Российский спутник «ресурс-дк1»: альтернативный источник данных сверхвысокого разрешения

      Комментарии к записи Российский спутник «ресурс-дк1»: альтернативный источник данных сверхвысокого разрешения отключены

Российский спутник «ресурс-дк1»: альтернативный источник данных сверхвысокого разрешения

Г. Петри

Оператором спутника дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ) «Ресурс-ДК1» есть Научный центр своевременного мониторинга Почвы (НЦ ОМЗ) ОАО «Российские космические совокупности». Космический аппарат (КА) «Ресурс-ДК1» разрешает приобретать изображения земной поверхности очень высокого разрешения (рис. 1) с возможностью передачи их на оборудованную соответствующим образом наземную станцию приема. Спутник был создан в самарском ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

На орбиту «Ресурс-ДК1» был выведен ракетой-носителем семейства «Альянс-У» 15 июня 2006 г. со стартовой площадки Байконур.

Рис. 1. Франкфурт, Германия. Снимок с КА «Ресурс-ДК1». Панхроматический режим, пространственное разрешение 1 м

Спутник

«Ресурс ДК1» — это большой спутник: протяженность около восьми метров, диаметр 2,7 м, масса 6,5 т (рис. 2). Нужная нагрузка — 1200 кг. Аппарат стабилизирован по трем осям.

Точность угловой ориентации 0,2 угловых 60 секунд, точность стабилизации угловой скорости 0,005?/с. Так же как большая часть зарубежных аналогов, предназначенных для  съемки с высоким разрешением, «Ресурс-ДК1» может поворачиваться поперек траектории на величину до ±30° чтобы получить изображения участков, находящихся по обе стороны автострады орбиты спутника.

Кроме главной функции — дистанционного зондирования Почвы — «Ресурс ДК1» употребляется для исполнения научно-исследовательских проектов. На нем в особых боковых контейнерах установлена научная аппаратура. Во-первых, это итальянская аппаратура «Памела», предназначенная для исследования и поиска потоков заряженных частиц первичного космического излучения в околоземном пространстве в рамках изучения «чёрной материи» Вселенной.

Во-вторых, это аппаратура русского проекта «Арина», предназначенная для регистрации высокоэнергетических электронов и выделения и протонов всплесков частиц – предвестников землетрясений.

Рис. 2. Космический аппарат «Ресурс-ДК1»

Съемочная аппаратура

На КА «Ресурс-ДК1» установлена оптико-электронная сканирующая камера «Геотон-1», снабжающая одновременную съемку поверхности Почвы в панхроматическом и мультиспектральном режиме с высоким разрешением в виде постоянных полос с однострочной разверткой, протяженность которых в обычных условиях достигает 400 км. Оптическое оборудование спутника включает в себя громадный телескоп, оборудованный апохроматическим телеобъективом с фокусным расстоянием (f) 4 м и апертурой 50 см (f/8), весом 310 кг. В этом состоит одно из значительных отличий «Ресурса-ДК1» от западных аналогов, на них, в большинстве случаев, устанавливается зеркальная оптика.

Блок фокальной плоскости включает в себя четыре линейных матрицы с разработкой TDI (Time Delay Integration). Первая из этих четырех матриц генерирует панхроматическое изображение в диапазоне волн от 0,58 до 0,8 мкм. Остальные три генерируют изображения в зеленом (от 0,5 до 0,6 мкм), красном (от 0,6 до 0,7 мкм) и ближнем инфракрасном (от 0,7 до 0,8 мкм) каналах соответственно.

На протяжении последующей обработки эти три изображения соединяются, в следствии чего получается мультиспектральное композитное изображение в условных цветах. Любая из четырех матриц складывается из 36 отдельных ПЗС (прибор с зарядовой связью) марки «Круиз». 36 ПЗС находятся в шахматном порядке в два последовательности, снабжая постоянную (без пробелов) полосу съемки. В любой ПЗС встроен датчик изображения толщиной 1024 и длиной пикселей 128 TDI-линий (размер пикселя 9?9 мкм).

Так, боковое покрытие (ширина полосы) каждой матрицы существенно превышает 30 000 пикселей. В итоге при рабочей высоте орбиты 360 км обеспечивается создание изображений с пространственным разрешением 0,9–1 м (в панхроматическом режиме) и 2–3 м (в мультиспектральном) соответственно при полосе захвата 28,3 км. Заявленная емкость запоминающего устройства совокупности съемки образовывает 768 Гбит.

возможная зона и Характеристика орбиты охвата съемками

В отличие от зарубежных аналогов спутник «Ресурс ДК1» размещен не на круговой солнечно-синхронной орбите, а на эллиптической. Минимальная высота орбиты (перигей)  образовывает 361 км, а большая (апогей) — 604 км.

Второй изюминкой спутника есть малое наклонение орбиты – 64,8° либо 70° (для сравнения: у зарубежных аналогов наклонение околополярной, солнечно-синхронной орбиты образовывает порядка 98°). Разумеется, что меньшее наклонение орбиты ограничивает территорию покрытия «Ресурса-ДК1» 64,8° и 70° северной и южной широты. Но этого достаточно — в зону покрытия входит главная часть поверхности суши Почвы, за исключением Антарктиды и арктических Северной Америки и областей Евразии.

При высоте орбиты 360 км ширина полосы съемки «Ресурса-ДК1» образовывает 28,3 км. Как было сообщено выше, спутник может поворачиваться поперек траектории на угол до ±30°, благодаря чему неспециализированная полоса обзора достигает 448 км (рис. 3).

Рис. 3. передача и Съёмка информации космическим аппаратом «Ресурс-ДК1»

обработка и Приём данных

Эти с КА «Ресурс-ДК1» предаются на наземные станции приема, находящиеся в ведении НЦ ОМЗ. Главная станция, расположенная в Столичной области, снабжена антенной слежения диаметром 7 м. Она разрешает в один момент приобретать эти на двух частотах в диапазонах от 8,0 до 8,4 ГГц (X-диапазон) и от 1,67 до 1,71 ГГц (L-диапазон) соответственно. Большая скорость передачи данных со спутника на наземную станцию образовывает 300 мегабит в секунду.

Полученные эти становятся пригодными для применения клиентом лишь по окончании их предварительной обработки в НЦ ОМЗ. Клиент может выбрать один из трех стандартных уровней обработки данных: уровень 0 — выполняется лишь базисная радиометрическая обработка изображений с полным разрешением; уровень 1 — выполняется дополнительная обработка, включающая в себя несложную коррекцию и геопривязку изображения (предоставляется вместе с данными о навигации в полете по высоте и орбите орбиты); уровень 2 — выполняется ортотрансформирование с применением опорных наземных цифровой модели и точек рельефа (ЦМР). Эти уровней обработки 1 и 2 смогут предоставляться клиенту в любом классическом формате – к примеру, GeoTIFF.

заказ изображений и Зона покрытия

КА «Ресурс-ДК1» отснял ок. 70 млн кв. км поверхности Почвы. Как показывает схема покрытия (рис.

4) в архиве имеются снимки на солидную значительную территории часть и часть России Западной, Центральной и Восточной Европы. Отличительной чертой данных с  КА «Ресурс-ДК1» есть намного более низкая их цена, чем у зарубежных аналогов. Существуют маленькие различия в цене архивных изображений и новых.

Рис. 4. Схема покрытия космическими снимками, взятыми с «Ресурс-ДК1»

Для зарубежных клиентов на сайте НЦ ОМЗ ОАО «Россйские космические совокупности»: http://eng.ntsomz.ru/zakaz/data. предусмотрен особый бланк на английском (в формате Word). Заполненный бланк по факсу либо email направляется конкретно на адрес НЦ ОМЗ. В качестве альтернативы возможно заказать снимки в режиме онлайн у компании «Совзонд» — дистрибьютора космических снимков «Ресурса-ДК1» (см. http://catalog.sovzond.ru).

Не считая фактически снимков, предлагается кроме этого большой ассортимент дополнительных одолжений, к примеру, особая обработка данных, составление карт, построение трехмерных моделей.

Проверка точности снимков 

При применении данных с КА «Ресурс-ДК1» для составления карт особенное значение покупают их точность и фотограмметрические свойства. По данной причине образцы снимков с «Ресурса-ДК1» проходят тестирование, не только в Российской Федерации, но и за границей. Так, в картографии и Варшавском институте геодезии (Польша)  под управлением проф.

Качинского и д-ра Эвиака было совершено тестирование снимков на Краков и Варшаву. Для этих территорий было выбрано соответственно 28 и 24 наземных контрольных точки, координаты которых были  взяты посредством GPS-приемников большого разрешения. Фотограмметрические изучения с применением RPC (коэффициента рационального полинома), разрешили установить, что в контрольных точках точность составила чуть менее ±0,5 м (т.е. ок.

0,5 пикселя). Проверка точности ортотрансформирования, совершённая с применением ЦМР, взятой на базе модели SRTM, продемонстрировала, что планиметрическая точность в контрольных точках составила чуть больше ±1 м, что соответствует требованиям к точности для карт масштаба 1:10 000. Результаты тестирования говорят о том, что  точность снимков с КА «Ресурс-ДК1» сходна с точностью данных, взятых посредством таких, к примеру, спутников как IKONOS и QuickBird.

Не смотря на то, что спутник «Ресурс ДК1» находится на орбите уже более четырех лет, делаемые им съемки и приобретаемые эти мало известны за пределами России и бывших советских республик. И это не обращая внимания на то, что, во-первых, как уже отмечалось выше, он отснял ок. 70 млн кв. км, т. е. снимками покрыта добрая половина поверхности суши Почвы; во-вторых, спутник до сих пор деятельно функционирует на орбите; в-третьих, полученные с его помощью снимки дешевле, чем у его прямых соперников. Продолжением успешного проекта «Ресурс-ДК1» станет космический аппарат «Ресурс-П», планируемый к запуску в 2011 г.

Статья переведена с английского языка. 

Пуск РКН Союз-2-1Б с КА Ресурс-П


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: