarat Topluluğunu, bu ürünler için çeşitli ABD kurumlarından gelen çok sayıda talepten kurtarmak. Hükümetin uzay alanındaki yeni politikasının ikinci, ancak daha az önemli olmayan görevi, dünyanın önde gelen liderlerini daha da güçlendirmek için uzaktan algılama sistemlerinin ticarileştirilmesidir.

Amerikan şirketlerinin konumu - uzay sondaj sistemlerinin operatörleri. Direktif, uzaktan algılama sisteminin faaliyetlerini lisanslama prosedürünü tanımlar.

Savunma Bakanlığı, istihbarat ve diğer departmanların çıkarları, örneğin Dışişleri Bakanlığı vb. Ayrıca, ürünlerin yabancı müşterileri için belirli kısıtlamalar getirir.

uzaktan algılama sistemleri ve bunun için teknolojilerin ve malzemelerin ihracatı ve askeri ve ticari türler alanında hükümetler arası işbirliğinin temelini tanımlar.

ABD hükümeti tarafından atılan adımlar, ulusal güvenliğin güçlendirilmesi ve korunmasının yanı sıra Amerika'nın bu alandaki lider konumunu güçlendirerek ülke için uluslararası sahnede elverişli koşullar yaratılmasını sağlıyor.

Uzaktan algılama ve kendi endüstrisinin gelişimi. Bu amaçla, hükümet

Yapısal bir birim olarak ABD istihbarat topluluğunun bir parçası olan ABD Ulusal Haritalama ve Görüntü Bilgi İdaresi - NIMA'ya büyük yetkiler verildi. NIMA, uzaydan uzaktan algılama sistemlerinden alınan tür bilgilerinin aşağıdakiler arasında toplanmasından, dağıtılmasından işlevsel olarak sorumludur.

devlet daireleri ve yabancı tüketiciler, elde etme ve dağıtma

sadece ABD Dışişleri Bakanlığı'nın onayı ile üretilir. Ticaret Bakanlığı ve NASA, ticari sektördeki uzaktan algılama ürünleri taleplerini talimatlarla koordine etmekle görevlendirildi. Bu, aynı araştırma alanlarıyla ilgilenen farklı departmanlar tarafından aynı tür bilgilerinin kullanılmasını sağlar.

Uzaktan algılama alanındaki sivil ihtiyaçlar ticaret bakanlıkları tarafından belirlenir,

İçişleri ve NASA uzay ajansı. Ayrıca bu alandaki projelerin uygulanması için uygun fonlar tahsis ederler. Uygulamada yardım

sivil hükümet uzaktan algılama programları NIMA tarafından sağlanmaktadır. Bu

organizasyon ayrıca, NIMA'ya ek olarak, savunma, ticaret bakanları, Dışişleri Bakanlığı ve merkezi istihbarat direktörünün (aynı zamanda aynı zamanda) geliştirilmesinde yeni uzay politikasının uygulanması için eylem planlarının hazırlanmasına da öncülük ediyor. CIA direktörü) katılıyor.

Geo-inovasyon ajansı "Innoter"

Karakteristik olarak, bu sorunlar yasaların tartışılması ve kabul edilmesi şeklinde yasalarla çözülür. Landsat gibi devlet uzaktan algılama araçlarının,

Terra, Aqua ve diğerleri, işletmeci şirketin ticari uzaktan algılama sistemlerini kullanarak bilgi alması kârsız hale geldiğinde savunma ve istihbarat görevlerini çözmek için kullanılacaktır. NIMA, ABD endüstrisinin diğerlerine göre rekabet avantajı elde etmesi için gerekli tüm koşulları yaratır.

ülkeler. ABD hükümeti, uzaktan algılama sistemleri pazarının geliştirilmesine destek garantisi veriyor, ayrıca jenerik ürünlerin satışını belirli koşullarda sınırlama hakkını saklı tutuyor.

Amerika Birleşik Devletleri'nin uzay uzaktan algılama ekipmanındaki lider rolünü gözlemlemenin çıkarları için ülkeler. Yönerge, CIA ve Savunma Bakanlığı'nın kendi içlerinde bulunanları izlemesini sağlar.

ABD endüstrisinin uzaktan algılama pazarlarında dünyadaki lider konumunu kaybetmemesi için diğer ülkelerde uzaktan algılamanın gelişme durumunun yöntem ve yöntemleri.

ABD hükümeti, MO'nun herhangi bir tür malzeme satın almasını yasaklamıyor

ticari firmalardan. Doğrudan fayda açıktır: Yeni bir uzaktan algılama uydusu başlatmaya veya halihazırda çalışan bir uzaktan algılama uydusunu askeri bir ilgi alanına yeniden hedeflemeye gerek yoktur. Evet ve verimlilik en yüksek olur. ABD Savunma Bakanlığı'nın zevkle yaptığı şey bu,

böylece kalkınmaya dahil olan ticari yapıların geliştirilmesi ve

uzaktan algılama sistemlerini kullanır.

Yeni uzay politikasının ana fikirleri:

− Amerikan KS uzaktan algılamanın kaynaklarının

savunma, istihbarat çözmek için azami ölçüde kullanılabilir

görevleri, iç ve uluslararası güvenliği sağlamak ve çıkarları doğrultusunda

sivil kullanıcılar;

− devlet uzaktan algılama sistemleri (örn. Landsat, Terra, Aqua)

CS operatörleri tarafından etkin bir şekilde çözülemeyen görevlere odaklandı

Ekonomik faktörler nedeniyle uzaktan algılama, ulusal çıkarların sağlanması

güvenlik veya diğer nedenler;

− arasında uzun vadeli işbirliğinin kurulması ve geliştirilmesi

devlet kurumları ve ABD havacılık endüstrisi, uzaktan algılama sistemleri operatörlerinin işletimi ve uzaktan algılama teknolojileri ve malzemelerinin ihracatı alanında lisanslama faaliyetleri için operasyonel bir mekanizma sağlar;

− yabancılara uzaktan algılama hizmetlerinin sağlanmasında ABD endüstrisine rekabet avantajı sağlayan koşulların yaratılması

hükümet ve ticari müşteriler.

Geo-inovasyon ajansı "Innoter"

Yeni uzaktan algılama politikası, Bush yönetiminin ABD uzay politikasını gözden geçirmek için attığı ilk adımdır. Belgenin kabulünün aktif olarak gerçekleştiği açıktır.

Oyunun yeni kurallarını memnuniyetle karşılayan havacılık endüstrisindeki lobi şirketleri. PDD-23 tarafından tanımlanan önceki politika, yüksek çözünürlüklü ticari medyanın ortaya çıkmasını ve gelişmesini teşvik etti. Yeni belge, uzaktan algılama pazarının gelişimi için devlet desteğini garanti ediyor ve

ayrıca sivil toplum kuruluşları tarafından belirlenen jenerik ürünlere yönelik ihtiyaçları da dikkate alarak endüstri tarafından yeni ticari projelerin geliştirileceğini belirler.

ve savunma departmanları.

Bir diğer önemli husus da devletin “uluslararası itici” haline gelmesidir.

ticari bilgi uzaktan algılama. Ticari operatörler tarafından görsel bilgi satışının yapısı, daha önce savunma ve diğer devlet müşterileri tarafından yönetiliyordu.

Bununla birlikte, satın alma ölçeği nispeten düşüktü ve alan pazarı

Uzaktan algılama malzemeleri yavaş gelişti. Son yıllarda, yüksek çözünürlüklü uzaktan algılama CS'nin (0,5-1 m) ortaya çıkmasından sonra durum değişmeye başladı. Ticari yüksek ve orta çözünürlüklü sistemler artık önemli bir ek olarak görülüyor

askeri uzay sistemleri, sipariş yerine getirme verimliliğini artırmaya izin veriyor

ve entegre sistemin bir bütün olarak performansı, işlevleri betimler ve görsel bilgi kullanıcılarının yelpazesini genişletir.

Son 5-7 yılda, ticari uzay araçları yardımıyla yapılan panoramik fotoğrafçılık, günümüzün en önemli güncel ve kaliteli görsel bilgi kaynağı haline geldi.

bir takım sebepler:

− askeri gözetim sistemlerinin kaynağı sınırlıdır görev yelpazesinin ve tüketici sayısının genişlemesi nedeniyle, bunun sonucunda anket anketi problemlerini çözme verimliliğinin azalması;

− orta ve düşük çözünürlüklü ticari video ürünleri daha erişilebilir hale geldi,

doğrudan yayın ilkelerinin getirilmesi ve uluslararası pazarda hizmet arzının artması nedeniyle;

− yüksek çözünürlüklü görüntüler (1 m'ye kadar ve daha iyisi) için pazar önemli ölçüde büyüdü ve ticari panoramik görüntüleme sistemlerinin operatörlerinin sayısı arttı, bu da artan rekabete ve daha düşük hizmet maliyetlerine yol açtı;

− ticari özel ürünlerin bir gizlilik damgası yoktur, bu nedenle Silahlı Kuvvetlerin alt komuta kademeleri, müttefik kuvvetler komutanlığı ve diğer departmanlar (Dışişleri Bakanlığı, Acil Durumlar Bakanlığı, sınır servisi) ve

medya bile.

Geo-inovasyon ajansı "Innoter"

31 Ağustos 2006'da ABD Başkanı George W. Bush, "ABD Ulusal Uzay Politikası" kavramını onayladı.

Amerikan askeri-politik liderliğinin, federal bakanlıkların ve bölümlerin temel ilkeleri, amaçları, görevleri ve faaliyetleri ile dış uzayın ulusal çıkarlar için kullanılmasına yönelik ticari yapılar. Bu belge, aynı adı taşıyan 1996 başkanlık direktifinin yerini almıştır.

"Ulusal uzay politikasının" serbest bırakılması, uzay sistemlerinin ABD'nin ulusal güvenliğini sağlamadaki artan öneminden kaynaklanıyordu ve

ayrıca devam eden uzay politikasını durumun yeni koşullarıyla uyumlu hale getirme ihtiyacı.

Uzay programlarının uygulanması öncelikli bir faaliyet alanı ilan edildi. Aynı zamanda, Amerikan askeri-politik liderliği

aşağıdaki gibi bir dizi temel ilkeye bağlı kalın:

− tüm ülkeler, Amerika Birleşik Devletleri'nin ulusal çıkarları doğrultusunda askeri ve istihbarat faaliyetleri yürütmesine izin vererek, alanı barışçıl amaçlarla ücretsiz kullanma hakkına sahiptir;

− herhangi bir talep reddedilir. uzayın, gök cisimlerinin veya parçalarının yalnızca kullanımına yönelik herhangi bir ülke ve ayrıca bu tür faaliyetlere ilişkin ABD haklarının kısıtlanması;

− Beyaz Saray, diğer devletlerin CDF'si ile işbirliği yapma konusunda kararlıdır.

bu konuda sağlanan olanakları genişletmek ve uzay araştırmalarında daha büyük sonuçlar elde etmek için uzayın barışçıl amaçlarla kullanılması;

− Amerikan uzay aracı, uzayda serbestçe hareket etmelidir.

Bu nedenle ABD, CC'lerinin işleyişine herhangi bir müdahaleyi onların haklarının ihlali olarak değerlendirecektir;

− Yer ve uzay bileşenlerinin yanı sıra işleyişini sağlayan iletişim hatları da dahil olmak üzere CS, ülkenin ulusal çıkarları için hayati olarak kabul edilir.

İÇİNDE Bu bağlamda, Amerika Birleşik Devletleri:

− uzayın özgür kullanımına ilişkin haklarını korumak;

− diğer ülkeleri bu hakları ihlal etmek için harekete geçmekten veya geliştirmekten caydırmak veya caydırmak;