Создание лаборатории приема и обработки данных дзз в вузах

      Комментарии к записи Создание лаборатории приема и обработки данных дзз в вузах отключены

Создание лаборатории приема и обработки данных дзз в вузах

М. Е. Венедиктов

Современный процесс образования подразумевает применение принципиально иных подходов в совокупности обучения. Сегодняшний выпускник обязан владеть практикой работы с настоящими данными на отвечающих времени технических средствах.

К этому принципу организации учебного процесса приходят МГУ им. М.В. Ломоносова, МГТУ им. Н.Э.

Баумана, СПбГУ, ВКА им. А.Ф. Можайского и ряд других институтов, создавшие на собственной базе обработки и образовательные лаборатории приёма данных дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ).

У получающих образование вузах появляется неповторимая возможность принимать участие в полном цикле работы с космическими аппаратами (КА) ДЗЗ, начиная от планирования сеанса связи со спутником и заканчивая углубленной обработкой космической съемки.

Для внедрения таковой технологии в образовательный процесс нужно развернуть на площадке института личный центр дистанционного зондирования Почвы (ЦДЗЗ) с соответствующей антенной совокупностью (АС).

направляться подчернуть, что обладатели для того чтобы комплекса имеют возможность приема данных с бесплатных научно-исследовательских космических аппаратов, таких, как Aqua и Terra, входящих в проект NASA EOS (Earth Observing System), в реальном времени (рис. 1).

Рис. 1. Пример данных с сенсора MODIS. Многозональное изображение в естественных цветах с пространственным разрешением 500 м

ЗАО НПК «БАРЛ» создал обработки и комплексный центр приёма данных, что складывается из современных аппаратно-программных ответов и разрешает трудиться фактически со всеми коммерческими КА ДЗЗ, существующими на сегодня.

Структурно комплекс складывается из управления и:

  • следующих систем планирования антенным комплексом;
  • приема информации;
  • обработки информации;
  • хранения информации;
  • передачи и связи данных.

Управления и СИСТЕМА Планирования АНТЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ

Совокупность предназначена для планирования сеансов приема информации с КА ДЗЗ (рис. 2), непрерывного контроля и управления состояния антенной совокупности в течение всего сеанса связи.

В систему входит :

  • управления и АРМ планирования АС;
  • плата управления АС;
  • СПО управления сеансов и планирования связи антенной.

Рис. 2. Интерфейс СПО планирования сеансов связи со спутниками ДЗЗ

СОВОКУПНОСТЬ ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ

Совокупность предназначена для обеспечения яркого приема с КА ДЗЗ и регистрации данных потока целевой информации в течение сеанса связи.

Совокупность приема информации решает следующие задачи:

  • обеспечение приема информации с КА в зоне связи;
  • прием сопроводительной информации и изображений с КА;
  • регистрация целевой информации на накопителях информации.

Состав совокупности приема информации:

  • антенная совокупность;
  • совокупность управления антенной;
  • АРМ приема информации;
  • приемник-демодулятор высокочастотного сигнала.

Антенная совокупность предназначена для непосредственного приёма и сопровождения данных с космических аппаратов. На сегодня у ЗАО НПК «БАРЛ» имеется пара вариантов антенных совокупностей, отвечающих последним требованиям космической отрасли (табл. 1).

Таблица 1. Параметры антенных совокупностей

Инновационным ответом есть применение шестиопорной конструкции Hexapod. Если сравнивать с хорошим трехосным опорно-поворотным устройством (рис. 3а) разработка на базе Hexapod (рис.

3б) имеет последовательность неоспоримых преимуществ.

Рис. 3а. Антенно-поворотный комплекс на стандартном 3-хосном опорно-поворотном устройстве

Рис. 3б. Антенно-поворотный комплекс на базе 6-опорной конструкции (Hexapod)

Значительно возрастает точность наведения, существенно постоянно совершенствуются кинематические характеристики, что разрешает антенной совокупности следить не только за низкоорбитальными космическими аппаратами, но и за авиационными средствами. Всецело отсутствуют какие-либо ограничения на работу вблизи точки зенита.

СОВОКУПНОСТЬ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Совокупность предназначена с целью проведения оценки, предварительной и вторичной обработки информации с целью доведения данных ДЗЗ до конечного потребителя в нужном виде.

На протяжении обработки на автоматизированных рабочих местах оператор, применяя особое ПО, решает следующие задачи:

  • Своевременный контроль качества принимаемой информации:
  • распаковка данных с КА ДЗЗ;
  • оценка качества принимаемой информации.
  • Предварительная обработка:
    • радиометрическая коррекция;
    • восстановление сбойной информации;
    • преобразование координат изображения в выбранную картографическую проекцию с обеспечением требуемой точности.
    • Вторичная обработка:
      • создание ортофотопланов с высокой точностью геопозиционирования;
      • обработка стереоизображений;
      • получение векторизованных данных;
      • тематическая обработка данных.

        • СОВОКУПНОСТЬ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

        Совокупность предоставляет пользователю возможность сохранять эти, полученные с КА ДЗЗ, в единую базу данных. СПО совокупности хранения информации снабжает:

        • хранение, распределение и сбор информации;
        • помощь справочного раздела для осуществления поиска из базы данных;
        • ведение базы данных с возможностью ежесуточной загрузки в нее обработанных изображений;
        • формирование отчетных документов о настоящем информационном состоянии базы данных.

        ПЕРЕДАЧИ и СИСТЕМА Связи ДАННЫХ

        Совокупность предназначена для обмена данными с внешним пользователем.

        Главные решаемые задачи:

        • внутренний обмен данными между рабочими местами через ЛВС;
        • обмен данными и обеспечение голосовой связи между внешним пользователем и комплексом;
        • обеспечение информационной безопасности передаваемых данных.

        Наглядным примером работы совокупности есть обработки и процесс приёма данных с сенсора MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) космического аппарата Aqua. Сенсор осуществляет постоянную съемку поверхности Почвы, обрабатывая данные в 36 спектральных каналах. Два канала имеют пространственное разрешение 250 м, 5 каналов (3–7) — 500 м, остальные каналы (8–36) — 1000 м. Полоса обзора сенсора MODIS образовывает 2330 км.

        Для осуществления сеанса связи со спутником нужно вычислить в СПО планирования сеансов связи правильное время позиционирования КА в зоне видимости приемной антенной совокупности. Для этого употребляется комплект элементов орбиты в формате TLE (Two-Line Element), актуальные эти которых каждый день обновляются на сайте http://celestrak.com/NORAD/elements/

        Потому, что по окончании обработки демодулятором эти с КА приходят в необработанном формате RAW, нужно преобразовать данный поток информации в формат, принимаемый ПО обработки данных ДЗЗ, таковой, как HDF-EOS (Hierarchical Data Format).

        Посредством не сильный RT-STPS «сырые» эти спектрорадиометра распаковываются в формат PDS (Production Data Set). Для калибровки и конвертирования под ОС Windows применяют пакет IMAPP, созданный совместно американскими и русскими экспертами. направляться учитывать, что информация сенсора MODIS КА Aqua в формате PDS не содержит информацию о эфемеридах (в отличие от данных подобного сенсора КА Terra) и при обработке требуется дополнительный файл параметров формата TLE.

        Полученные эти уровня 1A/1Bможно визуализировать в программном комплексе ENVI.

        Для отображения в естественных цветах каналам RGB обязана соответствовать последовательность 1–3–4 каналов данных сенсора. В силу архитектуры сканера MODIS и кривизны поверхности Почвы при обработке радиометрических данных время от времени проявляется эффект наложения частей смежных сканов (на краях снимков), так называемый эффект «бабочки» (рис. 4а). Эти геометрические искажения убираются в ходе автоматической привязки особыми методами ENVI (рис.

        4б).

        Рис. 4а. Устранение результата «бабочки» на краях снимка Aqua/MODIS: участок сцены до обработки

        Рис. 4б. Устранение результата «бабочки» на краях снимка Aqua/MODIS: участок сцены по окончании обработки

        ЗАКЛЮЧЕНИЕ

        Напоследок направляться подчернуть, что применение аналогичных центров по обработке данных ДЗЗ разрешает:

        • наглядно демонстрировать обучающимся принцип работы космических и наземных совокупностей;
        • принимать участие в ходе планирования, интерпретации и обработки данных;
        • создавать и накапливать банки геоданных;
        • программировать собственное ПО;
        • проводить научные изучения, что существенно повысит квалификацию производимых экспертов.

        Тенденции развития рынка радарных данных ДЗЗ и средств их обработки


        Интересные записи на сайте:

        Подобранные по важим запросам, статьи по теме: