Использование орбитальных группировок ка дзз в интересах картографирования территории россии

      Комментарии к записи Использование орбитальных группировок ка дзз в интересах картографирования территории россии отключены

Использование орбитальных группировок ка дзз в интересах картографирования территории россии

В.П. Седельников, Е.Л. Лукашевич

В соответствии с Федеральной космической программой России на период до 2015 г. предполагается значительное повышение группировки отечественных космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ), снабжающих получение материалов съемки с разным пространственным разрешением.

На данный момент на орбите находятся два КА, запущенных в июле 2012 г. одной ракетой-носителем,  —  «Канопус-В» и БКА (Беларусь). Оба КА имеют аналогичную целевую аппаратуру, снабжающую получение данных ДЗЗ в панхроматическом (ПСС) режиме съемки с разрешением 2,5 м  и мультиспектральном  (МСС) режиме  с разрешением 12 м. В 3-м квартале 2013 г. планируется запуск КА «Ресурс-П» № 1, а в 2014 г. — запуск КА «Ресурс-П» №  2. Серия КА «Ресурс-П» имеет аппаратуру, разрешающую проводить высокодетальную съемку в панхроматическом (ПСА) режиме съемки с разрешением 1 м, в мультиспектральном (МСА) режиме с разрешением 3 м  и  в гиперспектральном (ГСА) режиме с разрешением 30 м. В конце 2015 г. предполагается запуск первого КА серии «Обзор-О» с разрешением в панхроматическом канале 5–7 м  и КА «Канопус-В-ИК» с дополнительной аппаратурой, трудящейся в среднем и дальнем ИК-диапазоне.

Также, направляться упомянуть о возможности проведения до конца 2015 г. модернизации целевой аппаратуры, установленной на КА «Канопус-В», которая  в инициативном порядке была рассмотрена ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ» с целью  улучшения пространственного разрешения (условно это будет  КА «Канопус-В-М1») до 1,1 м либо повышения полосы захвата (КА «Канопус-В-М2») до 100 км.

Главные тактико-технические характеристики перечисленных КА даны в табл.  1.

Таблица 1

Главные характеристики существующих и перспективных КА ДЗЗ оптико-электронного наблюдения на период до 2015 г. включительно

КА Орбита Полоса захвата Пространственное разрешение Примечание
«Канопус-В» с/с  510 км 20 км ПСС – 2,5-2,7 м,

МСС – 12 м (4 кан)

 Рабочая ветвь траектории – восходящая
БКА (Беларусь)
«Канопус-В-ИК»
 Серия

«Ресурс-П»

 с/с  475 км 38 км ПСА – 1 м,

МСА – 3 м (5 кан)

 Рабочая ветвь траектории  – нисходящая
97 км ПСА – 12 м,

МСА – 24 м (3 кан)
30 км ГСА – 30 м (96 кан) Спектральное разрешение – около 5 нм
«Обзор-О»

(1 этап)

 с/с  700 км 85 км ПСА – 7 м,

МСА – 14 м (6 кан)

 Площадная плановая съемка
«Обзор-О»

(2 этап)

 с/с  700 км 120 км ПСА – 5 м,

МСА – 10 м (7 кан)
«Канопус-В-М1» с/с  510 км 40 км ПСС – 1,1 м,

МСС – 2,2 м (4 кан)
«Канопус-В-М2» с/с  680 км 100 км ПСС – 2,7 м,

МСС – 5 м (4 кан)

Все перечисленные КА имеют различные орбиты, различные полосы захвата, различное разные рабочие и пространственное разрешение ветви траекторий и, как следствие, они будут употребляться самостоятельно, решая одинаковые задачи. Однако, для значительного увеличения эффективности целевого применения КА в интересах картографирования направляться создавать группировки КА на орбите так, дабы потребитель приобретал большую площадь изображений территории РФ и любой КА дополнял друг друга.

направляться подчернуть, что объединение КА в орбитальные совокупности, повышающие эффективность исполнения ДЗЗ, делается всемирный тенденцией. Как пример возможно привести замыслы Франции объединения в группировку КА Pleiades-1A (запущен 17.12.2011 г.), КА Pleiades-1В (запущен 02.12.2012 г.), КА Spot-6  (запущен 09.09.2012 г.) и КА Spot-7 (планируется к запуску в 2014 г.). Равномерно распределенные в плоскости солнечно-синхронной орбиты эти КА ежесуточно разрешат осуществлять съемку любого участка поверхности Почвы с высоким разрешением (1,5 м в панхроматическом режиме) с КА Spot и со очень высоким разрешением (0,5 м в панхроматическом режиме) с КА Pleiades.

Можно считать, что одна отечественная группировка в составе КА «Канопус-В» и БКА практически создана и разработка совместного управления данной группировкой в  ближайшее время должна быть всецело отработана. Оба КА находятся в одной плоскости орбиты, разведены на 1800 и движутся с фактически равными периодами обращения.

Правовым документом, подтверждающим совместное применение КА «Канопус-В» и БКА, есть Соглашение между Роскосмосом и Национальной академией наук

Рис. 1. Схема площадной съемки с соседних витков с применением группировки «Канопус-В» — БКА

Республики Беларусь «О условиях и порядке управления и целевого использования орбитальной группировкой  ДЗЗ в составе российского КА «Канопус-В» и белорусского КА ДЗЗ»  Такая двухспутниковая группировка разрешает в два раза сократить время полного покрытия межвиткового промежутка полоса захвата (данный период для одного КА образовывает 94 дней), что воображает абсолютный интерес как для России, так и для Республики Беларусь. Площадная съемка с двух КА с поперечным перекрытием полос захвата на широте 420 с.ш.  в интересах картографирования может проводиться с отклонением КА по углу крена на углы не более 70 (рис. 1).

Приобретаемые наряду с этим материалы космической съемки смогут употребляться для обновления топографических карт масштаба 1:25 000 и мельче. Также, упорядоченное перемещение двух входящих в совокупность КА образует многовариантные комбинации проведения конвергентной съемки маршрутов протяженностью до 500 км с соседних витков одного либо обоих КА для получения стереоскопических изображений (рис. 2).

  Предполагается, что указанная группировка будет дополнена в 2015 г. разрабатываемым на данный момент КА «Канопус-В-ИК».

Рис. 2. Схема проведения конвергентной съемки с соседних витков с применением группировки «Канопус-В» — БКА

Следующий вариант орбитальной группировки выстроен на применении КА серии «Ресурс-П». Устанавливаемая на этих КА целевая аппаратура очень высокого разрешения (1 м  в панхроматическом режиме съемки) разрешит увеличить масштабный последовательность обновляемых по космическим снимкам топографических карт с 1:25 000, снабжаемый информацией с КА «Канопус-В»,  до 1:10 000. Орбита КА «Ресурс-П» № 1, которая по принятому Роскосмосом предложению ОАО «НИиП центр «Природа» будет снабжать смещение автострад на 0,50 через трое дней в западном направлении,  разрешит проводить площадную съемку высокодетальной аппаратурой фактически в надир с полным  покрытием межвиткового промежутка полосами захвата в течение 47 дней.

Создание в 2014 г. по окончании запуска КА «Ресурс-П» № 2 двухспутниковой группировки с разведением обоих КА в плоскости орбиты на 1800 разрешит сократить период полного покрытия межвиткового промежутка полосами захвата высокодетальной аппаратуры до 24 дней. Также, группировка «Ресурс-П» № 1 — «Ресурс-П» № 2  обеспечит проведение конвергентной съемки с громадной базой с соседних витков обоих КА (рис. 3.).

Рис. 3. Схема проведения конвергентной съемки с соседних витков с применением группировки «Ресурс-и» № 1 — «Ресурс-П» № 2

Периоды полного покрытия межвиткового промежутка полосами захвата в совокупности «Канопус-В»  —  БКА  и одиночным в 2013 г. КА «Ресурс-П» № 1 совпадают — 47 дней. Это значит, что при проведения съемки с КА «Ресурс-П», близкой к надирной, через каждые 47 дней будет создаваться возможность получения информации на любой наземный объект с различным пространственным разрешением.

