Оптико-электронные спутники
Оптико-электронные спутниковые системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) позволяют получать пространственную информацию о земной поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах длин электромагнитных волн. Они способны распознавать пассивное отраженное излучение земной поверхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. В таких системах излучение попадает на соответствующие датчики, генерирующие, электрические сигналы в зависимости от интенсивности излучения. В оптико-электронных системах ДЗЗ, как правило, используются датчики с постоянным построчным сканированием. Полный угол сканирования поперек маршрута называется углом обзора, а соответствующая величина на поверхности Земли — шириной полосы съемки. Часть принимаемого со спутника потока данных называется сценой. Схемы нарезки потока на сцены, равно как и их размер для разных спутников, имеют отличия. Оптико-электронные системы ДЗЗ проводят съемку в оптическом диапазоне электромагнитных волн.
Панхроматические изображения занимают практически весь видимый диапазон электромагнитного спектра (0,45–0,90 мкм), и поэтому являются черно-белыми.
Мультиспектральные (многозональные) съемочные системы формируют несколько отдельных изображений для широких спектральных зон в диапазоне от видимого до инфракрасного электромагнитных излучений. Наибольший практический интерес в настоящий момент представляют мультиспектральные данные с космических аппаратов нового поколения, среди которых RapidEye (5 спектральных зон) и WorldView-2 (8 зон).
Спутники нового поколения высокого и сверхвысокого разрешения, как правило, ведут съемку в панхроматическом и мультиспектральном режимах.
В отличие от мультиспектральных съемочных систем гиперспектральные формируют изображения одновременно для узких спектральных зон на всех участках спектрального диапазона. Для гиперспектральной съемки важно не количество спектральных зон (каналов), а ширина зоны (чем меньше, тем лучше) и последовательность измерений. То есть съемочная система с 20 каналами будет гиперспектральной, если она покрывает диапазон 0,50–070 мкм, при этом ширина каждой спектральной зоны не более 0,01 мкм, а съемочная система с 20 отдельными каналами, покрывающими видимую область спектра, ближнюю, коротковолновую, среднюю и длинноволновую инфракрасные области, будет считаться мультиспектральной.
Пространственное разрешение — величина, характеризующая размер наименьших объектов, различимых на изображении. Факторами, влияющими на пространственное разрешение, являются параметры оптико-электронной или радарной системы, а также высота орбиты, т. е. расстояние от спутника до снимаемого объекта. Наилучшее пространственное разрешение достигается при съемке в надир, при отклонении от надира разрешение ухудшается. Космические снимки могут иметь низкое (более 10 м), среднее (от 10 до 2,5 м), высокое (от 2,5 до 1 м), и сверхвысокое (менее 1 м) разрешение.
Радиометрическое разрешение определяется чувствительностью сенсора к изменениям интенсивности электромагнитного излучения. Оно определяется количеством градаций значений цвета, соответствующих переходу от яркости абсолютно «черного» к абсолютно «белому», и выражается в количестве бит на пиксель изображения. Это означает, что в случае радиометрического разрешения 6 бит/пиксель, мы имеем всего 64 градации цвета, 8 бит/пиксель — 256 градаций, 11 бит/пиксель — 2048 градаций.
GeoEye-1
КА GeoEye-1 отличает сверхвысокое пространственное разрешение в панхроматическом режиме (0,41 м — рекордное для коммерческих спутников), высокая точность привязки снимков, а также очень высокая производительность съемки. Спутник обладает высокой маневренностью, что позволяет получать большой объем данных за один пролет. Точность съемки в плане — 3,5 м (CE90), в то время как стереосъемка достигает точности 2,8 м (LE90) по высоте без применения опорных точек.
Решаемые задачи:
создание и обновление топографических и специальных карт и планов вплоть до масштаба 1:5000;
создание цифровых моделей рельефа с точностью 1–2 м по высоте;
инвентаризация и контроль строительства объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа;
выполнение лесоустроительных работ, инвентаризация и оценка состояния лесов;
инвентаризация сельскохозяйственных угодий, создание планов землепользования, точное земледелие;
обновление топографической подосновы для разработки проектов генеральных планов перспективного развития городов, схем территориального планирования муниципальных районов;
инвентаризация и мониторинг состояния транспортных, энергетических, информационных коммуникаций;
широкий круг задач в области охраны окружающей среды.
Основные характеристики КА
| Параметр | Значение | |
| Дата запуска: | 6 сентября 2008 г. | |
| Стартовая площадка: | авиабаза Ванденберг (США) | |
| Средство выведения: | РН Delta II (США) | |
| Разработчик: | General Dynamics (США), EXELIS (США; бортовая съемочная аппаратура) | |
| Оператор: | DigitalGlobe (США) | |
| Масса: | 1955 кг | |
| Орбита | Тип: | Полярная солнечно-синхронная |
| Высота: | 678 км | |
| Наклонение: | 98,1 град. | |
| Расчетный срок функционирования: | 7 лет |
Основные технические характеристики съемочной аппаратуры
| Режим съемки | Панхроматический | Мультиспектральный | |
| Спектральный диапазон, мкм | 0,45–0,90 | 0,45–0,52 (синий) 0,52–0,60 (зеленый) 0,625–0,795 (красный) 0,76–0,90 (ближний ИК) | |
| Пространственное разрешение (в надире), м | 0,41 | 1,65 | |
| Максимальное отклонение от надира, град | |||
| Радиометрическое разрешение, бит на пиксель | |||
| Точность геопозиционирования, м | CE90 mono = 2,5 CE90 stereo = 2 LE90 stereo = 3 | ||
| Ширина полосы съемки, км | 15,2 | ||
| Производительность съемки, млн кв. км/сутки | 0,7 | ||
| Периодичность съемки, сутки | 2,3 | ||
| Возможность получения стереопары | Да, с одного витка | ||
| Формат файлов | GeoTIFF | ||
| Скорость передачи данных на наземный сегмент, Мбит/с | |||
Рис 1.
Рис 2.
Вывод
В данном отчете я рассмотрел оптико-электронный спутник GeoEye-1. Начал с рассмотрения ДЗЗ. С его основных приборов дистанционного зондирования. К ним относятся: лазерные и радиолокационные высотомеры, радары, ультразвуковые (акустические) и радиолокационные датчики, технология светового обнаружения и определения дальности (ЛИДАР), радиометры, фотометры и мультиспектральные платформы. Далее принцип сканерной съемки заключается в поэлементном считывании вдоль узкой полосы отраженного земной поверхностью излучения, а развертка изображения идет за счет движения носителя, поэтому оно принимается непрерывно. Также многозональное оптико-электронное сканирующее устройство высокого разрешения МСУ-Э предназначено для оперативного получения с борта космического аппарата видеоинформации о подстилающей поверхности Земли в трех спектральных зонах в диапазоне длин волн 0,5-0,9 мкм с пространственным разрешением 32 м (в надире). Оптико-электронные спутниковые системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) позволяют получать пространственную информацию о земной поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах длин электромагнитных волн.
Список литературы
1) Козлов. Основные принципы ДЗЗ
2) sovzond.ru
3) lege.uk.com/ru/products/space/satellites
4) e-lib.gasu.ru/eposobia/gis/7.html