телевизори. Конзоли. Проектори и аксесоари. Технологии. Цифрова телевизия

Дистанционно наблюдение на Земята (ERS). Развитие и актуално състояние на спътникови навигационни системи и услуги. интегриране на технологии за дистанционно наблюдение и GNSS Използване на сигнали от космически навигационни системи за дистанционно наблюдение

Метод за дистанционно наблюдение на Земята
Дистанционното наблюдение е придобиване чрез всякакъв безконтактен начин
методи за получаване на информация за земната повърхност, обектите върху нея или във вътрешността й.
Традиционно данните от дистанционното наблюдение включват само тези методи
които ви позволяват да получите изображение на земята от космоса или от въздуха
повърхности във всяка част от електромагнитния спектър (т.е. през
електромагнитни вълни (EMW).
Предимствата на метода за дистанционно наблюдение на Земята са:
следното:
уместност на данните към момента на снимане (повечето картографски
материалите са безнадеждно остарели);
висока ефективност на събиране на данни;
висока точност на обработка на данни чрез използване на GPS технология;
високо информационно съдържание (използване на спектрозонални, инфрачервени и
Радарното изображение ви позволява да видите детайли, които не се виждат на конвенционалните
снимки);
икономическа осъществимост (разходи за получаване на информация
чрез дистанционно наблюдение е значително по-ниска от наземната работа на терен);
способността да се получи триизмерен модел на терена (релефна матрица) за
чрез използване на стерео режим или методи за лидарно отчитане и,
в резултат на това възможността за извършване на триизмерно моделиране на сайта
земна повърхност (системи за виртуална реалност).

Типове проучвания за данни от дистанционно наблюдение
Видове озвучаване по източник на сигнал:
Видове озвучаване на мястото на оборудването:
Космическа фотография (фотографска или оптико-електронна):
панхроматичен (обикновено в една широка видима част от спектъра) - най-простият
примерна черно-бяла фотография;
цвят (заснемане в няколко, често реални цвята на един носител);
многозонова (едновременно, но отделно фиксиране на изображението в различни
зони на спектъра);
радар (радар);
Въздушна фотография (фотографска или оптико-електронна):
Същите видове дистанционно наблюдение като при космическата фотография;
Лидар (лазер).


Способността за откриване и измерване на определено явление, обект или процес
се определя от разделителната способност на сензора.
Видове разрешителни:

Характеристики на сензорите на устройствата за дистанционно наблюдение
Кратка характеристика на космически апарати за събиране на данни
дистанционно наблюдение на Земята за търговска употреба

Аерофотокомплекс интегриран с GPS приемник

Примери за въздушни снимки с различни оптични разделителни способности
0,6 м

Въздушна снимка в оптични и термични (инфрачервени) спектри
Вляво има цветна снимка от въздуха.
петролни бази, вдясно - нощ
термично изображение на същия
територии. В допълнение към ясно
разграничаване на празни (светлини
чаши)
И
запълнена
контейнери, термично изображение
ви позволява да откривате течове
от
резервоар
(3)
И
тръбопровод (1,2). Сензор
SAVR,
стрелба
Център
околната среда
И
техногенен мониторинг,
Трехгорни.

Радарно космическо изображение
Радарните изображения позволяват откриването на нефт и петролни продукти на водната повърхност
дебелина на филма от 50 микрона. Друго приложение на радарните изображения е оценката
влажност на почвата.

10.

Радарно космическо изображение
Радарната интерферометрия позволява откриване на деформации от околоземна орбита
от земната повърхност в части от сантиметър. На това изображениепоказани са деформации,
възникна в продължение на няколко месеца от разработването на нефтеното находище Belridge в
Калифорния. Цветовата скала показва вертикални отмествания от 0 (черно-синьо) до –
58 мм (червено-кафяв). Обработката е извършена от Atlantis Scientific с помощта на ERS1 изображения

11.


Наземен комплекс за приемане и обработка на данни от дистанционно наблюдение
(NKPOD) е предназначен за получаване на данни от дистанционно наблюдение
космически кораби, тяхната обработка и съхранение.
Конфигурацията на NCPOD включва:
антенен комплекс;
приемен комплекс;
комплекс от синхронизация, регистрация и структур
възстановяване;
софтуерен пакет.
За осигуряване на максимален радиус
преглед
антена
комплекс
трябва да
да бъде инсталиран така, че хоризонтът да е
отворени от ъгли на кота 2 градуса. и по-високо в
във всяка посока на азимута.
За качественото приемане е от съществено значение
е
отсъствие
радиосмущения
V
диапазон от 8,0 до 8,4 GHz (предаване
радиорелейни, тропосферни и
други комуникационни линии).

12.

Наземен комплекс за приемане и обработка на данни от дистанционно наблюдение (ГКПОД)
NKPOD осигурява:
генериране на приложения за планово заснемане на земната повърхност и прием
данни;
разопаковане на информация със сортиране по маршрути и маркиране на масиви
видео информация и сервизна информация;
възстановяване на линейно-линейната структура на видеоинформация, декодиране,
радиометрична корекция, филтриране, динамично преобразуване
диапазон, формиране на обзорно изображение и извършване на други операции
цифрова първична обработка;
анализ на качеството на получените изображения с помощта на експертни и
софтуерни методи;
Каталогизиране и архивиране на информация;
геометрична корекция и георефериране на изображения с помощта на данни
върху параметрите на ъгловото и линейно движение на космически кораби (КА) и/или
опорни точки на земята;
лицензиран достъп до данни, получени от много чуждестранни спътници за дистанционно наблюдение.
Софтуер за управление на антената и приемния комплекс
изпълнява следните основни функции:
автоматично тестване на функционирането на хардуера на NCPOD;
изчисляване на графика на комуникационните сесии, т.е. преминаването на спътника през зоната на видимост
NCPOD;
автоматично активиране на NCPOD и приемане на данни в съответствие с
график;
изчисляване на сателитната траектория и управление на антенния комплекс за
сателитно проследяване;
форматиране на получения информационен поток и записването му на твърд диск
диск;
индикация за текущото състояние на системата и информационния поток;
автоматично поддържане на работни дневници.

13.



Основните области на приложение на сателитните системи в световен мащаб
позициониране за геоинформационна поддръжка на предприятия
нефтен и газов сектор:
развитие на геодезически опорни мрежи на всички нива от глобално до
заснемане, както и извършване на нивелационни работи за геодезически цели
осигуряване дейността на предприятията;
осигуряване на добива на минерални ресурси (открит добив, сондиране
работа и др.);
геодезическа поддръжка на строителството, полагане на тръбопроводи,
кабели, надлези, електропроводи и други инженерни и приложни работи;
земеустройствени работи;
спасителна и превантивна работа (геодезическа поддръжка по време на
бедствия и катастрофи);
екологични проучвания: локализиране на нефтени разливи, оценка
райони на нефтени разливи и определяне посоката на движението им;
геодезия и картографиране от всякакъв вид - топографско, специално,
тематични;
интеграция с ГИС;
приложение в диспечерските служби;
всякакъв вид навигация - въздушна, морска, сухопътна.

14.

Проектиране и приложение на глобални сателитни системи
позициониране в нефтената и газовата индустрия
Съществуващи GSSP: GPS, GLONASS, Beidou, Galileo, IRNSS
Основни елементи на сателитна навигационна система:

15.

ГЛОНАСС
Основата на системата е 24 спътника (и 2 резервни), движещи се отгоре
земната повърхност в три орбитални равнини с орбитален наклон
равнини 64,8° и височина 19 100 км
тегло - 1415 кг,
гарантирано
срок
активен
съществуване - 7 години,
особености - 2 сигнала за цивилни
потребители,
от
сравнение
с
сателити
предишно поколение (GLONASS)
точност на местоположението
обектите са се увеличили 2,5 пъти,
SEP мощност - 1400 W,
начало на летателните изпитания - 10 декември
2003 г.
домашен бордов цифров компютър, базиран на
микропроцесор със система за инструкции VAX
11/750
тегло - 935 кг,
гарантирано
срок
активен
съществуване - 10 години,
нови навигационни сигнали във формат
Системи, съвместими с CDMA формат
GPS/Галилео/компас
чрез добавяне на CDMA сигнал в диапазона
L3, точност на навигационните дефиниции в
Форматът GLONASS ще се удвои
в сравнение със сателитите Glonass-M.
изцяло руски апарат, бр
внесени устройства.

16.

Точност на GLONASS
По данни на SDCM към 22 юли 2011 г. навигационни грешки
Определянията на GLONASS за дължина и ширина бяха 4,46-7,38 m при
използвайки средно 7-8 КА (в зависимост от точката на приемане). В същото
Времената за грешки на GPS бяха 2,00-8,76 м при използване на средно 6-11
КА (в зависимост от приемателния пункт).
При споделянеи двете навигационни системи имат грешки
са 2,37-4,65 m при използване на средно 14-19 космически кораба (в
в зависимост от приемащата точка).
Състав на групата GLONASS CNS към 13.10.2011 г.:
Общо в OG GLONASS
28 КА
Използва се по предназначение
21 KA
На етапа на влизане в системата
2 космически кораба
Временно премахнат от
поддръжка
4 КА
Орбитален резерв
1 космически кораб
На етапа на излизане
-

17.

Оборудване за приемане на GLONASS сигнали
Екран на устройството Glospace навигатор с
показващ плана на улицата на Москва в
перспективна проекция и индикация
местоположение на наблюдател
НАП "ГРОТ-М" (НИИКП, 2003 г.)
една от първите проби

18.

GPS
Основата на системата е 24 спътника (и 6 резервни), движещи се отгоре
повърхността на Земята с честота 2 оборота на ден в 6 кръгови орбити
траектории (по 4 спътника), приблизително 20180 км височина с наклон
орбитални равнини 55°
GPS сателит в орбита

19.

GPS приемно оборудване

20.

Видове оборудване за приемане на SGPS сигнал
навигатор ( точно време; ориентация към кардиналните точки; височина над нивото
морета; посока към точка с зададени от потребителя координати; текущ
скорост, изминато разстояние, средна скорост; текуща позиция на
електронна карта на района; текуща позиция спрямо маршрута);
тракер (GPS/GLONASS +GSM, предава данни за местоположение и движение,
не показва картата на клиентско оборудване - само на сървъра);
логър (тракер без GSM модул, записва данни за движение).
навигатор
преследвач
дървосекач

Думата „сателит“ в смисъла на самолет се появи в нашия език благодарение на Фьодор Михайлович Достоевски, който говори за „какво ще се случи в космоса с брадвата?.. Ако стигне някъде по-далеч, тогава, мисля, ще започва да лети около Земята, без да знае защо, под формата на сателит..." Днес е трудно да се каже какво е подтикнало писателя към подобно разсъждение, но един век по-късно, в началото на октомври 1957 г., дори не брадва започва да лети около нашата планета, а най-сложен за онези времена апарат, който стана първият изкуствен спътник, изпратен в космоса за много специфични цели. И други го последваха

Характеристики на "поведение"

Днес всички отдавна са свикнали със сателитите, нарушители на спокойната картина на нощното небе. Създадени в заводи и изстреляни в орбита, те продължават да „кръжат“ в полза на човечеството, оставайки неизменно интересни само за тесен кръг от специалисти. Какво представляват изкуствените спътници и как хората се възползват от тях?

Както е известно, едно от основните условия за излизане на спътник в орбита е неговата скорост 7,9 km/s за нискоорбитални спътници. Именно при тази скорост настъпва динамично равновесие и центробежната сила уравновесява силата на гравитацията. С други думи, спътникът лети толкова бързо, че няма време да падне на земната повърхност, тъй като Земята буквално изчезва „изпод краката му“ поради факта, че е кръгла. Колкото по-висока е първоначалната скорост, придадена на спътника, толкова по-висока ще бъде неговата орбита. Въпреки това, когато се отдалечаваме от Земята, скоростта в кръгова орбита намалява и геостационарните спътници се движат в своите орбити със скорост от само 2,5 km/s. При решаването на проблема за дългото и дори вечно съществуване на космически кораб (КА) в ниска околоземна орбита е необходимо той да бъде издигнат до все по-големи височини. Струва си да се отбележи, че земната атмосфера също значително влияе върху движението на космическите кораби: дори да е супер разредена на височини над 100 км от морското равнище (конвенционалната граница на атмосферата), тя значително ги забавя. Така че с течение на времето всички космически кораби губят височината на полета си и периодът на престоя им в орбита директно зависи от тази височина.

От Земята спътниците се виждат само през нощта и в онези моменти от времето, когато са осветени от Слънцето, тоест не попадат в района на земната сянка. Необходимостта от съвпадението на всички тези фактори води до факта, че продължителността на наблюдение на повечето нискоорбитални спътници е средно 10 минути преди влизане и толкова след излизане от сянката на Земята. При желание наземните наблюдатели могат да систематизират спътниците по яркост (на първо място тук е Международната космическа станция (МКС), нейната яркост се доближава до първа величина), по периодичност на трептене (определена от принудително или специално зададено въртене), по посока на движение (през полюса или в друга посока). Условията за наблюдение на сателитите се влияят значително от цвета на покритието му, наличието и обхвата на слънчевите панели, както и от височината на полета - колкото по-висока е тя, толкова по-бавно се движи спътникът и значително по-малко ярък и забележим става.

Голямата надморска височина на полета (минималното разстояние до Земята е 180 х 200 км) прикрива размерите дори на такива сравнително големи космически кораби като орбиталните комплекси "Мир" (излезли от орбита през 2001 г.) или МКС; всички те се виждат като светещи точки, по-големи или по-малка яркост С редки изключения е невъзможно да се идентифицира спътник с просто око. За точно идентифициране на космически кораби се използват различни оптични средства, от бинокли до телескопи, които не винаги са достъпни за обикновен наблюдател, както и изчисления на траекториите на тяхното движение. Интернет помага на астрономите любители да идентифицират отделни космически кораби, където се публикува информация за местоположението на сателитите в ниска околоземна орбита. По-специално, всеки може да влезе в уебсайта на НАСА, където текущото местоположение на МКС се показва в реално време.

Що се отнася до практическо приложениесателити, след което от първите изстрелвания те веднага започнаха да решават конкретни проблеми. По този начин полетът на първия спътник беше използван за изследване на магнитното поле на Земята от космоса, а неговият радиосигнал носеше данни за температурата в затвореното тяло на спътника. Тъй като изстрелването на космически кораб е доста скъпо удоволствие, а също и много трудно за изпълнение, на всяко изстрелване се възлагат няколко задачи наведнъж.

На първо място се решават технологични проблеми: разработване на нови дизайни, системи за управление, предаване на данни и други подобни. Натрупаният опит ни позволява да създаваме следващи копия на по-модерни сателити и постепенно да преминаваме към решаване на сложни целеви задачи, които оправдават разходите за тяхното създаване. В края на краищата, крайната цел на това производство, както и на всяко друго, е печалбата (комерсиални изстрелвания) или най-ефективното използване на спътниците по време на работа за отбранителни цели, решаване на геополитически и много други проблеми.

Трябва да припомним, че космонавтиката като цяло се роди в резултат на военно-политическата конфронтация между СССР и САЩ. И, разбира се, веднага щом се появи първият сателит, министерствата на отбраната на двете страни, след като установиха контрол над космическото пространство, оттогава поддържат постоянен запис на всички обекти, разположени в непосредствена близост до Земята. Така че вероятно само те знаят точния брой космически кораби, които функционират по един или друг начин в момента. В същото време се проследяват не само самите космически кораби, но и последните етапи на ракетите, преходните отделения и други елементи, които ги доставят в орбита. Тоест, строго погледнато, за спътник се счита не само това, което има „интелигентност“, собствена системаконтрол, наблюдение и комуникации, но и обикновен болт, който се отдели от космическия кораб по време на следващата фаза на полета.

Според каталога на Космическото командване на САЩ към 31 декември 2003 г. има регистрирани 28 140 такива спътника в ниска околоземна орбита, като броят им непрекъснато нараства (взети са предвид обекти с размери над 10 см). С течение на времето, поради естествени причини, някои спътници падат на Земята под формата на разтопени останки, но много остават в орбита в продължение на десетилетия. Когато космическите кораби изчерпят експлоатационния си живот и престанат да се подчиняват на команди от Земята, докато продължават да летят, околоземното пространство става не само пренаселено, но понякога дори опасно. Ето защо, когато пускате ново устройство в орбита, за да избегнете сблъсък и катастрофа, е необходимо постоянно да знаете къде се намира „старото“.

Класификацията на космически кораби е доста трудоемка задача, тъй като всяко устройство е уникално и наборът от проблеми, решавани от нови космически кораби, непрекъснато се разширява. Въпреки това, ако разгледаме космическите кораби от гледна точка на практическата употреба, можем да разграничим основните категории, определени от тяхното предназначение. Най-търсени днес са комуникациите, навигацията, дистанционното наблюдение на Земята и научните спътници. Военните спътници и разузнавателните сателити образуват отделен клас, но по същество те решават същите проблеми като техните „мирни“ аналози.

Комуникационни сателити

Сигналистите бяха сред първите, които се възползваха от изстрелването на сателити. Изстрелването на релейни сателити в околоземна орбита позволи бързо да се реши проблемът със стабилната комуникация при всякакви метеорологични условия над по-голямата част от населената територия. Първият комерсиален сателит беше комуникационният спътник Echo-2, изстрелян от Съединените щати през 1964 г. и който направи възможно организирането на предаване на телевизионни програми от Америка до Европа без използването на кабелни комуникационни линии.

По същото време Съветският съюз също създаде свой собствен комуникационен сателит Молния-1. След разгръщането на наземната мрежа от станции Orbit всички региони на нашата голяма страна получиха достъп до Централната телевизия и освен това беше решен проблемът с организирането на надеждни и висококачествени телефонни комуникации. Комуникационните спътници Molniya бяха поставени в силно елиптични орбити с апогей 39 000 km. За целите на непрекъснатото излъчване беше разгърнато цяло съзвездие от спътници Molniya, летящи в различни орбитални равнини. Наземните станции на мрежата Orbita бяха оборудвани с доста големи антени, които с помощта на сервосистеми проследяваха движението на спътника в орбита, като периодично превключваха към този, който беше в полезрението. С течение на времето, в процес на подобряване на елементната база и подобряване технически параметриНа бордовите и наземните системи имаше промяна на няколко поколения такива спътници. Но и до днес съзвездия от спътници от семейството на Молния-3 осигуряват предаването на информация в цяла Русия и извън нейните граници.

Създаването на мощни ракети-носители от типа "Протон" и "Делта" позволи да се осигури доставката на комуникационни спътници до геостационарна кръгова орбита. Неговата особеност е, че на височина 35 800 km ъгловата скорост на въртене на спътника около Земята е равна на ъглова скороствъртене на самата Земя. Следователно спътник, разположен в такава орбита в равнината на земния екватор, сякаш виси над една точка, а 3 геостационарни спътника, разположени под ъгъл 120°, осигуряват покритие на цялата повърхност на Земята, с изключение само на циркумполярни региони. Тъй като задачата за поддържане на дадената позиция в орбита е възложена на самия спътник, използването на геостационарни космически кораби направи възможно значително опростяване на наземните средства за получаване и предаване на информация. Вече няма нужда да оборудвате антените с устройства, а за организиране на комуникационен канал е достатъчно да ги настроите само веднъж, по време на първоначалната настройка. В резултат на това наземната мрежа от потребители беше значително разширена и информацията започна да тече директно към потребителя. Доказателство за това са множеството параболични антени, разположени върху жилищни сгради както в големите градове, така и в селските райони.

Първоначално, когато космосът беше „достъпен“ само за СССР и САЩ, всяка страна се занимаваше изключително със задоволяването на собствените си нужди и амбиции, но с времето стана ясно, че всеки има нужда от сателити и в резултат на това постепенно започнаха международни проекти да се появи. Една от тях е публичната глобална комуникационна система INMARSAT, създадена в края на 70-те години. Основната му цел беше да осигури на морските кораби стабилна комуникация в открито море и да координира действията по време на спасителни операции. Сега мобилна връзкапрез системата сателитни комуникации INMARSAT се предоставя чрез преносим терминал с размерите на малко куфарче. Когато отворите капака на „куфара“ с вградена в него плоска антена и насочите тази антена към предвиденото място на сателита, се установява двупосочна гласова комуникация и обменът на данни се извършва със скорост до 64 килобита на второ. Освен това днес четири модерни спътника осигуряват комуникация не само в морето, но и на сушата, покривайки огромна територия, простираща се от северния до южния арктически кръг.

По-нататъшното миниатюризиране на комуникационното оборудване и използването на високоефективни антени на космически кораби доведоха до факта, че сателитният телефон придоби "джобен" формат, който не се различава много от обикновения клетъчен телефон.

През 90-те години на миналия век почти едновременно започна внедряването на няколко мобилни персонални сателитни комуникационни системи. Първо се появиха нискоорбиталните IRIDIUM и GLOBAL STAR, а след това и геостационарната THURAYA.

Сателитната комуникационна система Thuraya в момента включва 2 геостационарни спътника, които позволяват комуникация в по-голямата част от африканския континент, Арабския полуостров, Близкия изток и Европа.

Системите Iridium и Global Star, подобни по структура, използват съзвездия от голям брой спътници с ниска орбита. Космическите кораби последователно летят над абоната, като се сменят един друг, като по този начин поддържат непрекъсната комуникация.

Iridium включва 66 спътника, въртящи се в кръгови орбити (надморска височина 780 km от повърхността на Земята, наклон 86,4°), разположени в шест орбитални равнини, по 11 устройства във всяка. Тази система осигурява 100% покритие на нашата планета.

Global Star включва 48 спътника, летящи в осем орбитални равнини (надморска височина 1414 km от повърхността на Земята, наклон 52°), с по 6 устройства всеки, осигуряващи 80% покритие, с изключение на полярните региони.

Има фундаментална разлика между тези две сателитни комуникационни системи. В Iridium телефонен сигнал, получен от сателит от Земята, се предава по веригата към следващия сателит, докато достигне този, който в момента е в полезрението на една от наземните приемни станции (шлюзови станции). Тази организационна схема позволява с минимални разходи за създаване на наземна инфраструктура да започне нейната работа в най-кратки срокове след разгръщането на орбиталния компонент. Global Star не осигурява предаване на сигнал от сателит на сателит, така че тази система изисква по-гъста мрежа от наземни приемни станции. И тъй като те отсъстват в редица области на планетата, непрекъснато глобално покритие не се осъществява.

Практически ползи от приложението лични средстваСателитната комуникация стана очевидна днес. Така в процеса на изкачване на Еверест през юни 2004 г. руските катерачи имаха възможност да използват телефонна комуникациячрез Иридиум, което значително намали безпокойството на всички, проследили съдбата на алпинистите по време на това тежко и опасно събитие.

Спешна ситуация с екипажа на космическия кораб СоюзТМА-1 през май 2003 г., когато след завръщането си на Земята спасителите не можаха да намерят астронавтите в казахстанската степ в продължение на 3 часа, също накара ръководителите на програмата на МКС да предоставят на астронавтите иридий сателитен телефон.

Навигационни сателити

Друго постижение на съвременната космонавтика е приемникът на системата за глобално позициониране. Сегашните глобални сателитни системи за позициониране, американската GPS (NAVSTAR) и руската ГЛОНАСС, започнаха да се създават преди 40 години, по време на Студената война, за точно определяне на координатите на балистичните ракети. За тези цели, като допълнение към сателитите, записващи изстрелванията на ракети, в космоса беше разположена система от навигационни спътници, чиято задача беше да съобщават точните им координати в космоса. След като получи необходимите данни едновременно от няколко сателита, навигационният приемник определи собственото си местоположение.

„Продължителното“ мирно време принуди собствениците на системи да започнат да споделят информация с цивилни потребители, първо във въздуха и по вода, а след това и на сушата, въпреки че си запазиха правото да грубо обвързват навигационните параметри в определени „специални“ периоди. Ето как военните системи стават граждански.

Различни видове и модификации на GPS приемници се използват широко на морски и въздушни превозни средства, в мобилни и сателитни комуникационни системи. Освен това GPS приемникът, подобно на предавателя на системата Cospas-Sarsat, е задължително оборудване за всеки плавателен съд, който излиза в открито море. Товарният космически кораб ATV, създаден от Европейската космическа агенция, който ще лети до МКС през 2005 г., също ще коригира траекторията си на подход към станцията според данните от системите GPS и GLONASS.

И двете навигационни спътникови системи са проектирани приблизително еднакво. GPS разполага с 24 сателита, разположени в кръгови орбити от по 4 в шест орбитални равнини (надморска височина 20 000 km от повърхността на Земята, наклон 52°), както и 5 резервни превозни средства. ГЛОНАСС също има 24 сателита, 8 в три равнини (надморска височина 19 000 km от повърхността на Земята, наклон 65°). За да работят навигационните системи с необходимата точност, сателитите са оборудвани с атомен часовник, редовно се предава информация от Земята, изясняваща характера на движението на всеки от тях в орбита, както и условията за разпространение на радиовълните.

Въпреки очевидната сложност и мащаб на глобалната система за позициониране, днес всеки може да закупи компактен GPS приемник. Въз основа на сигнали от спътници това устройство позволява не само да се определи местоположението на човек с точност до 5×10 метра, но и да му предостави всички необходими данни: географски координати, показващи местоположението на картата, текущо световно време, скорост , надморска височина, позиция на страничните светлини, както и редица сервизни функции, извлечени от първична информация.

Предимствата на космическите навигационни системи са толкова неоспорими, че Обединена Европа, въпреки огромните разходи, планира да създаде своя собствена навигационна система GALILEO („Галилео“). Китай също планира да разположи система от свои собствени навигационни спътници.

Сателити за дистанционно наблюдение на Земята

Използването на миниатюрни GPS приемници позволи значително да се подобри работата на друга категория космически кораби - така наречените спътници за дистанционно наблюдение на Земята (ERS). Ако по-рано беше доста трудно да се свържат изображения на Земята, направени от космоса, с определени географски точки, сега този процес не създава никакви проблеми. И тъй като нашата планета непрекъснато се променя, нейните снимки от космоса, никога не се повтарят, винаги ще бъдат търсени, предоставяйки незаменима информация за изучаване на най-разнообразните аспекти на земния живот.

Спътниците за дистанционно наблюдение имат доста голям брой и въпреки това тяхната група непрекъснато се попълва с нови, все по-модерни устройства. Съвременните спътници за дистанционно наблюдение, за разлика от тези, които са работили през 1960-1970 г., не се нуждаят от връщане на фотографски филми, направени в космоса в специални капсули, на Земята, те са оборудвани със свръхлеки оптични телескопи и миниатюрни фотодетектори, базирани на CCD матрици; като високоскоростни линии за данни с пропускателна способностстотици мегабита в секунда. В допълнение към скоростта на получаване на данни, става възможно напълно автоматизирана обработка на получените изображения на Земята. Дигитализираната информация вече не е просто изображение, а най-ценната информация за еколози, лесовъди, стопани на земи и много други заинтересовани структури.

По-специално, спектрозоналните снимки, получени през пролетта, позволяват да се предвиди реколтата въз основа на запаса от влага в почвата по време на вегетационния период на растенията; откриване на места, където се отглеждат наркотични култури, и предприемане навременни мерки за тяхното унищожаване.

Освен това е необходимо да се вземат предвид настоящите търговски системи за продажба на видео изображения на земната повърхност (снимки) на потребителите. Първите такива системи бяха първо групата американски граждански сателити LANDSAT, а след това френският SPOT. При определени ограничения и в съответствие с определени цени, потребителите по света могат да закупят изображения на интересни за тях зони на Земята с резолюция 30 и 10 метра. Настоящите, много по-напреднали граждански спътници ICONOS-2, QUICK BIRD-2 (САЩ) и EROS-AI (Израел, САЩ), след като ограниченията бяха премахнати от американското правителство, ви позволяват да купувате снимки на земната повърхност с резолюция от до 0,5 метра в панхроматичен режим и до 1 метър в мултиспектрален режим.

Метеорологичните космически кораби са разположени близо до спътниците за дистанционно наблюдение. Развитието на тяхната мрежа в близки до Земята орбити значително повиши надеждността на прогнозите за времето и направи възможно без широки мрежи от наземни метеорологични станции. А новините, които излизат днес по целия свят, придружени от анимирани изображения на циклони, облачни пътеки, тайфуни и други явления, създадени въз основа на сателитни метеорологични данни, позволяват на всеки от нас да види със собствените си очи реалността на природата процеси, протичащи на Земята.

Сателити "учени".

Като цяло всеки от изкуствените спътници е инструмент за разбиране на околния свят извън Земята. Научните спътници могат да се нарекат уникални полигони за тестване на нови идеи и проекти и получаване на уникална информация, която не може да бъде получена по друг начин.

В средата на 80-те години НАСА прие програма за създаване на четири астрономически обсерватории, разположени в космоса. С различни закъснения и четирите телескопа бяха изведени в орбита. Първият, който започна своята работа, беше ХЪБЪЛ (1990 г.), предназначен да изследва Вселената във видимия диапазон на дължината на вълната, последван от КОМПТЪН (1991 г.), който изучаваше космическото пространство с помощта на гама-лъчи, а третият беше ЧАНДРА (1999 г.), който използва рентгенови лъчи и завърши тази обширна програма със SPITTER (2003), която допринесе за инфрачервения диапазон. И четирите обсерватории са кръстени в чест на изключителни американски учени.

Хъбъл, който работи в ниска околоземна орбита вече 15-та година, доставя на Земята уникални изображения на далечни звезди и галактики. През толкова дълъг експлоатационен живот телескопът беше многократно ремонтиран по време на полети на совалки, но след смъртта на Колумбия на 1 февруари 2003 г. изстрелванията на космически совалки бяха преустановени. Планира се HUBBL да остане в орбита до 2010 г., след което след изчерпване на експлоатационния си живот ще бъде унищожен. COMPTON, който предава изображения на източници на гама радиация на Земята, престана да съществува през 1999 г. CHANDRA продължава редовно да предоставя информация за рентгенови източници. И трите тези телескопа са предназначени от учените да работят в силно елиптични орбити, за да се намали влиянието на земната магнитосфера върху тях.

Що се отнася до SPITZER, който е способен да открива най-слабото топлинно излъчване, излъчвано от студени далечни обекти, той, за разлика от колегите си, обикалящи около нашата планета, е в слънчева орбита, като постепенно се отдалечава от Земята със 7° на година. За да усети изключително слабите топлинни сигнали, излъчвани от дълбините на космоса, Spitzer охлажда своите сензори до температура, която е само 3° над абсолютната нула.

За научни цели в космоса се изстрелват не само обемисти и сложни научни лаборатории, но и малки сателити с топки, оборудвани със стъклени прозорци и съдържащи ъглови рефлектори вътре. Параметрите на траекторията на полета на такива миниатюрни спътници се проследяват с висока степен на точност с помощта на лазерно лъчение, насочено към тях, което позволява да се получи информация за най-малките промени в състоянието на гравитационното поле на Земята.

Непосредствени перспективи

Космическото инженерство, което се развива толкова бързо в края на 20-ти век, не спира в развитието си нито за една година. Сателитите, които изглеждаха върхът на техническата мисъл само преди 5-10 години, се заменят в орбита от нови поколения космически кораби. И въпреки че еволюцията на изкуствените спътници на Земята става все по-мимолетна, поглеждайки в близкото бъдеще, можем да се опитаме да видим основните перспективи за развитието на безпилотната космонавтика.

Рентгеновите и оптичните телескопи, летящи в космоса, вече са дали на учените много открития. Сега цели орбитални комплекси, оборудвани с тези устройства, се подготвят за изстрелване. Такива системи ще направят възможно провеждането на мащабно изследване на звездите на нашата Галактика за наличието на планети.

Не е тайна, че съвременните земни радиотелескопи получават изображения на звездното небе с разделителна способност, която е с порядък по-голяма от тази, постигната в оптичния диапазон. Днес е дошло времето този вид изследователски инструменти да бъдат изстреляни в космоса. Тези радиотелескопи ще бъдат изстреляни на високи елиптични орбити с максимално разстояние от Земята 350 хил. км, което ще подобри качеството на получените с тяхна помощ изображения на радиоизлъчване от звездното небе поне 100 пъти.

Не е далеч денят, когато в космоса ще бъдат построени фабрики за производство на изключително чисти кристали. И това се отнася не само за биокристалните структури, така необходими за медицината, но и за материали за полупроводниковата и лазерната промишленост. Малко вероятно е това да са сателити; по-скоро ще има нужда от посетени или роботизирани комплекси, както и транспортни кораби, закачени към тях, доставящи суровини и донасящи плодовете на извънземни технологии на Земята.

Началото на колонизацията на други планети не е далеч. При такива дълги полети е невъзможно да се направи без създаване на затворена екосистема. А биологични спътници (летящи оранжерии), симулиращи космически полети на дълги разстояния, ще се появят в ниска околоземна орбита в съвсем близко бъдеще.

Една от най-фантастичните задачи и същевременно абсолютно реална днес от техническа гледна точка е създаването на космическа система за глобална навигация и наблюдение на земната повърхност с точност до сантиметри. Такава точност на позициониране ще намери приложение в различни сфери на живота. На първо място, това е необходимо на сеизмолозите, които се надяват чрез проследяване на най-малките вибрации на земната кора да се научат как да предсказват земетресения.

В момента най-икономичният начин за извеждане на сателити в орбита са ракетите носители за еднократна употреба и колкото по-близо до екватора е разположен космодрумът, толкова по-евтино е изстрелването и толкова по-голям е полезният товар, изстрелян в космоса. И въпреки че вече са създадени и успешно работят плаващи и авиационни носители, добре развитата инфраструктура около космодрума дълго време ще бъде основата за успешната дейност на земляните в развитието на околоземното пространство.

Александър Спирин, Мария Побединская

Редакцията би искала да благодари на Александър Кузнецов за съдействието му при подготовката на материала.

Спътник за дистанционно наблюдение "Ресурс-П"

Дистанционно наблюдение на Земята (ERS) - наблюдение на повърхността от авиация и космически кораби, оборудвани с различни видове оборудване за изображения. Работният обхват на дължините на вълните, получени от оборудването за филмиране, варира от части от микрометър (видимо оптично лъчение) до метри (радиовълни). Методите за наблюдение могат да бъдат пасивни, т.е. използване на естествено отразено или вторично топлинно излъчване на обекти на земната повърхност, причинено от слънчева активност, и активни, използващи стимулирано излъчване на обекти, инициирано от изкуствен източник на насочено действие. Данните от дистанционното наблюдение, получени от (SC), се характеризират с висока степен на зависимост от прозрачността на атмосферата. Следователно космическият кораб използва многоканално оборудване от пасивен и активен тип, записващо електромагнитно излъчванев различни диапазони.

Оборудване за дистанционно наблюдение на първия космически кораб, изстрелян през 1960-70-те години. беше от тип следа - проекцията на зоната на измерване върху земната повърхност беше линия. По-късно се появи и получи широко разпространение панорамно оборудване за дистанционно наблюдение - скенери, проекцията на зоната на измерване върху земната повърхност е лента.

Космическите апарати за дистанционно наблюдение на Земята се използват за изследване на природните ресурси на Земята и решаване на метеорологични проблеми. Космическите кораби за изучаване на природни ресурси са оборудвани предимно с оптично или радарно оборудване. Предимствата на последния са, че ви позволява да наблюдавате земната повърхност по всяко време на деня, независимо от състоянието на атмосферата.

общ преглед

Дистанционното наблюдение е метод за получаване на информация за обект или явление без пряк физически контакт с този обект. Дистанционното наблюдение е подполе на географията. В съвременния смисъл терминът се отнася главно до въздушни или базирани в космоса сензорни технологии с цел откриване, класифициране и анализиране на обекти на земната повърхност, както и атмосферата и океана, като се използват разпространени сигнали (напр. електромагнитно излъчване). Те се делят на активни (сигналът първо се излъчва от самолет или космически спътник) и пасивни дистанционни наблюдения (записва се само сигналът от други източници, като слънчева светлина).

Пасивните сензори за дистанционно отчитане на сигнал, излъчван или отразен от обект или околна област. Отразената слънчева светлина е най-често използваният източник на радиация, открит от пасивни сензори. Примери за пасивно дистанционно наблюдение включват цифрова и филмова фотография, инфрачервени устройства, устройства със зарядна връзка и радиометри.

Активните устройства от своя страна излъчват сигнал за сканиране на обекта и пространството, след което сензорът е в състояние да открие и измери радиацията, отразена или обратно разпръсната от сензорната цел. Примери за активни сензори за дистанционно наблюдение са радар и лидар, които измерват забавянето във времето между излъчването и откриването на върнатия сигнал, като по този начин определят местоположението, скоростта и посоката на движение на обект.

Дистанционното наблюдение дава възможност за получаване на данни за опасни, труднодостъпни и бързо движещи се обекти, а също така позволява наблюдения върху големи площи от терена. Примери за приложения на дистанционно наблюдение включват наблюдение на обезлесяването (например в Амазонка), състоянието на ледниците в Арктика и Антарктика и измерване на дълбочината на океана с помощта на много. Дистанционното наблюдение също заменя скъпите и относително бавни методи за събиране на информация от земната повърхност, като същевременно гарантира ненамеса на човека в естествените процеси в наблюдаваните зони или обекти.

Използвайки орбитални космически кораби, учените са в състояние да събират и предават данни в различни ленти на електромагнитния спектър, които, когато се комбинират с по-големи въздушни и наземни измервания и анализи, предоставят необходимия набор от данни за наблюдение на текущи явления и тенденции като El Ниньо и други природни явления, както в краткосрочен, така и в дългосрочен план. Дистанционното наблюдение също има приложно значение в областта на геонауките (например управление на околната среда), селското стопанство (използване и опазване на природните ресурси) и националната сигурност (мониторинг на гранични зони).

Техники за събиране на данни

Основната цел на мултиспектралното изследване и анализ на получените данни са обекти и територии, които излъчват енергия, което им позволява да бъдат разграничени от фона на околната среда. Кратък преглед на сателитните системи за дистанционно наблюдение можете да намерите в таблицата с преглед.

Като цяло най-доброто време за получаване на данни от дистанционно наблюдение е през лятото (по-специално, през тези месеци слънцето е под най-високия си ъгъл над хоризонта и има най-дългата продължителност на деня). Изключение от това правило е събирането на данни с помощта на активни сензори (например радар, лидар), както и топлинни данни в обхвата на дълги вълни. При термичните изображения, при които сензорите измерват топлинната енергия, е по-добре да се използва периодът от време, когато разликата в температурата на земята и температурата на въздуха е най-голяма. Така най-доброто време за тези методи е през студените месеци, както и няколко часа преди зазоряване по всяко време на годината.

Освен това има някои други съображения, които трябва да се вземат предвид. С помощта на радар, например, е невъзможно да се получи изображение на голата повърхност на земята с дебела снежна покривка; същото може да се каже и за лидара. Тези активни сензори обаче не са чувствителни към светлина (или липса на такава), което ги прави отличен избор за приложения с голяма географска ширина (като пример). Освен това и радарът, и лидарът са способни (в зависимост от използваните дължини на вълните) да получават повърхностни изображения под горския навес, което ги прави полезни за приложения в силно обрасли региони. От друга страна, спектралните методи за придобиване (както стерео изображения, така и мултиспектрални методи) са приложими главно в слънчеви дни; Данните, събрани при условия на слаба светлина, обикновено имат ниско нивосигнал/шум, което усложнява тяхната обработка и интерпретация. Освен това, докато стереоизображението може да изобразява и идентифицира растителност и екосистеми, то (подобно на мултиспектралното наблюдение) не може да проникне в короната на дърветата, за да изобрази повърхността на земята.

Приложения на дистанционното наблюдение

Дистанционното наблюдение се използва най-често в селското стопанство, геодезията, картографирането, наблюдението на повърхността на земята и океана, както и на слоевете на атмосферата.

селско стопанство

С помощта на сателити е възможно да се получат изображения на отделни полета, региони и области със сигурност в цикли. Потребителите могат да получават ценна информациявърху състоянието на земята, включително идентификация на културите, определяне на площите с култури и състоянието на културите. Сателитните данни се използват за прецизно управление и мониторинг на земеделските резултати на различни нива. Тези данни могат да се използват за оптимизиране на земеделието и базирано на космоса управление на техническите операции. Изображенията могат да помогнат за определяне на местоположението на културите и степента на изчерпване на земята и след това могат да бъдат използвани за разработване и прилагане на планове за третиране за локално оптимизиране на използването на селскостопански химикали. Основните селскостопански приложения на дистанционното наблюдение са следните:

  • растителност:
    • класификация на видовете култури
    • оценка на състоянието на реколтата (мониторинг на реколтата, оценка на щетите)
    • оценка на добива
  • почвата
    • показване на характеристиките на почвата
    • показване на вида на почвата
    • ерозия на почвата
    • влажност на почвата
    • показване на практики за обработка на почвата

Мониторинг на горската покривка

Дистанционното наблюдение се използва и за наблюдение на горската покривка и идентифициране на видове. Създадените по този начин карти могат да покрият голяма площ, като същевременно показват подробни измервания и характеристики на района (вид дърво, височина, гъстота). С помощта на данни от дистанционно наблюдение е възможно да се идентифицират и очертаят различни видове гори, нещо, което би било трудно да се постигне с традиционните методи на земната повърхност. Данните са налични в различни мащаби и разделителни способности, за да отговарят на местните или регионалните изисквания. Изискванията за подробно изобразяване на района зависят от мащаба на изследването. За показване на промените в горското покритие (текстура, плътност на листата) се използва следното:

  • Мултиспектрално изображение: данни с много висока разделителна способност, необходими за точна идентификация на видовете
  • множество изображения на една територия, използвани за получаване на информация за сезонните промени на различни видове
  • стереоснимки - за разграничаване на видовете, оценка на плътността и височината на дърветата. Стерео снимките предоставят уникален изглед на горската покривка, наличен само чрез технологии за дистанционно наблюдение
  • Радарите се използват широко във влажните тропици поради способността им да получават изображения при всякакви метеорологични условия
  • Lidar ви позволява да получите триизмерна структура на гората, да откриете промени във височината на земната повърхност и обектите върху нея. Данните от LiDAR помагат да се изчислят височините на дърветата, площите на короните и броя на дърветата на единица площ.

Мониторинг на повърхността

Мониторингът на повърхността е едно от най-важните и типични приложения на дистанционното наблюдение. Получените данни се използват за определяне на физическото състояние на земната повърхност, например гори, пасища, пътни настилки и др., включително резултатите от човешката дейност, като пейзажи в промишлени и жилищни зони, състояние на земеделски площи, и т.н. Първоначално трябва да се създаде система за класификация на земното покритие, която обикновено включва нива и класове земя. Нивата и класовете трябва да бъдат проектирани, като се вземе предвид целта на използване (национално, регионално или местно ниво), пространствената и спектралната разделителна способност на данните от дистанционното наблюдение, заявката на потребителя и т.н.

Откриването на промени в състоянието на земната повърхност е необходимо за актуализиране на картите на земното покритие и рационализиране на използването на природните ресурси. Промените обикновено се откриват чрез сравняване на множество изображения, съдържащи множество слоеве от данни и, в някои случаи, чрез сравняване на по-стари карти и актуализирани изображения от дистанционно наблюдение.

  • сезонни промени: земеделските земи и широколистните гори се променят сезонно
  • годишни промени: промени в земната повърхност или използването на земята, като например области на обезлесяване или разрастване на градовете

Информацията за земната повърхност и промените в моделите на земното покритие е от съществено значение за определяне и прилагане на екологични политики и може да се използва заедно с други данни за извършване на сложни изчисления (например определяне на рисковете от ерозия).

Геодезия

Събирането на геодезични данни от въздуха е използвано за първи път за откриване на подводници и получаване на данни за гравитацията, използвани за съставяне на военни карти. Тези данни представляват нивата на моментни смущения в гравитационното поле на Земята, които могат да се използват за определяне на промените в разпределението на земните маси, което от своя страна може да се използва за различни геоложки изследвания.

Акустични и почти акустични приложения

  • Сонар: пасивен сонар, регистрира звукови вълни, излъчвани от други обекти (кораб, кит и др.); активният сонар излъчва импулси от звукови вълни и регистрира отразения сигнал. Използва се за откриване, локализиране и измерване на параметри на подводни обекти и терен.
  • Сеизмографи – специални измервателен уред, който се използва за откриване и запис на всички видове сеизмични вълни. С помощта на сеизмограми, направени на различни места в дадена област, е възможно да се определи епицентърът на земетресението и да се измери амплитудата му (след като се е случило) чрез сравняване на относителните интензитети и точното време на вибрациите.
  • Ултразвук: ултразвукови трансдюсери, които излъчват високочестотни импулси и записват отразения сигнал. Използва се за откриване на вълни по водата и определяне на нивото на водата.

Когато координирате поредица от широкомащабни наблюдения, повечето сензорни системи зависят от следните фактори: местоположение на платформата и ориентация на сензора. Инструментите от висок клас сега често използват информация за позициониране от сателитни навигационни системи. Въртенето и ориентацията често се определят от електронни компаси с точност от около един до два градуса. Компасите могат да измерват не само азимута (т.е. градусово отклонение от магнитния север), но и надморската височина (отклонение от морското равнище), тъй като посоката на магнитното поле спрямо Земята зависи от географската ширина, на която се извършва наблюдението. За по-точна ориентация е необходимо да се използва инерционна навигация с периодични корекции различни методи, включително навигация по звезди или известни забележителности.

Преглед на основните инструменти за дистанционно наблюдение

  • Радарите се използват главно в контрола на въздушното движение, ранното предупреждение, наблюдението на горската покривка, селското стопанство и събирането на широкомащабни метеорологични данни. Доплеровият радар се използва от правоприлагащите организации за наблюдение на ограниченията на скоростта на превозното средство, както и за получаване на метеорологични данни за скоростта и посоката на вятъра, местоположението и интензивността на валежите. Други видове получена информация включват данни за йонизиран газ в йоносферата. Интерферометричният радар с изкуствена апертура се използва за създаване на точни цифрови модели на височината на големи площи от терена.
  • Осигуряват лазерни и радарни висотомери на сателити широк обхватданни. Чрез измерване на промените в нивата на океанската вода, причинени от гравитацията, тези инструменти картографират характеристиките на морското дъно с разделителна способност от около една миля. Чрез измерване на височината и дължината на вълната на океанските вълни с помощта на висотомери може да се определи скоростта и посоката на вятъра, както и скоростта и посоката на повърхностните океански течения.
  • Ултразвукови (акустични) и радарни сензори се използват за измерване на морското равнище, приливи и отливи и посока на вълните в крайбрежните морски региони.
  • Технологията за откриване и обхват на светлина (LIDAR) е добре известна с военните си приложения, особено в навигацията на лазерни снаряди. LIDAR се използват и за откриване и измерване на концентрациите на различни химикали в атмосферата, докато LIDAR на борда на самолети може да се използва за измерване на височините на обекти и явления на земята с по-голяма точност, отколкото може да се постигне с помощта на радарна технология. Дистанционното наблюдение на растителността също е едно от основните приложения на LIDAR.
  • Радиометрите и фотометрите са най-често използваните инструменти. Те откриват отразена и излъчена радиация в широк диапазон от честоти. Най-често срещаните сензори са видими и инфрачервени, следвани от микровълнови, гама лъчи и по-рядко ултравиолетови сензори. Тези инструменти могат да се използват и за откриване на емисионния спектър на различни химикали, предоставяйки данни за тяхната концентрация в атмосферата.
  • Стерео изображенията, получени от въздушна фотография, често се използват за изследване на растителността на земната повърхност, както и за конструиране на топографски карти за разработване на потенциални маршрути чрез анализ на изображения на терена, в комбинация с моделиране на екологични характеристики, получени от наземни методи.
  • Мултиспектрални платформи като Landsat се използват активно от 70-те години на миналия век. Тези инструменти са били използвани за конструиране на тематични карти чрез получаване на изображения на множество дължини на вълните от електромагнитния спектър (мултиспектър) и обикновено се използват на сателити за наблюдение на Земята. Примери за такива мисии включват програмата Landsat или сателита IKONOS. Картите на земното покритие и използването на земята, създадени чрез тематично картографиране, могат да се използват за проучване на полезни изкопаеми, откриване и наблюдение на използването на земята, обезлесяване и изследване на здравето на растенията и културите, включително големи площи земеделска земя или залесени площи. Сателитните изображения на Landsat се използват от регулаторите за наблюдение на параметрите на качеството на водата, включително дълбочина на Секи, плътност на хлорофила и общ фосфор. Метеорологичните спътници се използват в метеорологията и климатологията.
  • Спектралното изобразяване създава изображения, в които всеки пиксел съдържа пълна спектрална информация, показваща тесни спектрални диапазони в непрекъснат спектър. Устройствата за спектрално изобразяване се използват за решаване на различни проблеми, включително тези, използвани в минералогията, биологията, военното дело и измерванията на параметрите на околната среда.
  • Като част от борбата срещу опустиняването, дистанционното наблюдение позволява да се наблюдават райони, които са изложени на риск в дългосрочен план, да се идентифицират факторите на опустиняването, да се оцени дълбочината на тяхното въздействие и да се осигури необходимата информациялица, отговорни за вземането на решения относно приемането на подходящи мерки за опазване на околната среда.

Обработка на данни

При дистанционното наблюдение по правило се използва цифрова обработка на данни, тъй като в този формат в момента се получават данни от дистанционно наблюдение. В цифров формат е по-лесно да се обработва и съхранява информация. Двуизмерно изображение в един спектрален диапазон може да бъде представено като матрица (двуизмерен масив) от числа аз (i, j), всяка от които представлява интензитета на радиация, получена от сензора от елемент от земната повърхност, на който съответства един пиксел от изображението.

Изображението се състои от n x mпиксела, всеки пиксел има координати (i, j)– номер на ред и номер на колона. Номер аз (i, j)– цяло число и се нарича ниво на сивото (или спектрална яркост) на пиксела (i, j). Ако се получи изображение в няколко диапазона на електромагнитния спектър, тогава то се представя от триизмерна решетка, състояща се от числа аз (i, j, k), Където к– номер на спектрален канал. От математическа гледна точка не е трудно да се обработват цифрови данни, получени в този вид.

За да се възпроизведе правилно изображение в цифрови записи, предоставени от пунктовете за получаване на информация, е необходимо да се знае форматът на записа (структурата на данните), както и броят на редовете и колоните. Използват се четири формата, които организират данните като:

  • последователност от зони ( Band Sequental, BSQ);
  • зони, редуващи се по линии ( Band Interleaved by Line, BIL);
  • зони, редуващи се между пикселите ( Band Interleaved от Pixel, BIP);
  • последователност от зони с компресиране на информация във файл, използвайки метода на групово кодиране (например във формат jpg).

IN BSQ-форматВсяко зонално изображение се съдържа в отделен файл. Това е удобно, когато няма нужда да работите с всички зони наведнъж. Една зона е лесна за четене и визуализиране; изображенията на зони могат да се зареждат в произволен ред по желание.

IN BIL-форматзоналните данни се записват в един файл ред по ред, като зоните се редуват в редове: 1-ви ред от 1-ва зона, 1-ви ред от 2-ра зона, ..., 2-ри ред от 1-ва зона, 2-ри ред 2-ра зона и т.н. записът е удобен, когато се анализират всички зони едновременно.

IN BIP-форматЗоналните стойности на спектралната яркост на всеки пиксел се съхраняват последователно: първо стойностите на първия пиксел във всяка зона, след това стойностите на втория пиксел във всяка зона и т.н. Този формат се нарича комбиниран . Удобно е, когато се извършва обработка пиксел по пиксел на мултиспектрално изображение, например в алгоритми за класификация.

Групово кодиранеизползвани за намаляване на количеството растерна информация. Такива формати са удобни за съхранение на големи изображения; за да работите с тях, трябва да имате инструмент за декомпресия на данни.

Файловете с изображения обикновено идват със следната допълнителна информация, свързана с изображенията:

  • описание на файла с данни (формат, брой редове и колони, разделителна способност и др.);
  • статистически данни (характеристики на разпределението на яркостта - минимална, максимална и средна стойност, дисперсия);
  • данни за картографска проекция.

Допълнителна информация се съдържа или в заглавката на файла с изображение, или в отделен текстов файл със същото име като файла с изображение.

В зависимост от степента на сложност се различават следните нива на обработка на предоставената на потребителите CS:

  • 1А – радиометрична корекция на изкривявания, причинени от разликите в чувствителността на отделните сензори.
  • 1B – радиометрична корекция на ниво на обработка 1A и геометрична корекция на систематични сензорни изкривявания, включително панорамни изкривявания, изкривявания, причинени от въртенето и кривината на Земята, и колебания във височината на орбитата на спътника.
  • 2A – корекция на изображението на ниво 1B и корекция в съответствие с дадена геометрична проекция без използване на наземни контролни точки. За геометрична корекция, глобално цифров моделоблекчение ( DEM, DEM) със стъпка на терена 1 км. Използваната геометрична корекция елиминира систематичните изкривявания на сензора и проектира изображението в стандартна проекция ( UTM WGS-84), използвайки известни параметри (сателитни ефемеридни данни, пространствена позиция и др.).
  • 2B – корекция на изображението на ниво 1B и корекция в съответствие с дадена геометрична проекция с помощта на наземни контролни точки;
  • 3 – корекция на изображението на ниво 2B плюс корекция с помощта на DEM на областта (орторектификация).
  • S – корекция на изображението с използване на референтно изображение.

Качеството на данните, получени от дистанционното наблюдение, зависи от неговата пространствена, спектрална, радиометрична и времева разделителна способност.

Пространствена резолюция

Характеризира се с размера на пиксела (на земната повърхност), записан в растерно изображение – обикновено варира от 1 до 4000 метра.

Спектрална разделителна способност

Данните от Landsat включват седем ленти, включително инфрачервения спектър, вариращи от 0,07 до 2,1 микрона. Сензорът Hyperion на апарата Earth Observing-1 е способен да записва 220 спектрални ленти от 0,4 до 2,5 микрона, със спектрална разделителна способност от 0,1 до 0,11 микрона.

Радиометрична разделителна способност

Броят нива на сигнала, които сензорът може да открие. Обикновено варира от 8 до 14 бита, което води до 256 до 16 384 нива. Тази характеристика също зависи от нивото на шума в инструмента.

Временна резолюция

Честотата на сателита, преминаващ над интересуващата ни повърхност. Важно при изучаване на серии от изображения, например при изучаване на динамиката на гората. Първоначално анализът на поредицата е извършен за нуждите на военното разузнаване, по-специално за проследяване на промените в инфраструктурата и движенията на врага.

За да създадете точни карти от данни от дистанционно наблюдение, е необходима трансформация, която елиминира геометричните изкривявания. Изображение на земната повърхност с устройство, насочено точно надолу, съдържа неизкривено изображение само в центъра на изображението. Докато се придвижвате към краищата, разстоянията между точките в изображението и съответните разстояния на Земята стават все по-различни. Коригирането на такива изкривявания се извършва по време на процеса на фотограметрия. От началото на 90-те години повечето търговски сателитни изображения се продават предварително коригирани.

Освен това може да се наложи радиометрична или атмосферна корекция. Радиометричната корекция преобразува дискретни нива на сигнала, като например 0 до 255, в техните истински физически стойности. Атмосферната корекция елиминира спектралните изкривявания, въведени от наличието на атмосфера.

Размер: px

Започнете да показвате от страницата:

Препис

1 Тема 2.3. Приложение на дистанционното наблюдение на Земята и сателитната навигация в нефтената и газовата промишленост Методът за дистанционно наблюдение на Земята: характеристики и предимства Получаването и обработката на данни за ГИС е най-важният и трудоемък етап в създаването на такива информационни системи. Понастоящем най-обещаващият и икономически осъществим метод се счита за метод за получаване на данни за обекти въз основа на данни от дистанционно наблюдение на Земята (ERS) и GPS измервания. В широк смисъл дистанционното наблюдение е получаването чрез всякакви безконтактни методи на информация за повърхността на Земята, обектите върху нея или в нейните дълбини. Традиционно данните от дистанционното наблюдение включват само онези методи, които позволяват да се получи изображение на земната повърхност в някои части на електромагнитния спектър от космоса или от въздуха. Има няколко вида проучвания, които използват специфичните свойства на лъчение с различна дължина на вълната. При извършване на географски анализ, в допълнение към самите данни от дистанционно наблюдение, задължително се използват пространствени данни от други източници - цифрови топографски и тематични карти, инфраструктурни диаграми и външни бази данни. Изображенията позволяват не само да се идентифицират различни явления и обекти, но и да се оценят количествено. Предимствата на метода за дистанционно наблюдение на Земята са следните: релевантността на данните в момента на заснемане (повечето картографски материали са безнадеждно остарели); висока ефективност на събиране на данни; висока точност на обработка на данни чрез използване на GPS технологии; високо информационно съдържание (използването на спектрозонална, инфрачервена и радарна фотография ви позволява да видите детайли, които не се виждат на обикновени снимки); икономическа осъществимост (разходите за получаване на информация чрез дистанционно наблюдение са значително по-ниски от наземната работа на терен); възможността за получаване на триизмерен модел на терена (релефна матрица) чрез използване на стерео режим или методи за лидарно наблюдение и в резултат на това възможност за извършване на триизмерно моделиране на участък от земната повърхност (системи за виртуална реалност ). Дистанционните методи се характеризират с факта, че записващото устройство е значително отдалечено от изследвания обект. При такива изследвания на явления и процеси на земната повърхност разстоянията до обектите могат да се измерват от единици до хиляди километри. Това обстоятелство осигурява необходимия преглед на повърхността и ви позволява да получите най-обобщените изображения. Има различни класификации на дистанционното наблюдение. Нека отбележим най-важните от гледна точка на практическото събиране на данни в нефтената и газовата индустрия. Собственото лъчение на обектите и отразеното лъчение от други източници могат да бъдат записани. Тези източници могат да бъдат Слънцето или самата снимачна техника. В последния случай се използва кохерентно излъчване (радари, сонари и лазери), което позволява да се регистрира не само интензитетът на излъчването, но и неговата поляризация, фаза и доплерово изместване, което дава допълнителна информация. Ясно е, че работата на самоизлъчващите (активни) сензори не зависи от времето на деня, но изисква значителни енергийни разходи. По този начин видовете наблюдение чрез източник на сигнал: активен (стимулирано излъчване на обекти, инициирано от изкуствен източник на насочено действие); пасивно (собствено, естествено отразено или вторично топлинно излъчване на обекти на земната повърхност, причинено от слънчева активност). Снимащото оборудване може да бъде поставено на различни платформи. Платформата може да бъде космически кораб (космически кораб, сателит), самолет, хеликоптер или дори обикновен триножник. В 1 по 1

В последния случай имаме работа с наземно заснемане на страни на обекти (например за архитектурни и реставрационни задачи) или наклонено снимане от естествени или изкуствени височинни обекти. Третият тип платформа не се разглежда поради факта, че се отнася до специалности, далеч от тази, за която са написани тези лекции. Една платформа може да побере множество устройства за изображения, наречени инструменти или сензори, както е обичайно за космическите кораби. Например сателитите Resurs-O1 носят сензори MSU-E и MSU-SK, а сателитите SPOT носят два идентични HRV сензора (SPOT-4 HRVIR). Ясно е, че колкото по-далеч е платформата със сензора от обекта, който се изследва, толкова по-голямо покритие и по-малко детайли ще имат получените изображения. Ето защо понастоящем се разграничават следните видове изследвания за получаване на данни от дистанционно наблюдение: 1. Космическо изследване (фотографско или оптико-електронно): панхроматично (обикновено в една широка видима част от спектъра), най-простият пример е черно-бял изследване; цвят (заснемане в няколко, често реални цвята на един носител); многозонова (едновременно, но отделно фиксиране на изображения в различни зони на спектъра); радар (радар); 2. Въздушна фотография (фотографска или оптико-електронна): същите видове дистанционно наблюдение, както при космическата фотография; лидар (лазер). И двата вида проучвания се използват широко в нефтената и газовата индустрия при създаването на ГИС предприятие, като всеки от тях заема своя собствена ниша. Сателитното изображение (CS) има по-ниска разделителна способност (от 30 до 1 m в зависимост от вида на изображението и вида на космическия кораб), но поради това покрива големи площи. Космическата фотография се използва за заснемане големи площиза получаване на бърза и актуална информация за зоната на предложеното геоложко проучване, основната основа за създаване на глобална ГИС за минната зона, мониторинг на околната среда на петролни разливи и др. В този случай се използва както конвенционална монохромна (черно-бяла), така и спектрозонална фотография. Въздушната фотография (AFS) ви позволява да получите повече изображение с висока резолюция(от 1-2 м до 5-7 см). Въздушната фотография се използва за получаване на много подробни материали за решаване на проблеми с поземления кадастър във връзка с наети минни обекти, счетоводство и управление на имоти. В допълнение, използването на въздушна фотография днес изглежда най-добрият вариант за получаване на данни за създаване на ГИС за линейно разширени обекти (нефт, газопроводи и др.) Поради възможността за използване на „коридорна“ фотография. Характеристики на получените изображения (както AFS, така и KS), т.е. способността за откриване и измерване на определено явление, обект или процес зависи от характеристиките на сензорите, респ. Основната характеристика е резолюцията. Системите за дистанционно наблюдение се характеризират с няколко вида разделителни способности: пространствена, спектрална, радиометрична и времева. Терминът "резолюция" обикновено се отнася до пространствена разделителна способност. Пространствената разделителна способност (Фигура 1) характеризира размера на най-малките обекти, видими в изображението. В зависимост от решаваните задачи могат да се използват данни с ниска (над 100 m), средна (m) и висока (под 10 m) разделителна способност. Изображенията с ниска пространствена разделителна способност са прегледни и ви позволяват едновременно да покриете големи площи до цялото полукълбо. Такива данни най-често се използват в метеорологията, когато се наблюдават горски пожари и други мащабни природни бедствия. Изображенията със средна пространствена разделителна способност днес са основният източник на данни за наблюдение на природната среда. Сателити с оборудване за изображения, работещо в този диапазон на пространствени разделителни способности, са били и са изстреляни от много страни, Русия, САЩ, Франция и др., което осигурява постоянство и непрекъснатост на наблюдението. Застрелям те - 2

Доскоро изображенията с висока разделителна способност от космоса се извършваха почти изключително в интерес на военното разузнаване, а от въздуха за целите на топографското картографиране. Днес обаче вече има няколко достъпни в търговската мрежа космически сензори с висока разделителна способност (KVR-1000, IRS, IKONOS), които позволяват извършването на пространствен анализ с по-голяма точност или прецизиране на резултатите от анализа при средна или ниска разделителна способност. Фигура 1. Примери за въздушни снимки с различни пространствени разделителни способности: 0,6 m (отгоре), 2 и 6 m (отдолу) Спектралната разделителна способност показва кои части от спектъра на електромагнитните вълни (EMW) се записват от сензора. При анализиране на природната среда, например за мониторинг на околната среда, този параметър е най-важният. Условно, целият диапазон от дължини на вълните, използвани в дистанционното наблюдение, може да бъде разделен на три секции на радиовълни, топлинно излъчване (IR радиация) и видима светлина. Това разделение се дължи на разликата във взаимодействието на електромагнитните вълни и земната повърхност, разликата в процесите, които определят отразяването и излъчването на електромагнитните вълни. Най-често използваният диапазон от електромагнитни вълни е видимата светлина и съседното късовълново инфрачервено лъчение. В този диапазон отразената слънчева радиация носи информация главно за химическия състав на повърхността. Точно както човешкото око различава веществата по цвят, сензорът за дистанционно наблюдение улавя „цвят“ в по-широкия смисъл на думата. Докато човешкото око регистрира само три участъка (зони) от електромагнитния спектър, съвременните сензори са способни да разграничават десетки и стотици такива зони, което прави възможно надеждното идентифициране на обекти и явления с помощта на техните предварително известни спектрограми. За много практически проблеми такава подробност не винаги е необходима. Ако интересните обекти са известни предварително, можете да изберете малък брой спектрални зони, в които те ще бъдат най-забележими. Например, близкият инфрачервен диапазон е много ефективен при оценка на състоянието на растителността и определяне на степента на нейното инхибиране. За повечето приложения достатъчно количество информация се предоставя от мултиспектрални изображения от сателитите LANDSAT (САЩ), SPOT (Франция) и Resurs-O (Русия). Успешното проучване в този диапазон на дължина на вълната изисква слънчева светлина и ясно време. Обикновено оптичната фотография се извършва или веднага в целия видим диапазон (панхроматична), или в няколко по-тесни зони на спектъра (мултиспектрална). При равни други условия 3

При 4 условия панхроматичните изображения имат по-висока пространствена разделителна способност. Те са най-подходящи за топографски задачи и за изясняване на границите на обекти, идентифицирани върху мултиспектрални изображения с по-ниска пространствена разделителна способност. Топлинното инфрачервено лъчение (Фигура 2) носи информация главно за повърхностната температура. В допълнение към директното определяне на температурните режими на видими обекти и явления (както естествени, така и изкуствени), топлинните изображения позволяват индиректно да се идентифицира какво е скрито под земята: подземни реки, тръбопроводи и др. Тъй като топлинното излъчване се създава от самите обекти, слънчевата светлина не е необходима за правене на снимки (тя всъщност пречи). Такива изображения позволяват да се проследи динамиката на горските пожари, изгарянията на нефт и газ и процесите на подземна ерозия. Трябва да се отбележи, че получаването на сателитни топлинни изображения с висока пространствена разделителна способност е технически трудно, така че днес са налични изображения с разделителна способност от около 100 m от самолети, които също предоставят много полезна информация. Фигура 2. Въздушна снимка на нефтено депо във видимата светлина (вляво) и нощна топлинна снимка в инфрачервения диапазон на същата област (вдясно). Сантиметровият диапазон на радиовълните се използва за радарно изображение. Най-важното предимство на снимките от този клас е тяхната способност за всякакви метеорологични условия. Тъй като радарът открива собствената си радиация, отразена от земната повърхност, не се нуждае от слънчева светлина, за да работи. В допълнение, радиовълните в този диапазон преминават свободно през непрекъснати облаци и дори са в състояние да проникнат на известна дълбочина в почвата. Отражението на сантиметрови радиовълни от повърхност се определя от нейната текстура („грапавост“) и наличието на различни филми върху нея. Например, радарите са в състояние да открият наличието на маслен филм с дебелина 50 микрона (Фигура 3) или повече на повърхността на водни обекти дори при значителни вълни. По принцип радарните изображения от самолети могат да откриват подземни обекти като тръбопроводи и техните течове. Фигура 3. Радарно изображение на нефтено петно ​​върху повърхността на водата 4

5 Радиометричната разделителна способност определя обхвата на видимата яркост в изображението. Повечето сензори имат радиометрична разделителна способност от 6 или 8 бита, което е най-близо до моментния динамичен диапазон на човешкото зрение. Но има сензори с по-висока радиометрична разделителна способност (10 бита за AVHRR и 11 бита за IKONOS), което позволява да се различат повече детайли в много ярки или много тъмни области на изображението. Това е важно, когато снимате обекти в сянка, както и когато изображението съдържа големи водни повърхности и суша едновременно. Освен това сензори като AVHRR са радиометрично калибрирани, което позволява прецизни количествени измервания. И накрая, временната разделителна способност определя колко често един и същ сензор може да изобрази определена област от земната повърхност. Този параметър е много важен за наблюдение извънредни ситуациии други бързо развиващи се явления. Повечето сателити (по-точно техните семейства) предоставят повторна фотография след няколко дни, някои след няколко часа. В критични случаи изображения от различни сателити могат да се използват за ежедневно наблюдение, но трябва да се има предвид, че самата поръчка и доставка може да изискват значително време. Едно решение е да закупите приемна станция, която ви позволява да получавате данни директно от сателита. Това удобно решение за непрекъснат мониторинг се използва от някои организации в Русия, които имат приемни станции за данни от сателитите Resurs-O. За проследяване на промените във всяка територия също е важна възможността за получаване на архивни (ретроспективни) изображения. В таблица 1 са дадени кратки характеристики на основните типове космически кораби за дистанционно наблюдение на Земята за търговска употреба, чието използване е възможно за решаване на проблемите на създаването и актуализирането на ГИС на нефтени и газови предприятия. Таблица 1 Кратки характеристики на космически кораби за получаване на данни от дистанционно наблюдение на Земята за комерсиална употреба Име на космически кораб Резолюция Мултиспектрална разделителна способност Размер на рамка Държава панхроматичен QuickBird 2 0,61 m 2,44 m 16 x 16 km САЩ Iconos 2 1 m 4 m 11 x 11 km САЩ EROS A1 1,8 m - 12,5 x 12,5 km САЩ KVR m - 40 x 40 km Русия Spot 5 5 m (2,5 m) 10 m 60 x 60 km Франция TK m x 300 km Русия Landsat 7 15 m 30 m 170 x 185 km САЩ В допълнение, дистанционно наблюдение данните могат да бъдат класифицирани според различни видове разделителна способност и покритие, по вид носител на данни (фотографски и цифров), по принципа на работа на сензора (фотоефект, пироелектричен ефект и др.), по метода на формиране на изображението (сканиране) , по специални възможности (стерео режим, сложна геометрия на снимане), по вида на орбитата, от която се извършва снимането и др. За получаване и обработка на данни от дистанционно наблюдение от космически кораби се използват наземни комплекси за приемане и обработка на данни (DRSDS). Основната конфигурация на NKPOD включва (Фигура 4): антенен комплекс; приемен комплекс; комплекс за синхронизация, регистрация и структурно възстановяване; софтуерен пакет. 5

6 Фигура 4. Съставът на наземния комплекс за приемане и обработка на данни НКПОД осигурява: генериране на заявки за планови изследвания на земната повърхност и приемане на данни; разопаковане на информация със сортиране по маршрути и осветяване на масиви от видеоинформация и сервизна информация; възстановяване на линейно-линейната структура на видеоинформация, декодиране, радиометрична корекция, филтриране, преобразуване на динамичен диапазон, формиране на обзорно изображение и извършване на други операции по цифрова първична обработка; анализ на качеството на получените изображения чрез експертни и софтуерни методи; Каталогизиране и архивиране на информация; геометрична корекция и георефериране на изображения с използване на данни за параметрите на ъгловото и линейно движение на космически кораби и/или референтни точки на земята; лицензиран достъп до данни, получени от много чуждестранни спътници за дистанционно наблюдение. Хардуерният компонент на NCPOD работи в тясна връзка със софтуерния пакет. Софтуерът за управление на антенно-приемателния комплекс изпълнява следните основни функции: автоматично тестване на функционирането на хардуера на NCPOD; изчисляване на графика на комуникационните сесии, т.е. преминаването на спътника през зоната на видимост на NCPOD; автоматично активиране на NCPOD и получаване на данни в съответствие с графика; изчисляване на сателитната траектория и управление на антенния комплекс за проследяване на спътника; форматиране на получения информационен поток и записването му на твърдия диск; индикация за текущото състояние на системата и информационния поток; автоматично поддържане на работни дневници. Софтуерът дава възможност за управление на NCPOD от отдалечен терминал чрез локална мрежаили интернет. 6

7 Софтуерът на NCPOD по правило включва инструменти за поддържане на електронен каталог на изображения и архивиране. Търсенето на изображения в каталога се извършва по следните основни характеристики: име на спътника, вид на снимачната техника и режим на работа, дата и час на заснемане, територия (географски координати). Допълнително може да се инсталира софтуер за визуализация, фотограметрична и тематична обработка на данни от дистанционни изследвания, като: INPHO (компания INPHO, Германия) пълнофункционална фотограметрична система; ENVI (ITT Visual Information Solutions Corporation, USA) програмен пакет за обработка на данни от дистанционно наблюдение и интегрирането им с ГИС данни; ArcGIS (компания ESRI, САЩ) софтуерно решение за изграждане на корпоративни, индустриални, регионални, държавна ГИС. За да се осигури максимален радиус на гледане, антенният комплекс трябва да бъде инсталиран така, че хоризонтът да е отворен от ъгли на височина 2 и повече във всяка азимутална посока. За висококачествено приемане е от съществено значение липсата на радиосмущения в диапазона от 8,0 до 8,4 GHz (предавателни устройства на радиорелейни, тропосферни и други комуникационни линии). Трябва също да се отбележи, че според експертите в близко бъдеще данните от дистанционното наблюдение ще станат основният източник на информация за ГИС, докато традиционните карти ще се използват само в началния етап като източник на статична информация (релеф, хидрография). , главни пътища, населени места, Административно деление). Понастоящем нефтената и газовата индустрия преживява бърз скок в използването на сателитни навигационни системи, предназначени да определят параметрите на пространственото положение на обектите. Днес се използват две системи от второ поколение: американската GPS (Global Positioning System), наричана още NAVSTAR, и руската GLONASS (Global Navigation System). сателитна система). Изграждане и приложение на сателитни системи за глобално позициониране в нефтената и газовата промишленост Основните области на приложение на сателитните системи за глобално позициониране в геоинформационната поддръжка на предприятията в нефтения и газовия сектор са както следва: разработване на геодезични опорни мрежи на всички нива от глобално до проучване, както и извършване на нивелационни работи с цел геодезическа поддръжка на дейността на предприятията; осигуряване на добива на минерални ресурси (открит добив, сондажи и др.); геодезическо осигуряване на строителство, полагане на тръбопроводи, кабели, надлези, електропроводи и други инженерни и приложни работи; земеустройствени работи; спасителна и превантивна работа (геодезическо осигуряване при бедствия и катастрофи); екологични проучвания: координиране на нефтени разливи, оценка на зони на нефтени разливи и определяне на посоката на тяхното движение; геодезия и картографиране от всякакъв вид, топографско, специално, тематично; интеграция с ГИС; приложение в диспечерските служби; навигация от всякакъв вид: въздух, море, земя. Данните от глобалните сателитни системи за позициониране (GSPS) се използват в различни системи (мониторинг, проучване, изследване и др.), където 7

8 твърдо пространствено-времево обвързване на резултатите от измерването. Основните предимства на SGSP са: глобалност, ефективност, всесезонни условия, точност, ефективност. За тенденциите в развитието на тези системи може да се съди по обема на продажбите на сателитни приемници GPS/GLONASS, който се удвоява на всеки 2-3 години. И двете системи имат двойно предназначение, военно и гражданско, и следователно излъчват два вида сигнали: един с намалена координатна точност (~100 m) L1 за цивилна употреба и друг с висока точност (~10-15 m и по-точно) L2 за военни използване. За ограничаване на достъпа до точна навигационна информация се въвеждат специални смущения, които могат да бъдат взети предвид след получаване на ключове от съответното военно ведомство (САЩ за NAVSTAR и Русия за GLONASS). За NAVSTAR L1=1575.42 MHz и L2=1227.6 MHz. GLONASS използва честотно разделение на сигналите, т.е. всеки спътник работи на собствена честота и съответно L1 е в диапазона от 1602,56 до 1615,5 MHz, а L2 от 1246,43 до 1256,53 MHz. Сигналът в L1 е достъпен за всички потребители, сигналът в L2 е достъпен само за военен персонал (т.е. не може да бъде дешифриран без специален секретен ключ). Понастоящем тази намеса е отменена и точният сигнал е достъпен за граждански приемници, но в случай на подходящо решение от правителствените органи на страните собственици, военният код може да бъде блокиран отново (в системата NAVSTAR това ограничението беше отменено едва през май 2000 г. и може да бъде възстановено по всяко време). Като част от глобалните сателитни системи за позициониране могат да се разграничат три компонента: наземна система за наблюдение и контрол; системи за космически кораби; потребителско оборудване. Системата за наблюдение и контрол се състои от станции за сателитно проследяване, служба за точно време, основна станция с компютърен център и станции за изтегляне на данни на борда на космически кораби. Сателитите преминават над контролни точки два пъти на ден. Събраната информацияобработва се информация за орбитите и се прогнозират координатите на спътниците (ефемериди). Въз основа на тези данни се съставя алманах. Тези и други данни от наземните станции се изтеглят на всеки сателит. Принципът на работа на сателитните навигационни системи се основава на измерване на разстоянието от антената на обекта (чиито координати трябва да бъдат получени) до сателитите, чиято позиция е известна с голяма точност. Таблицата с позициите на всички спътници се нарича алманах, който всеки сателитен приемник трябва да има, преди да започне измерванията. Обикновено приемникът съхранява алманаха в паметта от последния път, когато е бил изключен, и ако не е остарял, веднага го използва. Всеки сателит предава целия алманах в своя сигнал. По този начин, знаейки разстоянията до няколко сателита на системата, използвайки конвенционални геометрични конструкции, базирани на алманаха, е възможно да се изчисли позицията на обект в космоса, тъй като в глобалната сателитна система за позициониране всеки сателит играе ролята на отделен геодезичен референтна точка с известни координати в текущия момент. По метода на линейните пресечки се определят координатите на измервания обект, върху който е разположен навигационният приемник. Измерените параметри определят позиционните повърхности, в пресечната точка на които се намира желаният обект. Методът за измерване на разстоянието от сателит до приемна антена се основава на сигурността на скоростта на разпространение на радиовълните. За да стане възможно измерването на времето на разпространен радиосигнал, всеки сателит на навигационната система излъчва сигнали с точно време като част от своя сигнал, използвайки прецизно синхронизирани Системно времеатомен часовник. Когато сателитен приемник работи, неговият часовник се синхронизира със системното време и при по-нататъшно приемане на сигнали се изчислява забавянето между времето на излъчване, съдържащо се в самия сигнал, и времето, когато сигналът е получен. С тази информация навигационният приемник изчислява координатите на антената. Допълнително натрупване и обработка на тези данни за определен период от време, става възможно да се изчислят такива параметри на движение като скорост (текуща, максимална, средна), изминато разстояние

9 път и др. Измерванията се извършват в така наречения режим без заявка, когато предавателят на спътника работи непрекъснато, а навигационният приемник се включва при необходимост. Нека разгледаме състава на системата на космическия кораб. Сателитите NAVSTAR са разположени в шест равнини на надморска височина от приблизително km. Сателитите GLONASS (код "Ураган") са разположени в три равнини на надморска височина от около km. Номиналният брой спътници в двете системи е 24. Съзвездието NAVSTAR беше напълно оборудвано през април 1994 г. и се поддържаше оттогава. Съзвездието GLONASS беше напълно разгърнато през декември 1995 г., но след това значително се влоши и едва през септември 2010 г. беше завършено до; стандартният брой от 24 (както и два резервни сателита). Фигура 5 показва навигационните спътници Navstar-2 и Glonass-M. Фигура 5. Сателити на навигационните системи GPS (вляво) и GLONASS (вдясно) 24 сателита осигуряват 100% функционалност на системата навсякъде по света, но не винаги осигуряват надеждно приемане и добро изчисляване на позицията. Следователно, за да се увеличи точността на позициониране и резервът в случай на повреди, общият брой на спътниците в орбита се поддържа в по-голям брой. За GPS това число е 30 (6 резервни), а за ГЛОНАСС 26 (2 резервни). Освен това ниският наклон на сателитните орбити (приблизително 55 за GPS и 64,8 за GLONASS) сериозно влошава точността в околополярните региони на Земята, тъй като сателитите не се издигат високо над хоризонта. И двете системи използват сигнали, базирани на т.нар. „псевдошумови последователности“, чието използване им осигурява висока шумоустойчивост и надеждност при ниска мощност на излъчване на предавателя. Всеки сателит на системата, освен основна информация, предава и спомагателна информация, необходима за непрекъснатата работа на приемното оборудване. Тази категория включва пълен алманах на цялото спътниково съзвездие, предаван последователно в рамките на няколко минути. По този начин стартирането на приемащото устройство може да бъде доста бързо, ако съдържа текущ алманах (около една минута), т.е. е бил изключен за по-малко от 3-4 часа; това се нарича „топъл старт“ (приемникът получава само сателитни ефемериди), но може да отнеме до 30 минути, ако приемникът е принуден да получи пълния алманах на т.н. Наречен. "студен старт" Необходимостта от „студен старт“ обикновено възниква, когато приемникът е включен за първи път или ако не е бил използван дълго време (повече от 70 часа) или е бил преместен на значително разстояние. Има и „горещ старт“ (приемникът е изключен за по-малко от 30 минути), когато приемникът започва да работи веднага с малка грешка, която се коригира по време на процеса на измерване на координатите. Често срещан недостатъкИзползването на която и да е радионавигационна система е, че при определени условия сигналът може да не достигне до приемника или да пристигне със значително изкривяване или закъснение. Например, почти невъзможно е да се определи точното ви местоположение дълбоко в стоманобетонна сграда, в мазе или в тунел. Тъй като работната честота на GPS е в дециметровия диапазон на радиовълните, нивото на приемане на сигнала от сателитите може сериозно да се влоши под гъстата зеленина на дърветата или поради много големи 9

10 облака. Нормалното приемане на GPS сигнали може да бъде повлияно от смущения от много наземни радиоизточници, както и от магнитни бури. Предавателите с активно заглушаване се използват за изкуствено потискане на сигнали от сателитни навигационни системи. За първи път широката общественост разработи предаватели Руска компания„Aviaconversion” бяха представени през 1997 г. на авиошоуто МАКС. Точността на определяне на координатите може да варира в широки граници от няколко десетки метра до десетки сантиметри и зависи от методите на измерване, които се делят на: абсолютни методи за определяне на геоцентрични координати (автономни, диференциал); относителни методи за определяне на пространствени вектори на базовите линии (статични, кинематични). Най-голяма точност се осигурява от диференциални и относителни статични методи. Те се основават на метод за измерване на координати от две станции, разположени на сравнително малко разстояние една от друга (до 30 km). Смята се, че на такива разстояния измерванията от две станции към сателитите са еднакво изкривени. Подобни методи за измерване позволяват професионални приемници за геодезическа навигация от компании като: Leica (Швейцария), Ashtech (САЩ), Trimble (САЩ) и някои други. При диференциалния метод приемниците трябва да могат да реализират диференциалния режим. Същност този метод е както следва. Един приемник се поставя в точка с предварително известни координати (например референтна точка в геодезическа мрежа). В този случай тя се нарича базова референтна станция или контролно-коригираща станция. Друг наследник, подвижен, се поставя на определеното място. Тъй като координатите на базовата станция са известни, те могат да се използват за сравнение с новоопределени и на тази база да се намерят корекции за мобилната станция, които се предават на мобилната станция по радиоканал с помощта на специален предавател . Мобилната станция, след като получи диференциални корекции, коригира своите измерени координати, като по този начин повишава точността на измерване. Най-осезаемите ползи от въвеждането на идеята за елиминиране на грешки бяха постигнати в методите за относителни статични измервания. Както в диференциалния режим, оборудването е инсталирано на две станции, например A и B. В статиката, използвайки разлики без много изкривявания, се изчислява пространственият вектор D, свързващ тези станции: D = (X B X A, Y B Y A, Z B Z A). Базовата станция трябва да има точни координати, така че от измерените прирасти да е възможно да се изчислят координатите на останалите точки от геодезическата мрежа с необходимата точност. Благодарение на измерването на стъпките на координатите и използването на фазовия метод, грешките в резултатите от определянето на координатите на точките се намаляват до няколко десетки сантиметра. Тези методи са основни в геодинамичната и най-важната геодезическа работа. Съществуват цели мрежи, които генерират диференциални корекции за навигационни инструменти според принципите, описани по-горе. Те са описани по-долу. Използването на определени видове навигационни приемници и методи за измерване зависи от изискванията за точност на определяне на координатите на референтните точки. Няма смисъл да се използват скъпи геодезични приемници и времеемки методи за измерване за получаване на координати на референтна точка за целите на георефериране, например сателитни изображения Landsat с резолюция 15 (30) m е достатъчно да се използват най-простите евтини навигационни приемници, които осигуряват приемлива точност от 5 -20 m. Важно е да се подчертае, че точността на всички навигационни приемници зависи не само от продължителността на отделните измервания и метода на измерване. брой видими спътници над хоризонта, както и естеството и откритостта на района (равнина или застроена зона), което влияе върху повторното отразяване на сигнала. Точността на системата GLONASS в момента е малко по-ниска от GPS, 4,46-8,38 м при използване на средно 7-8 космически кораба (в зависимост от приемащата точка). На това 10

В същото време грешките на GPS са 2,00-8,76 m при използване на средно 6-11 космически кораба (в зависимост от точката на приемане). Когато двете навигационни системи се използват заедно, грешките са 2,37-4,65 m при използване на средно космически кораби (в зависимост от приемащата точка). Според изявления на ръководителя на Роскосмос Анатолий Перминов се предприемат мерки за повишаване на точността. До края на 2010 г. ще се повиши точността на изчисленията на ефемеридите и дрейфа на бордовия часовник, което ще доведе до увеличаване на точността на навигационните определяния до 5,5 метра. Това ще стане чрез модернизация на наземния сегмент, като в 7 точки на наземния контролен комплекс ще бъде инсталирана нова измервателна система с висока точност. През 2011 г. се планира броят на спътниците в съзвездието да бъде увеличен до 30. Паралелно с това сателитите Glonass-M ще бъдат заменени с по-модерни Glonass-K (поддържат нови CDMA сигнали във формат GPS/Galileo/Compass, което значително ще улесни разработването на мултисистемни навигационни устройства) и Glonass-K2 (излъчва сигнали с кодово разделение: два сигнала в честотните диапазони L1 и L2 и отворен сигнал в диапазона L3), което ще увеличи точността до 2,8 m , За да се увеличи точността на навигацията, се използват системи, които изпращат изясняваща информация ("диференциална корекция на координатите" DGPS, чиито теоретични аспекти бяха обсъдени по-горе), което позволява да се увеличи точността на измерване на координатите на приемника до няколко метра и дори до няколко десетки сантиметра при използване на сложни диференциални режими. Диференциалната корекция се основава на геостационарни сателити и наземни базови станции. Всяка от станциите е оборудвана с GPS оборудване и специален софтуер, предназначен за приемане на GPS сигнали, анализ на получените измервания, изчисляване на йоносферни грешки, отклонения от траекторията и сателитни часовници. Тези данни се предават на централната станция за управление (Master Station WMS), където се обработват повторно и анализират, като се вземат предвид измерванията, получени от всички базови станции в мрежата. След това коригиращата информация се предава на геостационарни сателити и оттам се предава на потребителите. Сигналът от геостационарни спътници се приема подобно на сигнала от спътниците на навигационната система през един или повече канали. DGPS може да бъде платен (декодирането на сигнала е възможно само с един конкретен приемник след заплащане на „абонамент за услугата“) или безплатно. В момента има безплатна американска система WAAS, европейска система EGNOS, японска система MSAS, базирана на няколко геостационарни сателита, предаващи корекции, позволяващи да се получат висока точност(до 30 см). В Русия само в Калининградска областИма възможност за пълноценно използване на сигнали от системата EGNOS. В останалата част от територията приемането на диференциална корекция е невъзможно. Ключовият въпрос при организирането на сателитна навигация е изборът на устройства за приемане на сигнала, т.е. потребителско оборудване. Потребителите се предлагат различни устройстваИ софтуерни продукти, което ви позволява да видите местоположението си на електронна карта; да има способността да чертае маршрути, като се съобразява с терена; търсене на конкретни обекти на картата по координати или адрес и др. В този случай навигационният приемник може да бъде направен като отделно устройство или навигационният чип може да бъде вграден в друго оборудване, например мобилни телефони, смартфони, PDA устройства или бордови компютри. Фигура 6 показва примери за навигатори: в горната част без поддръжка на карти (вляво е GPS навигаторът Magellan Blazer 12 в удароустойчив, водоустойчив калъф, вдясно е навигация с помощта на мобилен телефон (iphone), монтиран на кормилото на велосипед), в долната част е автомобилният навигатор Glospace с поддръжка на карти. Сравнявайки оборудването за GPS и GLONASS, можем да кажем, че всички GLONASS приемници ви позволяват да работите с GPS, но не и обратното. Има възможност за едновременно приемане на сигнали от двете навигационни системи, даващи по-точни координати. Комбинираното GLONASS/GPS оборудване на професионално ниво се произвежда от много производители, включително чуждестранни компании Topcon, Javad, Trimble, Septentrio, Ashtech, NovAtel, SkyWave Mobile Communications. Основната причина, поради която GLONASS не се използва в чист вид, е липсата на високо качество цифрови карти, както и обемността и твърде високата консумация на енергия на самите приемници (поради тези причини чиповете GLONASS не са вградени в 11

12 мобилно оборудване). Тези параметри обаче постепенно намаляват и в момента има напълно функционални чипове с поддръжка на системи GLONASS/GPS, както и GALILEO/COMPASS. Фигура 6. Навигатори В нефтената и газовата индустрия широко се използват GPS тракери и GPS логери, които записват и предават координати към сървърен център и се използват за сателитно наблюдение на автомобили, хора, активи и др. Тези данни се използват от диспечерските служби за организиране ефективно управлениетранспорт и персонал. GPS тракерът записва данни за местоположението и ги предава на редовни интервали чрез радио, GPRS или GSM връзка, сателитен модем към сървърен център за наблюдение или просто компютър със специален софтуер чрез USB, RS-232, PS/2. Потребителят на тракера или диспечерът, който наблюдава обекта, може да се свърже със сървъра на системата, използвайки клиентска програма или уеб интерфейс под своето потребителско име и парола. Системата показва местоположението на обекта и историята на следата на неговото движение върху картата (Фигура 7). Движенията на тракера могат да бъдат анализирани в реално време или по-късно. GPS тракерите нямат собствени дисплеи и поради това са по-евтини от колегите си навигатори. Личните тракери (малки по размер) се използват за наблюдение на персонала, а автомобилните тракери се използват за наблюдение на превозни средства. Автоматичните тракери ви позволяват да се свързвате различни сензори(ниво на гориво, натоварване на ос и др.) и самите те са свързани към бордовата мрежа. За автомобилни тракери също е възможно да свържете външна антена. 12

13 Фигура 7. Track GPS регистраторите не само нямат дисплей, но и не съдържат модули за предаване на данни (GSM модули), поради което не са подходящи за наблюдение в реално време. Информацията от регистратора се записва по време на движение във вградената памет и става достъпна след свързване към компютър за анализ. В случаите, когато е необходимо да се осигурят допълнителни възможности извън простото въвеждане на координати в паметта на приемника, се използват самите навигатори (почти винаги GPS навигатори). Те имат широк набор от възможности, чийто преглед е извън обхвата на нашето представяне. Основните за нефтената и газовата индустрия са възможността за показване на карти с различни профили, очертаване на маршрути на земята, търсене и определяне на координатите на обекти и др. Например, тези възможности са използвани от специалисти от БГ Транско, компания, занимаваща се с обслужване на повече от км подземни газопроводи, за да определят местоположението на конструкции, които попадат в потенциално опасна зона в близост до газопровода в случай на критични ситуации. За целта бяха използвани панхроматични сателитни изображения с наземна разделителна способност от 1 m за анализиране на буферни зони в райони с висока гъстота на населението. Изображението е геореферирано с помощта на референтни точки, получени с помощта на GPS приемник. Трасето на газопровода е наложено върху изображението по аналитичен метод (по координати) и в резултат на пространствен анализ е изчислена 200-метрова буферна зона на потенциален риск и всички обекти, разположени в нея. Друг пример е изграждането на магистрален нефтопровод с дължина 450 км в Ненецкия автономен окръг на РАО Роснефтегазстрой. Като основен източник на информация бяха използвани изображения от космически кораби Landsat, което направи възможно получаването на най-надеждната и навременна информация за района в района на предложения нефтопровод. Въз основа на цифровия модел на терена бяха създадени цифрови модели на територията на планираното съоръжение и бяха изчислени ъглите на завъртане, големината и посоката на наклоните по трасето на нефтопровода. Професионалните GPS навигатори се отличават с качеството на компонентите (особено антените), използвания софтуер, поддържаните режими на работа (например RTK, извеждане на двоични данни), работни честоти (L1 + L2), алгоритми за потискане на зависимостите от смущения, слънчева активност (на влияние на йоносферата), поддържани навигационни системи (например NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo, Beidou), увеличено захранване и, разбира се, цена. Трябва да се отбележи, че понастоящем се наблюдава тенденция към тясна интеграция на GPS технологиите и методите за получаване и обработка на данни от дистанционното наблюдение на Земята, проявяваща се главно в областта на аерофотографията. От доста дълго време по време на проучване се използват въздушни камери от някои производители, интегрирани с GPS приемници (Фигура 8), които при заснемане на района записват пространствените триизмерни координати на центъра на проекцията на всеки кадър. Използване на тази технология 13

14, според експертите, позволява да се намали с коефициент броя на референтните точки, необходими за фотограметрична обработка на летящи материали, което значително повишава производителността на работата и намалява общите разходи за получаване на първоначални данни. Фигура 8. Въздушен фотокомплекс, интегриран с GPS приемник По този начин при създаването на ГИС се използват комбинирани източници на информация: комбинация от методи за дистанционно наблюдение на Земята от космически кораби с различна детайлност, данни от GPS измервания, лазерна и стерео фотография, данни от топографски карти и др. Всичко зависи от изискванията към системата. Може да се твърди, че комбинацията от информация, получена с помощта на различни средства за дистанционно наблюдение на Земята и данни от GPS измервания, ще позволи най-бързо и надеждно да се получи пълна и изчерпателна информация за всеки обект и също така напълно ще отговори на всички нужди за информационна поддръжкавсеки проект, всяка система, всяко предприятие. Стабилният ръст в използването на геоинформационни технологии в петролни и газови предприятия, който се появи наскоро, се дължи не само на развитието на възможностите на самата ГИС, но и на тясната интеграция на данни от информационната система с GPS технологии и технологии за получаване и обработка на данни от дистанционното наблюдение на Земята. 14


ГИС И GPS В НЕФТНАТА И ГАЗОВАТА ИНДУСТРИЯ Eremenko.D.I. Нижневартовски нефтен колеж (филиал) ФСБЕИ ВОЮГУ Югра Държавен университет Нижневартовск, Русия ГИС и GPS В НЕФТНАТА И ГАЗОВАТА ИНДУСТРИЯ Eremenko.D.I.

Аерокосмически (дистанционни) методи в горското стопанство Лекции 1-2 Вуколова И.А., д-р, доцент, катедра Управление на горите и опазване на горите, Московски държавен университет по лесотехника Дистанционното наблюдение (RS) е процесът, чрез който

Сателитни навигационни системи GLONASS, GPS, Galileo От древни времена пътниците са се чудили: как да определят местоположението си на Земята? Древните мореплаватели са използвали звездите за навигация

Какво е GPS? Сателитна навигационна система GPS (Global Positioning System) или Global Positioning Positioning System. GPS системата официално се нарича NAVSTAR (Навигационна система на

Доклад на заседанието на раздел 3 на Научно-техническия съвет на Федералното държавно унитарно предприятие ЦНИИМаш по въпроса „Общият план на геодезическите райони на изследване в рамките на НИРД „Развитие“ от 28 май 2013 г. Роля и място в изследване на проблемни въпроси

ГЛОБАЛНИ НАВИГАЦИОННИ СЪПУТНИКОВИ СИСТЕМИ, ПРИЛОЖЕНИЕ В ГЕОДЕЗИЯТА Захарчев С.В., Андреева Н.В. BSTU на името на V.G. Шухова Белгород, Русия ГЛОБАЛНИ НАВИГАЦИОННИ САТЕЛИТНИ СИСТЕМИ, ПРИЛОЖЕНИЯ В ГЕОДЕЗИЯТА Захарчев

Позиционирането е определяне с помощта на сателитни системи на местоположението на наблюдател или обект в триизмерното земно пространство. Предимства на системите за сателитно позициониране: глобална ефективност

Фролова Елена Андреевна Фролова Елена Андреевна АНАЛИЗ НА ТЕХНИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ГЛОБАЛНИ САТЕЛИТНИ СИСТЕМИ ГЛОНАСС И GPS. АНАЛИЗ НА ТЕХНИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ГЛОБАЛНИ САТЕЛИТНИ СИСТЕМИ ГЛОНАСС И GPS.

FSUE "RNII KP" Алманах на резултатите от мониторинга на целостта на допълнителни системи GLONASS/GPS за периода от 08.11.2007 03:00:00 до 08.11.2007 06:00:00 1. Въведение Този материал представя резултатите

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА ФЕДЕРАЛНИЯ ДЪРЖАВЕН БЮДЖЕТ НА ВИСША УЧЕБНА ИНСТИТУЦИЯ "ВОРОНЕЖКИ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ" ОТДЕЛ ПО КАДАСТЪР НА НЕДВИЖИМИТЕ ИМОТИ,

РАЗВИТИЕ НА ВЪЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИ СЪОРЪЖЕНИЯ ЗА МОНИТОРИНГ НА ИНФРАСТРУКТУРАТА НА НЕФТОГАЗОВАТА ПРОМИШЛЕНОСТ Генерален дизайнер Н.Н. Севастянов КОНФЕРЕНЦИЯ “СИСТЕМИ ЗА КОСМИЧЕСКИ МОНИТОРИНГ И ТЕХНОЛОГИИ ЗА ПРИЛАГАНЕ НА РЕЗУЛТАТИТЕ”

GPS: принципи на работа, класификация на устройствата За последните годиниФункцията GPS се превърна от съкращение, неразбираемо за обикновения потребител, в напълно познато, което улеснява живота на хиляди потребители всеки ден

Схема на взаимовръзките на средствата за дистанционно наблюдение Държавен мониторинг на земите с дистанционни методи Дистанционни методи наземни Въздушно (Аеро-) пространство Видове първична информация Фотограметрични

UDC 621.391.26 K.M. Другов, Л.А. Podkolzina НАВИГАЦИОННИ СИСТЕМИ ЗА НАЗЕМНИ МОБИЛНИ ОБЕКТИ Съвременният технически прогрес в областта на информационните технологии значително разширява тактическите и технически

10 В. А. Добриков, В. А. Авдеев, Д. А. Гаврилов УДК 621.396.96+629.78 В. А. ДОБРИКОВ, В. А. АВДЕЕВ, Д. А. ГАВРИЛОВ ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ТРАЕКТОРИЯТА НА САМОЛЕТНОСАТЕЛ С РАДАР С СИНТЕЗИРАНА АПЕРТУРА

РАЗРАБОТКА И ПРОГРАМИРАНЕ НА УСТРОЙСТВО ЗА ТЪРСЕНЕ И ОТКРИВАНЕ НА МАЛКИ ДОМАКИНСКИ УРЕДИ Капустин Дмитрий Юриевич Поддръжка Основната цел на работата е да се опрости търсенето на малки неща. Ние всички периодично

Съвременни аспекти на използването на ГИС технологии в нефтения и газовия сектор Управление на географски информационни системи www.primegroup.ru Предпоставки за използването на ГИС технологии в горивния и енергийния сектор Пространствено разпределение на обектите

Отворено акционерно дружество "Научно-производствен център "Природа" (АД "НИиП център "Природа") ДАННИ ОТ ДИСТАНЦИОННО СЪЗДАВАНЕ В СИСТЕМАТА НА ДЪРЖАВНАТА ТОПОГРАФСКА

Федерален държавен бюджет образователна институциявисше професионално образование „Московски държавен технически университет на името на N.E. Бауман" (MSTU на името на N.E. Bauman) "Интелектуалец

КОСМИЧЕСКА СИСТЕМА ЗА ДИСТАНЦИОННО ИЗСЛЕДВАНЕ НА ЗЕМЯТА (ДИЗ) НА ДЪРЖАВНИЯ КОСМИЧЕСКИ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕН ЦЕНТЪР (ГКНПЦ) ИМ. М.В. Хруничева И.А. Глазков ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Електронна поща: [имейл защитен]

„Система за наблюдение на навигационното поле на КНС ГЛОНАСС/GPS на територията на източното полукълбо на Земята с помощта на незапитани измервателни системи“ ЛОКТОР: Заместник-председател на Красноярския научен център

Дистанционно изследване на Земята в екологични и геоложки изследвания 3. Методи и технологии за изследване на Земята от космоса Съдържание 3.1. Технология за получаване на материали за дистанционно наблюдение. Схема на получаване и обработка

Географски информационни системи Лекция 14 Определение ГИС (географска информационна система) система за събиране, съхраняване, анализиране и графично визуализиране на пространствени (географски) данни и свързаните с тях

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ Федерална държавна автономна институция за висше професионално образование Институт "Казански (Поволжски) федерален университет"

Тенденции в развитието на геоинформатиката в Русия и в света Интеграция на геопространството Михаил Александрович Болсуновски Първи заместник генерален директор Компания Совзонд * Индустрия 1 2 3 Технологии

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ТЕХНИЧЕСКО РЕГУЛИРАНЕ И МЕТРОЛОГИЯ НАЦИОНАЛЕН СТАНДАРТ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ ГОСТ Р 52928-2008 ГЛОБАЛНА СЪТЕЛИТНА НАВИГАЦИОННА СИСТЕМА Термини и определения Москва Стандартинформ

Основната цел на системата е да се намалят разходите за експлоатация на превозните средства и да се повиши ефективността на използването им чрез получаване на надеждна и навременна информация за движението им Цели на внедряване на системата

МОБИЛНИ СЛУЖИТЕЛИ НАВИГАЦИЯ ТРАНСПОРТНИ УСЛУГИ ПОЛЕЗНО ДА ЗНАЕТЕ! ОПТИМИЗИРАЙТЕ РАБОТАТА НА ВАШИТЕ СЛУЖИТЕЛИ ЕФЕКТИВЕН И КОНТРОЛ НА ТРАНСПОРТА НА ПЪТУВАЩИ СЛУЖИТЕЛИ ИЗВЪН ОФИСА И ФИРМЕН ТРАНСПОРТ Когато има оборудване

ОЦЕНКА НА ТОЧНОСТТА НА ПОЗИЦИОНИРАНЕ С ИЗПОЛЗВАНЕ НА GNSS ОБОРУДВАНЕ НА JAVAD GNSS M.O. Любич (UGT-Holding, Екатеринбург) През 2011 г. завършва Уралския федерален университет. първи президент

Класификация по технология за получаване на изображения Фотографски скенер OM Видим и инфрачервен обхват Скенер OE Радар Радиообхват Пасивен запис естествено излъчване

Класификация технически средствадистанционно наблюдение TS Group оборудване за дистанционно наблюдение, носители на оборудване за проучване, наземно оборудване за дистанционно наблюдение Оборудване за проучване цял флот

ПРЕГЛЕД НА СЪВРЕМЕННИ РАДАРНИ ДАННИ И МЕТОДИ ЗА ТЯХНАТА ОБРАБОТКА С ИЗПОЛЗВАНЕ НА СОФТУЕРЕН КОМПЛЕКС SARSCAPE Ю.И. Кантемиров (компания Sovzond LLC) [имейл защитен]Докладът предвижда

937 Използване на подписи за подобряване на точността на определяне на местоположението на движещи се обекти в локални системипозициониране. Зарецки С.В. ( [имейл защитен]) Московски физико-технически институт

Съвременните технологии позволяват създаването на доста достъпни навигационни системи за автомобилистите, които не само могат да показват карта на района и местоположението на автомобила на екрана си,

Системи за глобално позициониране 1 Цел на лекцията Да разбере как работят основните функции на сателитната навигация Да знае как да определи позиция на карта 2 Принципът на измерване на времето за преминаване на сигнал Разстояние

Доклади на Международната научно-техническа конференция, 3-7 декември 2012 г. MOSCOW INTERMATIC 2 0 1 2, част 6 ПОДХОДИ MIREA КЪМ КОНСТРУКЦИЯТА НА БОРДОВО РАДИО-ЕЛЕКТРОННО ОБОРУДВАНЕ ЗА МОНИТОРИНГ НА ЦЯЛОСТТА НА САТЕЛИТИ

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ТЕХНИЧЕСКО РЕГУЛИРАНЕ И НАЦИОНАЛЕН СТАНДАРТ НА МЕТРОЛОГИЯ Руска федерацияГОСТ Р 53607-2009 МЕТОДИ И ТЕХНОЛОГИИ ЗА ИЗВЪРШВАНЕ НА ГЕОДЕЗИЧЕСКИ И ЗЕМЛЕУСТРОИТЕЛНИ РАБОТИ Определение

Предложение за космически мониторинг на преместванията на земната повърхност и конструкции за решаване на проблемите на минните и обогатителни предприятия 1 Съдържание 1. Обща информация 3 2. Етапи на работа по космически мониторинг на преместванията....5 3. Ресурс

Въвеждане и обработка на данни от дистанционно наблюдение на Земята Лектор: д.ф.н. Токарева Олга Сергеевна Лекция 2 Структура на системата за дистанционно наблюдение Орбитален сегмент на спътника Информационен центърСтанция за целево оборудване

САТЕЛИТНИ НАВИГАЦИОННИ СИСТЕМИ GPS и GLONASS Катедра по теоретична механика MIPT, Институт по проблеми на управлението RAS, Javad GNSS Интердисциплинарен семинар MIPT, 29.10.08 Съдържание GPS и GLONASS 1 GPS и GLONASS

Доклади от Международната научно-техническа конференция, 14, 17 ноември 2011 г. MOSCOW INTERMATIC 2 0 1 1, част 3 MIREA ИЗМЕРВАНЕ НА ОБСЯГА НА ЦИФРОВИ МОБИЛНИ РАДИО КОМУНИКАЦИИ С ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИНФОРМАЦИОННИ СИСТЕМИ НА

Въвеждане на сателитни навигационни технологии, използващи системата ГЛОНАСС в интерес на социално-икономическото развитие на Архангелска област САТЕЛИТНО ПОЗИЦИОНИРАНЕ ОБЩО ГРАЖДАНСКО ПРИЛОЖЕНИЕ

ИЗПОЛЗВАНЕ НА ПРОГРАМАТА TOPOCAD ПРИ ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ПРОЕКТ ЗА МОНИТОРИНГ НА ДЪННИ СЕДИМЕНТИ НА РЕЗЕРВОАР Галахов В.П., ЗАО "Геостройизискания" Въз основа на изследователски материали от служители на Строителния факултет

Карепин Александър Сергеевич аспирант Самсонова Наталия Вячеславовна Ph.D. икон. Науки, ръководител на катедрата на Ростовския държавен строителен университет, Ростов на Дон, Ростовска област

Код Фаза Измервания и резултати Основни принципи и източници на грешки Коефициентът на амортизация на точността (DOP) DOP е геометричен качествен фактор за пространствена резекция DOP зависи от относителната позиция

УДК 528.4+ 528.7+528.8 ПРИЛОЖЕНИЕ НА РЕЗУЛТАТИ ОТ ERS ДАННИ ЗА КАРТИРАНЕ НА ЗЕМЕДЕЛСКИ ОБЕКТИ В.Н. Максимова В статията се разглеждат въпроси, свързани с метода на картографиране на селски обекти

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ МОСКОВСКИЯ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ПО ГЕОДЕЗИЯ И КАРТОГРАФИЯ (MIIGAIK) Описание на основната образователна програма на висшето образование Направление

ВСЯ РУСКА ОЛИМПИАДА ЗА УЧИТЕЛНИЦИ „СТЪПКА В БЪДЕЩЕТО“ „СТЪПКА В БЪДЕЩЕТО, МОСКВА“ ИНФОРМАТИКА И СИСТЕМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ Съдържание Въведение Измерване на надморска височина Барометричен алтиметър Радиотехнически алтиметър Избор

UDC 528.48(076.5) Khmyrova E.N. (Караганда, КарСТУ), Бесимбаева О.Г. (Караганда, KarSTU), Igemberlina M.B. (Караганда, KarSTU) Координиран метод за маркиране на работи с интегрирано използване на модерни

Картография, топография и дистанционно наблюдение: съвременни тенденции Анна Ивановна Прасолова, доцент, Географски факултет, Московски държавен университет на името на М.В. Ломоносов [имейл защитен]Тула Надежда

ПРОБНИ ТОПОГРАФСКИ ИЗСЛЕДВАНИЯ 1. Какви методи се използват за наземни топографски изследвания? - тахеометричен;* - стереотопографски; - комбинирани. 2. Кой метод е в момента

История на разработката Първи резултати от работата на оборудването и CCVO на борда на космическия кораб Метеор-М 1 ANO "Космос-НТ" Институт за космически изследвания на Руската академия на науките 2009 В продължение на около 30 години се работи в Института за космически изследвания на Руската академия на науките

ДЪРЖАВЕН КОМИТЕТ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ ЗА ВИСШЕ ОБРАЗОВАНИЕ ПЕРМ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ КАТЕДЕР СТРОИТЕЛНИ КОНСТРУКЦИИ Използване на системи за позициониране за изпълнение

Космическата геодезия и високоточната гравиметрия в съвременната геодинамика V.E.Zharov, A.V.Kopaev. В. К. Милюков Основания за работа Федерална целева програма „Глобална навигационна система”.

СЪДЪРЖАНИЕ Предговор...3 Въведение... 4 РАЗДЕЛ I. ОБЩИ СВЕДЕНИЯ ЗА ГЕОДЕЗИЯТА И ГЕОДЕЗИЧЕСКИТЕ ИЗМЕРВАНИЯ Глава 1. Земната повърхност и начините за нейното изобразяване... 6 1.1. Определяне на формата и позицията на Земята

GONETS-D1M Многофункционална персонална сателитна комуникационна система www.gonets.ru MSPSS “Gonets-D1M” MSPSS “Gonets-D1M” е предназначена за предаване на данни и предоставяне на комуникационни услуги на абонати навсякъде

Международна организация за гражданска авиация A37-WP/195 1 РАБОТЕН ДОКУМЕНТ TE/109 22/9/10 (Информационен документ) АССАМБЛЕЯ 37-МА СЕСИЯ ТЕХНИЧЕСКА КОМИСИЯ Точка 35 от дневния ред. Глобална организационна система

Диагностика на подводни проходи. Системи за търсене на маршрути. Локаторните системи са устройства, предназначени за дистанционно търсене, откриване и измерване на пространствена позиция

  • орбитално съзвездие;
  • развойна работа;
  • космическа ракета;
  • ракетно-космическа техника;
  • работно място на оператора;
  • ракета носител;
  • средна квадратична грешка;
  • техническо задание;
  • предпроектно проучване;
  • федерална космическа програма;
  • цифров релефен модел;
  • спешен случай.
  • Въведение
  • Съдържанието на проучванията, чиито резултати са представени в този обзор, е:
  • Създаването на корпоративни космически системи и комплекси трябва да се основава на съвременни компоненти и най-нови дизайнерски решения, а обхватът и качеството на получените данни трябва да съответстват на световно ниво.
  • 1 Преглед на космическите програми за дистанционно наблюдение на чужди страни
  • 1.1 Космическа програма на САЩ
  • 1.1.1 Рамка на космическата политика на САЩ
  • Основните идеи на новата космическа политика:
  • Основните цели на космическата политика на САЩ са:
  • 1.1.2 Декларация за стратегически намерения на Националната система за геопространствено разузнаване на САЩ
  • Фигура 1 - Космическо изображение - растерно изображение
  • Фигура 2 - Идентификация на цели и обекти
  • Фигура 3 - Показване на оперативната обстановка в реално време
  • 1.1.3 Програма за военно космическо разузнаване
  • 1.1.4 Търговска космическа програма на САЩ
  • Фигура 4 - Космически кораб WorldView-1
  • Фигура 5 - Космически кораб GeoEye-1
  • Следващата логична стъпка в развитието на пазара на космическо оборудване за дистанционно наблюдение е изстрелването на космически кораби със свръхвисока разделителна способност (до 0,25 m). Преди това само военни сателити на САЩ и СССР предоставяха изображения с тази резолюция.
  • Засега основните конкурентни компании на пазара за дистанционно наблюдение от Европа, Русия, Япония, Израел и Индия нямат планове за създаване на сателити за дистанционно наблюдение с ултрависока разделителна способност. Следователно пускането на такива устройства в САЩ ще доведе до по-нататъшно развитие на пазара и укрепване на позициите на американските компании - оператори на сателити за дистанционно наблюдение.
  • 1.2 Космически програми на европейските страни
  • 1.2.1 Франция
  • Космическият сегмент на системата SPOT в момента се състои от четири космически кораба (SPOT 2, -4, -5 и -6). Наземният сегмент включва Центъра за управление и експлоатация на космически кораби, мрежа от станции за получаване на информация и центрове за обработка и разпространение на данни.
  • Фигура 6 - Космически кораб SPOT 5
  • 1.2.2 Германия
  • Фигура 7 - Сателити TerraSAR-X и Tandem-X
  • Фигура 8 - Архитектура на орбиталния сегмент на системата SAR-Lupe
  • 1.2.3 Италия
  • Италианската програма за космически изследвания се основава на използването на ракети-носители от Съединените щати (Scout), Европейската организация за ракети-носители (Europe 1) и Европейската космическа агенция (Arian).
  • 1.2.4 UK
  • Фигура 9 - Изображение с разделителна способност 2,8 m, получено от минисателита TOPSAT-1
  • 1.2.5 Испания
  • Испания също участва в създаването на глобална европейска сателитна система за наблюдение за отбранителни цели.
  • 1.3 Космически програми на други страни
  • 1.3.1 Япония
  • Фигура 10 - 3D модел на територията на щата Гуджарат, изграден по данни на Cartosat-1
  • На 10 януари 2007 г. беше изстрелян спътникът Cartosat-2, с помощта на който Индия навлезе на пазара на данни с разделителна способност на метра. Cartosat-2 е спътник за дистанционно наблюдение с панхроматична камера за картографиране. Камерата е предназначена за снимане с пространствена резолюция един метър и ширина на заснемане 10 км. Космическият кораб има слънчево-синхронна полярна орбита с надморска височина 630 км.
  • Индия е готова да разпространява сателитни изображения с разделителна способност на метра, получени с помощта на Cartosat-2, на цени под пазарните и планира да изстреля нов космически кораб с пространствена разделителна способност до 0,5 метра в бъдеще.
  • 1.3.2 Израел
  • 1.3.3 Китай
  • Фигура 11 – Космически кораб CBERS-01
  • На 19 септември 2007 г. в Китай беше изстрелян третият китайско-бразилски спътник за дистанционно наблюдение CBERS-2B. Сателитът беше изведен в сутрешна слънчево-синхронна орбита с надморска височина 748х769 км, наклон 98,54 градуса и време на пресичане на екватора 10:30.
  • 1.3.4 Корея
  • 1.3.5 Канада
  • Канада създаде Канадската космическа агенция през 1990 г., под чието ръководство се работи по ракетни и космически въпроси.
  • Сателитът, първоначално проектиран за 5 години работа в космоса, е удвоил проектния си живот и продължава да предава висококачествени изображения. За 10 години безупречна работа RADARSAT-1 изследва територии с обща площ от 58 милиарда квадратни метра. km, което е с два порядъка по-голямо от площта на земната повърхност. Надеждността на системата е 96%. Най-големият от 600-те потребители на информация RADARSAT-1 е Canadian Ice Survey, който получава 3800 радарни изображения годишно със закъснение от по-малко от 90 минути след придобиването.
  • Фигура 12 - RADARSAT в космоса през погледа на художник
  • Канадската космическа агенция възложи договор на MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA) за проект за изграждане на второ поколение сателити за дистанционно наблюдение на земната повърхност с помощта на радара Radarsat-2. Сателитът Radarsat-2 предоставя изображения с резолюция 3 m на пиксел.
  • 1.3.6 Австралия
  • Австралия активно си сътрудничи с редица страни в областта на изследването на космоса. Австралийски фирми също разработват микросателит с Южна Корея за събиране на данни за околната среда в селските райони в Азиатско-тихоокеанския регион. Според директора на центъра CRCSS стойността на проекта ще бъде 20-30 милиона долара. Сътрудничеството между Австралия и Русия открива големи перспективи.
  • 1.3.7 Други държави
  • Наскоро Националната космическа агенция на Тайван NSPO обяви планове за разработване на първия космически кораб, използвайки местната индустрия. Проектът, наречен Argo, има за цел да създаде малък сателит за дистанционно наблюдение на Земята (ERS), използвайки оптично оборудване с висока разделителна способност.
  • Според NSPO по време на работата по проекта Argo вече е разработена космическа платформа, в системата за управление на която ще бъде използвана за първи път нов процесорЛЕОН-3. Очаква се целият софтуер за бордовите системи и наземния център за управление на полета да бъде създаден в Тайван. Очакваният живот на сателита ще бъде 7 години.
  • 1.4 Космически програми на страните от ОНД
  • 1.4.1 Беларус
  • Таблица 1. Основни характеристики на космическия кораб Canopus-V и BKA
  • Размер на космическия кораб, m×m
  • Маса на космически кораб
  • Тегло на полезен товар, кг
  • Орбита:
  • надморска височина, км
  • наклон, градуси
  • период на обръщение, мин
  • време за преминаване на екватора, час
  • Повторен период на наблюдение, дни
  • Средна дневна мощност, W
  • Продължителност на активно съществуване, години
  • Космическият кораб Канопус-V и BKA са предназначени за решаване на следните задачи:
  • - високо оперативно наблюдение.
  • 1.4.2 Украйна
  • Що се отнася до космическите кораби с висока разделителна способност, по-добри от 10 m, също е препоръчително да се създават на кооперативна основа със заинтересовани чуждестранни партньори и собственици на подобни системи. При създаването на перспективни космически кораби трябва да се обърне специално внимание на увеличаването на информационните възможности на системата. В това отношение в Украйна има редица оригинални разработки.
  • 1.4.3 Казахстан
  • Представители на изследователски организации и производствени и внедрителски структури на Казахстан, Русия и чужди страни, участващи в изпълнението на казахстанската космическа програма, смятат, че текущата приоритетна посока на развитие е космически дейностиСателитните комуникации и системите за дистанционно наблюдение на Земята трябва да станат достъпни в Казахстан.
  • 2 руска космическа програма
  • 2.1 Основни разпоредби на Федералната космическа програма на Русия за 2006-2015 г
  • Основните цели на програмата са:
  • Срокове и етапи на изпълнение на програмата – 2006 – 2015 г.
  • На първия етап (до 2010 г.) по отношение на дистанционното изследване на Земята ще бъдат създадени:
  • Приоритетните области на космическите дейности, които допринасят за постигането на стратегическите цели, са:
  • Програмните дейности включват дейности, финансирани от бюджетни средства, и дейности, извършвани със средства, инвестирани в космически дейности от недържавни клиенти.
  • Дейностите, финансирани с бюджетни средства, включват работи, предвидени в следните раздели:
  • раздел I – „Научноизследователска и развойна работа”;
  • При изпълнението на Програмата ще бъдат постигнати следните резултати:
  • б) честотата на актуализиране на данните от хидрометеорологичните наблюдения е увеличена до 3 часа за космически кораби със средна височина и до реално време за геостационарни космически кораби, което ще гарантира:
  • д) създаден е космически комплекс с малогабаритни космически кораби с повишена точност при определяне на координатите на бедстващи обекти, осигуряващи ефективност на получаване на спешни съобщения до 10 секунди и точност на определяне на местоположението на бедстващи обекти до 100 м.
  • Оценката на големината на икономическия ефект от резултатите от космическите дейности в социално-икономическата и научната сфера показва, че в резултат на изпълнението на Програмата обобщеният икономически ефект за периода 2006–2015 г. се прогнозира на ниво от 500 милиарда рубли по цени от 2005 г.
  • 2.2 Анализ на космически системи за дистанционно наблюдение.
  • Фигура 13 - Орбитална констелация от спътници за дистанционно наблюдение за периода 2006-2015 г.
  • По същество основните космически средства за дистанционно наблюдение, разработени в периода до 2015 г., ще бъдат космическият кораб Canopus-V за оперативно наблюдение на техногенни и природни бедствия и космическият кораб Resurs-P за оперативно оптико-електронно наблюдение.
  • Космическият кораб Canopus-V № 1, изстрелян на 22 юли 2012 г., включва:
  • Комплексът „Ресурс-П“ е продължение на местните средства за дистанционно наблюдение с висока разделителна способност, използвани в интерес на социално-икономическото развитие на Руската федерация. Предназначен е за решаване на следните проблеми:
  • - подсистема "Арктика-MS2" от четири космически кораба за осигуряване на мобилна правителствена комуникация, управление на въздушното движение и препредаване на навигационни сигнали (разработена от АО "ИСС на името на М. Ф. Решетнев").
  • 2.3 Разработване на наземен комплекс за приемане, обработка, съхранение и разпространение на данни от дистанционно наблюдение
  • Както е отбелязано в FCP-2015, наземната космическа инфраструктура, включително космодруми, наземни контролни съоръжения, пунктове за приемане на информация и експериментална база за наземно изпитване на ракетни и космически технологични продукти, трябва да бъде модернизирана и преоборудвана с нови оборудване.
  • Функционалната схема на интегрираната сателитна система за дистанционно наблюдение е показана на фигура 14.
  • Фигура 14 - Интегрирана сателитна система за дистанционно наблюдение
  • По този начин министерствата и ведомствата-потребители на спътници за дистанционно наблюдение, от една страна, и Федералната космическа агенция, от друга страна, са заинтересовани да осигурят координация на дейностите на всички центрове и станции на NCPOR, създадени от различни ведомства и организации и да установят координираното им функциониране и взаимодействие по единни правила, удобни за всички части на НЦПОР и потребителите.
  • 3 Анализ на „Концепцията за развитие на руската космическа система за дистанционно изследване на Земята за периода до 2025 г.“
  • Важен раздел на Концепцията са предложенията за осигуряване на повишена ефективност при използването на космическа информация в Русия.
  • Основните проблеми, които определят ефективността на използването на космическа информация в Русия, са:
  • Този подход е обещаващ, тъй като с ускоряването на развитието на националния пазар на геоинформатика ще има постоянно търсене на геопространствени данни, които могат да бъдат попълнени от вътрешни системи за дистанционно наблюдение, когато се появят и развият. Проблемите на развитието на индустрията за дистанционно наблюдение не могат да бъдат решени за един ден веднага след изстрелването на нов спътник; необходим е доста дълъг етап на формиране на устойчиво търсене на данни от дистанционно наблюдение.
  • 9. Разработване и въвеждане в експлоатация на наземни и авиационни средства за валидиране на резултатите от тематичната обработка на космическа информация.
  • 4 Предпроектно проучване на принципите на финансиране за създаване на космически системи за дистанционно наблюдение
  • Заключение
  • Проведеното изследване ни позволява да направим следните изводи:
  • 3 А. Кучейко. Нова политика на САЩ в областта на търговското оборудване за дистанционно наблюдение. Вести на космонавтиката, № 6, 2003 г
  • 4 В. Чуларис. Национална космическа политика на САЩ. Чуждестранен военен преглед №1, 2007 г
  • 6 В. Чуларис. Геоинформационна поддръжка на въоръжените сили на САЩ. Чуждестранен военен преглед, бр.10, 2005г
  • 7 Космическото разузнаване на САЩ получи нови задачи. Наука, 02/03/06
  • 8 Съединените щати създадоха в орбита най-голямото съзвездие от сателити за наблюдение в историята. Новини на науката. 03.02.2006 г
  • 9 А. Андронов. Сателити, достъпни за терористи. "Независим военен преглед", 1999 г
  • 10 В. Иванченко. Iconos Keen Eye. Списание КОМПЮТЪРРА, 06.09.2000 г
  • 11 М. Рахманов. Сателитно разузнаване: нови тенденции в развитието. "Издание за високи технологии C.NEWS", 2006 г
  • 12 А. Копик. Пуснат е нов рекламен „шпионин“. “Новини на космонавтиката”, № 6, 2003 г.
  • 13 М. Рахманов. Сателитно наблюдение: промяната е неизбежна. "Издание за високи технологии C.NEWS", 2006 г
  • 16 Ю.Б. Баранов. Пазар на данни за дистанционно наблюдение в Русия. сп. "Пространствени данни", бр.5, 2005г.
  • 17 Френското разузнаване се втурва в космоса. Наука, 27.12.04.
  • 18 радарни изображения: Германия поема лидерството. наука, 20.03.06.
  • 19 Максим Рахманов „Германия изстрелва система за космически шпионаж“, Science, CNews, 2003 г.
  • 20 А. Кучейко. Система за космическо разузнаване и наблюдение при всякакви метеорологични условия: изглед от Италия. “Новини на космонавтиката”, № 5, 2002 г.
  • 21 А. Кучейко. Япония създаде най-голямата система за космическо разузнаване. “Новини на космонавтиката”, № 4, 2007 г
  • 22 Японска ракета изстреля тежък сателит ALOS в орбита. Наука, 24.01.06.
  • 28 радарни сателити: Канада предпазва Русия от ослепяване. Наука, 2005
  • водещата позиция на Съединените щати като световен лидер в разработването и използването на системи за дистанционно наблюдение на Земята (ERS). Основните усилия на държавното регулиране на индустрията за дистанционно наблюдение в Съединените щати са насочени към насърчаване на развитието на пазара

    механизми.

    Основополагащият документ в тази област е директивата за космическата политика относно използването на търговски системи за дистанционно наблюдение, одобрена от президента на Съединените щати.

    март 1994 г., който очертава основата на политиката на САЩ в областта на достъпа на чуждестранни клиенти до ресурсите на американските системи за дистанционно наблюдение.

    Новата политика е насочена към по-нататъшно укрепване на лидерската си позиция в

    света на американските компании и обхваща следните области на дейност:

    лицензиране на дейности и функциониране на КС за дистанционно наблюдение;

    използване на ресурсите за дистанционно наблюдение на CS в интерес на отбраната, разузнаването и

    други правителствени отдели на САЩ;

    достъп на чуждестранни клиенти (държавни и търговски) до ресурси за дистанционно наблюдение, износ на технологии и материали за дистанционно наблюдение;

    междуправителствено сътрудничество в областта на военните и търговски космически изображения.

    Основната цел на политиката е укрепване и защита на националната сигурност на САЩ и интересите на страната на международната арена чрез укрепване на водещата й позиция в

    областта на дистанционното наблюдение CS и развитието на националната индустрия. Целите, които преследва политиката са стимулиране на икономическия растеж, опазване на околната среда и укрепване

    научно и технологично превъзходство.

    Новата директива засяга и областта на комерсиализацията на сензорните системи.

    На некомерсиална основа, според експерти, технологиите за дистанционно наблюдение не само няма да се развият, но и ще изхвърлят САЩ (както всяка друга страна) далеч назад от лидерската им позиция в света. Материали от космически видове, според правителството на САЩ,

    продуктите на системите за дистанционно наблюдение, получени на търговска основа, стават търсени от държавните служби за техните нужди. В същото време един от

    Основните цели са да се освободи Националната разузнавателна общност от големия обем заявки за тези продукти от различни американски агенции. Втората, но не по-малко важна задача на новата космическа политика на правителството е комерсиализирането на системи за дистанционно наблюдение с цел допълнително укрепване на водещите в света

    разпоредби на американски компании - оператори на системи за наблюдение на космоса. Директивата определя реда за лицензиране на дейността на системата за дистанционно наблюдение в

    интересите на Министерството на отбраната, разузнаването и други ведомства, например Държавния департамент и др. Той също така установява определени ограничения за чуждестранни клиенти на продукти

    системи за дистанционно наблюдение и износа на технологии и материали за тях и определя основата за междуправителствено сътрудничество в областта на военните и търговските видове

    Стъпките, предприети от правителството на САЩ, гарантират укрепването и защитата на националната сигурност, както и създаването на благоприятни условия за страната на международната арена чрез укрепване на водещата позиция на Америка в областта на

    Дистанционно наблюдение и развитие на нашата собствена индустрия. За тази цел правителството на страната

    бяха предоставени огромни правомощия на Националната администрация за картография и информация за видовете на САЩ - NIMA, която е част от американската разузнавателна общност като структурна единица. NIMA е функционално отговорен за събирането и разпространението на информация за видовете, получена от космическите системи за дистанционно наблюдение между

    държавни служби и чуждестранни потребители, получаване и дистрибуция

    които се произвеждат само с одобрението на Държавния департамент на САЩ. Министерството на търговията и НАСА са натоварени да координират заявките за продукти за дистанционно наблюдение в търговския сектор по области. Това осигурява използването на информация за един и същ вид от различни отдели, които се интересуват от едни и същи зони на изследване.

    Гражданските нужди в областта на дистанционното наблюдение се определят от министерствата на търговията,

    Интериор и космическа агенция НАСА. Те отделят и подходящи средства за реализирането на проекти в тази област. Съдействие при изпълнение

    Програмите за дистанционно наблюдение на гражданското правителство се предоставят от NIMA. Това

    организацията също така е водеща в изготвянето на планове за действие за прилагането на новата космическа политика, в разработването на която, в допълнение към NIMA, участват секретарите на отбраната, търговията, Държавният департамент и директорът на централното разузнаване (а също и на директор на ЦРУ) участват.

    Агенция за геоиновации "Innoter"

    Характерно е, че тези въпроси се решават законодателно, под формата на обсъждане и приемане на закони. Взема се предвид, че държавните инструменти за дистанционно наблюдение като Landsat

    Terra, Aqua и други ще се използват за решаване на отбранителни и разузнавателни задачи, когато стане неизгодно за компанията оператор да получава информация с помощта на търговски системи за дистанционно наблюдение. NIMA създава всичко необходимите условияПромишлеността на САЩ да спечели конкурентно предимство пред другите

    държави. Правителството на САЩ гарантира подкрепа за развитието на пазара на системи за дистанционно наблюдение, също така си запазва правото да ограничава продажбите на определени продукти в определени периоди.

    страни в интерес на зачитане на водещата роля на Съединените щати в космическите системи за дистанционно наблюдение. Директивата предвижда, че ЦРУ и Министерството на отбраната трябва да наблюдават присъщите им

    методи и средства за състоянието на развитието на дистанционното наблюдение в други страни, така че индустрията на САЩ да не загуби водещата си позиция в света на пазарите на инструменти за дистанционно наблюдение.

    Правителството на САЩ не забранява на своето Министерство на отбраната да закупува какъвто и да е вид материали

    от търговски дружества. Пряката полза е ясна: няма нужда да стартирате нов или да пренасочвате вече работещ спътник за дистанционно наблюдение към военната зона на интерес. И ефективността става най-висока. Това е, което Министерството на отбраната на САЩ прави с удоволствие,

    като по този начин развива търговски структури, ангажирани с развитието и

    използване на системи за дистанционно наблюдение.

    Основните идеи на новата космическа политика:

    законово е предвидено ресурсите на американската КС за дистанционно наблюдение да бъдат в

    да се използва в максимална степен за решаване на защита, разузнаване

    задачи, осигуряване на вътрешната и международната сигурност и в интерес

    граждански потребители;

    държавни системи за дистанционно наблюдение (например Landsat, Terra, Aqua).

    фокусирани върху задачи, които не могат да бъдат ефективно решени от CS операторите

    Дистанционно наблюдение поради икономически фактори, интереси за осигуряване на национално

    сигурност или други причини;

    установяване и развитие на дългосрочно сътрудничество между

    правителствени агенции и аерокосмическата индустрия на САЩ, предоставящи оперативен механизъм за лицензионни дейности в областта на експлоатацията на оператори на системи за дистанционно наблюдение и износ на технологии и материали за дистанционно наблюдение;

    създаване на условия, които предоставят на индустрията на САЩ конкурентни предимства при предоставянето на услуги за дистанционно наблюдение на чужди държави

    държавни и търговски клиенти.

    Агенция за геоиновации "Innoter"

    Новата политика за дистанционно наблюдение е първата стъпка на администрацията на Буш за преразглеждане на космическата политика на САЩ. Очевидно е, че приемането на документа е станало с актив

    лобиране на корпорации от аерокосмическата индустрия, които със задоволство приеха новите правила на играта. Предишната политика, дефинирана от директивата PDD-23, допринесе за появата и развитието на търговски инструменти с висока разделителна способност. нов документгарантира държавна подкрепа за развитието на пазара на дистанционно наблюдение, и

    също установява, че промишлеността ще разработва нови търговски проекти, като взема предвид нуждите от специфични продукти, определени от гражданското

    и отдели по отбраната.

    Друг важен аспект е, че държавата се превръща в „международен тласкач“

    търговска информация от дистанционно наблюдение. Отбраната и други държавни клиенти преди това са доминирали в структурата на продажбите на специфична за типа информация от търговски оператори.

    Въпреки това, мащабът на покупките беше сравнително нисък и космическият пазар

    материалите за дистанционно наблюдение се развиват бавно. През последните години, след появата на CS с висока разделителна способност за дистанционно наблюдение (0,5-1 m), ситуацията започна да се променя. Търговските системи с висока и средна разделителна способност сега се разглеждат като критично допълнение

    военнокосмически системи, позволяващи да се повиши ефективността на изпълнение на поръчката

    и ефективността на интегрираната система като цяло, за разграничаване на функциите и разширяване на кръга от потребители на конкретна информация.

    През последните 5-7 години проучванията на видове с помощта на търговски космически кораби се превърнаха в най-важния източник на актуална и висококачествена информация за видовете поради

    редица причини:

    ресурсът на системите за разузнаване на военни видове е ограниченпоради разширяването на обхвата от задачи и броя на потребителите, в резултат на което е намаляла ефективността на решаването на проблемите на проучването;

    комерсиалните видео продукти със средна и ниска резолюция станаха по-достъпни,

    поради въвеждането на принципите на директното излъчване и нарастването на предлагането на услуги на международния пазар;

    пазарът на изображения с висока разделителна способност (до 1 m и по-добри) се разрасна значително и броят на операторите на търговски системи за видеоизображение се увеличи, което доведе до повишена конкуренция и по-ниски разходи за услуги;

    продуктите от търговски тип не са класифицирани като класифицирани, поради което те са обект на широко разпространение сред по-ниските нива на управление на въоръжените сили, командването на съюзническите сили, други ведомства (Министерство на външните работи, Министерство на извънредните ситуации, Гранична служба) и

    дори медиите.

    Агенция за геоиновации "Innoter"

    На 31 август 2006 г. президентът на САЩ Джордж У. Буш одобри концепцията за националната космическа политика на САЩ, която представя

    основните принципи, цели, цели и насоки на дейност на американското военно-политическо ръководство, федерални министерства и ведомства, както и търговски структури за използване на космическото пространство в националните интереси. Този документ замени едноименната президентска директива от 1996 г.

    Пускането на „националната космическа политика“ се дължи на нарастващото значение на космическите системи за гарантиране на националната сигурност на Съединените щати и

    също и необходимостта от привеждане на провежданата космическа политика в съответствие с новите условия на ситуацията.

    Изпълнението на космическите програми е обявено за приоритетна област на дейност. В същото време американското военно-политическо ръководство ще

    спазва редица основни принципи по-долу:

    всички страни имат право на свободно използване на космоса за мирни цели, което позволява на Съединените щати да извършват военни и разузнавателни дейности в национален интерес;

    всякакви искове се отхвърлятвсяка държава за единственото използване на космическото пространство, небесни тела или части от тях, както и ограничаване на правата на Съединените щати за такива дейности;

    Белият дом се стреми да си сътрудничи с VPR на други държави в рамките на

    използването на космическото пространство за мирни цели с цел разширяване на предоставените възможности в това отношение и постигане на по-големи резултати в изследването на космоса;

    Американските космически кораби трябва да работят безпрепятствено в открития космос.

    Поради това Съединените щати ще считат всяка намеса във функционирането на техните конституционни съдилища като посегателство върху техните права;

    CS, включително наземни и космически компоненти, както и комуникационните линии, които ги поддържат, се считат за жизненоважни за националните интереси на страната.

    IN В тази връзка Съединените щати ще:

    защитават правата си на свободно използване на космическото пространство;

    разубеждават или възпират други държави да действат или разработват средства за нарушаване на тези права;



  • Свързани публикации