направляться подчернуть, что информация будет получаться на пересекающихся маршрутах, поскольку рабочая ветвь траектории КА «Ресурс-П»  –  нисходящая, а рабочая ветвь КА «Канопус-В» и БКА – восходящая (рис. 4). Наряду с этим есть вероятность съёмки отдельного заданного наземного объекта на пересекающихся маршрутах с промежутком не более 2-х дней с применением наклонной съемки с разворотами по углу крена КА «Канопус-В» (либо БКА) не более 140 и КА «Ресурс-П» № 1 до 300.

В 2014 г. по окончании запуска КА «Ресурс-П» № 2  любой наземный объект в течение 47 дней возможно единожды снят с разрешением 2,5 м  и два раза (без разворота по крену) с  разрешением 1 м  на пересекающихся маршрутах, либо в течение 2-х дней с разворотом любого  КА на угол не более 190.

Рис. 4. Схема на пересекающихся маршрутах с применением группировки КА «Канопус-В» (либо БКА) и КА «Ресурс-П» № 1

Разрабатываемый КА «Обзор-О» будет осуществлять плановую площадную съемку с пространственным разрешением 7 м  в полосе захвата 85 км на 1-м этапе и с разрешением 5 м  в полосе захвата 120 км на 2-м этапе, воображает большой интерес для ответа задачи топографического мониторинга в масштабе 1:100 000. Первый этап развертывания группировки в составе 2-х КА «Обзор-О» предполагается завершить в 2017 г., второй этап с доведением группировки до 4-х КА «Обзор-О» — в 2019 г.

Увидим, что первый КА данной группировки «Обзор-О» № 1 в течение двух лет до запуска КА «Обзор-О» № 2 будет функционировать в одиночном варианте. Однако повысить эффективность его функционирования возможно методом создания группировки «Обзор-О» — «Канопус-В-М2».

Для этого при условии реализации инициативного предложения ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ» о модернизации целевой аппаратуры КА «Канопус-В» нужно будет вывести КА «Канопус-В-М2» в плоскость орбиты КА «Обзор-О» № 1, развести оба КА на угол 1800  и синхронизировать их периоды обращения. Воображает интерес кроме этого вторая вероятная конфигурация группировки «Обзор-О» — «Канопус-В-М2» с разведением обоих КА на некий угол, снабжающий тандемную схему перемещения КА и соседнее размещение полос захвата одного и другого КА с заданным поперечным перекрытием на фиксированной широте (рис.

5.).  С применением таковой конфигурации суммарная полоса захвата, образуемая  фактически  в  одно да и то же время, будет составлять 185 км.

Рис. 5. Площадная съемка с двух КА, движущихся по тандемной схеме

Развертывание четырехспутниковой группировки «Обзор-О» разрешит полностью обеспечить проведение космического топографического мониторинга, предназначенного для перманентного получения материалов космической съемки с целью обнаружения природных либо антропогенных трансформаций местности методом сравнения результатов взятых данных с архивными материалами и последующей оценки степени распознанных трансформаций местности с принятием ответа о необходимости

Рис. 6. Конфигурация спутниковой группировки «Обзор-О»

обновления соответствующих топографических карт. Разумеется, что для точного и своевременного обнаружения трансформаций местности нужно проводить площадную космическую съемку с высокой возможностью получения материалов съемки в малооблачных условиях. Возможно продемонстрировать, что полная группировка «Обзор-О» с равномерным распределением 4-х КА в плоскости синхронно-солнечной орбиты (рис.

6.) не будет создавать сложностей в её управлении и разрешит в течение 180 дней весеннее-летне-осеннего съемочного сезона совершить хотя бы одну съемку заданных контролируемых территорий в малооблачных условиях с возможностью не ниже 0,95.

Рассмотренные варианты создания спутниковых группировок показывают настоящие возможности увеличения эффективности осуществления ДЗЗ с отечественных КА оптико-электронного детального и сверхдетального наблюдения.

О.А. Гомозов. Масштабное применение ДДЗЗ в интересах картографирования территорий


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: