IKS_NKI_Lektsia_16_Tema_9

1.

МГТУ имени Н.Э.Баумана
ФГУП «ЦЭНКИ»
«ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
НАЗЕМНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ»
Севастьянов Д.А.
к.т.н.
Приборостроительный факультет

2.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Тема 9. Космические системы дистанционного
зондирования Земли
Вопрос 1. Космические средства дистанционного
зондирования Земли
2

3.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космическое дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) —
наблюдение
поверхности
Земли
космическими
средствами,
оснащёнными различными видами съемочной аппаратуры.
Рабочий
аппаратурой,
диапазон
длин
составляет
от
волн,
долей
принимаемых
съёмочной
микрометра
(видимое
оптическое излучение) до метров (радиоволны).
3

4.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
4

5.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Методы зондирования могут быть:
-
пассивные,
то
есть
использующие
естественное
отраженное или вторичное тепловое излучение объектов на
поверхности
Земли,
обусловленное
солнечной
активностью;
-
активные — использующие вынужденное излучение
объектов,
инициированное
искусственным
источником
направленного действия.
5

6.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Данные ДЗЗ, полученные с космического аппарата
(КА), характеризуются большой степенью зависимости
от
прозрачности
используется
пассивного
атмосферы.
многоканальное
и
активного
типов,
Поэтому
на
КА
оборудование
регистрирующее
электромагнитное излучение в различных диапазонах.
6

7.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Солнечно-синхронная
орбита
представляет
собой орбиту, находясь на которой космический аппарат
(КА) проходит над любой точкой земной поверхности
приблизительно в одно и то же местное солнечное
время. Таким образом, угол освещения земной
поверхности будет приблизительно одинаковым на всех
витках спутника. Такие постоянные условия освещения
очень хорошо подходят для спутников, получающих
изображения
земной
поверхности,
спутников
дистанционного зондирования Земли и метеоспутников
7

8.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Сферы применения данных ДЗЗ:
обновление топографических карт;
обновление
навигационных,
дорожных
и
других
специальных карт;
прогноз и контроль развития наводнений, оценка ущерба;
мониторинг сельского хозяйства;
контроль гидротехнических сооружений на каскадах
водохранилищ;
реальное местонахождение морских судов;
8

9.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Сферы применения данных ДЗЗ:
отслеживание динамики и состояния рубок леса;
природоохранный мониторинг;
оценка ущерба от лесных пожаров;
соблюдение лицензионных соглашений при освоении
месторождений полезных ископаемых;
мониторинг разливов нефти и движения нефтяного пятна
наблюдение за ледовой обстановкой;
контроль несанкционированного строительства;
прогнозы погоды и мониторинг опасных природных явлений;
9

10.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Сферы применения данных ДЗЗ:
мониторинг чрезвычайных ситуаций, связанных с природными и
техногенными воздействиями;
планирование аварийно-спасательных работ в районах стихийных
бедствий и антропогенных катастроф;
мониторинг экосистем и антропогенных объектов (расширение
городов, промзон, транспортных магистралей, пересыхающих
водоемов и т.п.);
мониторинг строительства объектов дорожно-транспортной
инфраструктуры
10

11.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
В настоящее время российская орбитальная группировка ДЗЗ состоит
из семи космических аппаратов:
Эти КА обеспечивают все виды и режимы космической съемки в
оптическом диапазоне спектра, а также в радиолокационном диапазоне
(КА «Метеор-М» № 2)
«Электро-Л»
«Метеор-М»
«Ресурс-П»
«Канопус-В»
«Канопус-В-ИК»
11

12.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Канопус-В»
Заказчик:
Роскосмос
Головной исполнитель:
АО «Корпорация
«ВНИИЭМ»
Дата запуска:
КА «Канопус-В» №1 — 25 июля 2012 года
Космодром Байконур
КА «Канопус-В» №3, 4 — 1 февраля 2018 года
Космодром «Восточный»
12

13.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Канопус-В»
Назначение
Космический аппарат оперативного мониторинга
техногенных и природных чрезвычайных ситуаций
«Канопус-В» предназначен для:
мониторинга
техногенных
и
природных
чрезвычайных ситуаций, в том числе стихийных
гидрометеорологических явлений;
- обнаружения очагов лесных пожаров, крупных
выбросов загрязняющих веществ в природную
среду;
13

14.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Канопус-В»
предназначен для:
- мониторинга сельскохозяйственной
деятельности, природных (в том числе
водных и прибрежных) ресурсов;
- землепользования;
оперативного
наблюдения
заданных
районов земной поверхности в интересах
различных отраслей народного хозяйства,
министерств
и
ведомств
Российской
Федерации;
- картографирования
14

15.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Канопус-В»
Основные характеристики
Орбита
Высота орбиты
Наклонение плоскости орбиты
Период обращения
солнечно-синхронная
510 ±10 км
97,4 град
94,8 мин
Масса космического аппарата (с полезной нагрузкой)
465 кг
Масса комплекса целевой аппаратуры
106 кг
Ширина полосы обзора
Ракета-носитель
Тип запуска
Срок активного существования
950 км
«Союз-ФГ» («Союз-2» с РБ
«Фрегат»
групповой
не менее 5 лет
15

16.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Канопус-В»
Примеры снимков, полученных с КА «Канопус-В» № 1, № 3, № 4
г. Москва, Россия
Абу-Даби, ОАЭ
г. Синьянг, Китай
16

17.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Канопус-В»
Примеры использования снимков «Канопус-В»
для решения практических задач
Спутниковый мониторинг выгоревших площадей
17

18.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Ресурс-П»
Заказчик:
Роскосмос
Головной исполнитель:
АО ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс»
Дата запуска:
КА «Ресурс-П» №1 — 25 июня 2013 года
КА «Ресурс-П» №2 — 26 декабря 2014 года
КА «Ресурс-П» №3 — 13 марта 2016 года
Космодром Байконур
18

19.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Ресурс-П»
Космический
комплекс
«Ресурс-П»
предназначен
для
наблюдения
поверхности
Земли
и
передачи
полученных данных по радиоканалу на
наземный
комплекс
планирования,
приёма, обработки и распространения
информации.
19

20.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Ресурс-П»
Особенности КА
- сверхвысокое
пространственное
разрешение - лучше 1,0 м;
- стереоскопическая
съемка - возможность
создания трехмерных
моделей
20

21.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Ресурс-П»
Особенности КА
Масса целевой аппаратуры - 2258 кг
Параметры орбиты:
- околокруговая, солнечно-синхронная со средней высотой 475 км
- наклонение 97,276º
Ширина полосы обзора - 950 км
Срок активного существования - 5 лет
Вес КА 6275 кг
21

22.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Ресурс-П»
Решаемые задачи
- исследование природных ресурсов;
- контроль загрязнения и деградации окружающей среды,
выявление и изучение загрязнений окружающей среды, контроль
водоохранных и заповедных районов;
- информационное обеспечение для поиска месторождений
полезных ископаемых;
- оценка состояния ледовой обстановки;
-инвентаризация природных ресурсов для обеспечения
рациональной деятельности в различных отраслях хозяйства;
22

23.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
Космические средства дистанционного зондирования Земли
Космический аппарат «Ресурс-П»
Решаемые задачи
- мониторинг чрезвычайных ситуаций;
- контроль состояния социально-экономической
инфраструктуры;
- информационное обеспечение для проведения инженерных
изысканий;
- создание и обновление кадастровых планов, топографических
и навигационных карт;
- определение вида и состояния растительности, состав пленки
загрязнений на поверхности воды, идентификация минералов
23

24.

«Инфокоммуникационные системы
РАДИОМ ЕТРИЧЕСКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ
наземной космической инфраструктуры»
Число градаций на которое может быть разбит
регистрируемый поток излучения
2-БИТ – 4 ГРАДАЦИЙ
РАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ
РАЗРЕШЕНИЕ число градаций на которое
может
быть
разбит
регистрируемый
поток
излучения
24-БИТ – 65 536 ГРАДАЦИЙ
1-БИТ – 2 ГРАДАЦИЙ
8-БИ
2-БИ
ЕСКОЕ РАЗРЕШ ЕНИЕ
1-БИТ– –256
2 ГРАДАЦИИИ
8-БИТ
ГРАДАЦИЙ
которое может быть разбит
ток излучения
1-БИ
24-БИТА – 65 536 ГРАДАЦИЙ
РАДАЦИЙ
2-БИТ – 4 ГРАДАЦИЙ
2-БИТА – 4 ГРАДАЦИИИ
8-БИТ – 256 ГРАДАЦИЙ
8-БИТ – 256 ГРАДАЦИЙ
24

25.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
ЛИТЕРАТУРА:
1. Федеральный закон «О космической деятельности» от 20.08.1993
№ 5663-I.
2. ГОСТ Р 53802-2010 Системы и комплексы космические. Термины и
определения.
3. «Концепция развития российской космической системы
дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года»
4. Кашкин, В.Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса.
Цифровая обработка изображений: учебник для вузов / В.Б.Кашкин,
А.И.Сухинин. – М.: Логос, 2001.
25

26.

«Инфокоммуникационные системы
наземной космической инфраструктуры»
ЛИТЕРАТУРА:
5. Кондратенков Г. С.,
Радиовидение. Радиолокационные системы
дистационного зондирования Земли : учеб. пособие для вузов /
Г.С.Кондратенков,
А.Ю.Фролов;
ред.
Кондратенков
Г.С.
-
М.:
Радиотехника, 2005. - 366 с.
6. Гарбук С.В. Космические системы дистанционного зондирования
Земли. / С.В.Гарбук, В.Е.Гершензон. – М.: Издательство А и Б, 1997. -
296 с.
26