Особливості і види супутникової зйомки
Орбітальний рух Опис кеплеровських орбіт Орбіта – рух матеріальної точки в полі сил, що на нею діють. Зазвичай: рух малих об’єктів в потенційних (гравітаційних) полях інших тіл, що мають значно більшу масу. Орбіти мають форму конічних перетинів (кола, еліпсу, параболи, гіперболи) в фокусі якого знаходиться центр мас. Закони Кеплера: і) Всі планети обертаються навколо Сонця по еліптичних орбітах в одному з фокусів яких знаходиться Сонце (всі орбіти планет і тіл Сонячної системи мають один спільний фокус, в якому знаходиться Сонце; іі) Радіусвектор планети (тіла Сонячної системи) описує за рівні проміжки часу рівновеликі площі; ііі) Квадрат періоду обертання планети навколо Сонця прямо пропорційний кубу довжини великої півосі еліпса
Орбітальний рух: параметри орбіти Параметри орбіт супутників: фокальний параметр, велика піввісь, радіус апоцентру і радіус перицентру (визначають розміри орбіти); нахил орбіти, довгота висхідного вузла (задають положення площини орбіти в космічному просторі); аргумент перицентру (задає положення апарату в площині орбіти), момент проходження перицентру (задає часову прив’язку).
Орбітальний рух: класифікація орбіт Ексцентриситет – числова характеристика конічного перерізу, що показує ступінь його відхилення від кола і дорівнює відношенню відстаней від точки на орбіті до фокусу і від точки до директриси тип орбіти / конічного перерізу кругова За кутом нахилу і орбіти до площини екватору розділяються на - екваторіальні (і=0), рівняння орбіти ексцентриситет е=0 е<1 еліптична параболічна е=1 - полярні (і=90) та - нахилені (всі інші, крім 0 та 90 значення кута і) орбіти гіперболічна е>1
Орбітальний рух: класифікація орбіт За періодом обертання супутника Тоб навколо Землі по відношенню до періоду обертання планети орбіти діляться на не-синхронні, квазісинхронні, геосинхронні (синхронно-добові), геліосинхронні ОРБІТА ГЕОСИНХРОННА - орбіта, на якій швидкість руху супутника дорівнює швидкості обертання Землі ОРБІТА ГЕОСТАЦІОНАРНА - орбіта супутника в напрямку обертання Землі, при якій супутник залишається постійно над однією точкою на поверхні Землі (різновид геосинхронної орбіти) ОРБІТА СOНЯЧНО-СИНХРОННА - орбіта супутника Землі, при якій площина орбіти близька до полярної і амплітуда така, що супутник проходить над всіма точками Землі, маючи однакову широту, два рази за добу в один і той же місцевий сонячний час
Космічні апарати розподіляються на: суборбітальні, навколоземні орбітальні, міжпланетні, на планетні. Крім того, існує поділ на пілотовані і автоматичні Класифікація за режимом роботи: - штучні супутники Землі, - автоматичні міжпланетні станції (космічні зонди), - космічні кораблі (автоматичні і пілотовані), - орбітальні станції, - спускаючи апарати, - планетоходи Розподіл апаратів за масою: великі супутники > 1000 кг; малі - від 500 до 1000 кг; міні супутники від 100 до 500 кг; мікросупутники – від 10 до 100 кг; наносупутники – від 10 до 10 кг; пікосупутники < 1 кг; фемтосупутники до 100 г
Космічні апарати Класифікація космічних апаратів за функціональним призначенням: - метеорологічні, - навігаційні, - зв’язку і телекомунікації, - науково-дослідні (геофізичні, геодезичні, астрономічні, ДЗЗ), - розвідувальні і військові, - іншого призначення
Класифікаційні параметри зйомки РОЗРІЗНЕННІСТЬ ПРОСТОРОВА (НА МІСЦЕВОСТІ) - Характеристика зображення, котре створюється видовим (іконічним) технічним засобом ДЗЗ, що визначається розміром діаметра кола, в яке вписаний найменший компактний об’єкт заданого контрасту на земній поверхні, котрий може бути виявлений на зображенні з заданою імовірністю. Р. п. виражається в одиницях довжини, звичайно в метрах РОЗРІЗНЕННІСТЬ РАДІОМЕТРИЧНА - Найменша різниця інтенсивностей двох сигналів (випромінювань) від об’єкта зондування, яку може визначити технічний засіб ДЗЗ РОЗРІЗНЕННІСТЬ СПЕКТРАЛЬНА - Найменша різниця частот двох сигналів (випромінювань) від об’єкта зондування, яку може визначити технічний засіб ДЗЗ РОЗРІЗНЕННІСТЬ ЧАСОВА - Найменший інтервал часу, через який можливе повторне знімання сцени
Типізація зйомок Найбільш вживаною є класифікація зйомок за спектральним діапазоном, в якому реєструється сигнал спектральний діапазон активне зондування пасивне зондування оптичний лідарні трасові зйомки (обмежені, лише авіаційні сканерна зйомка (+ всі типи існуючих зйомок) тепловий неможливе сканерна і трасова зйомка радіохвильовий радарні трасові і сканерні зйомки обмежене застосування (вивчення іоносфери, окремі геофізичні задачі, радіотехнічна розвідка)
Діапазони зйомки vs. прозорість атмосфери
Методи зйомки: сканування Метод сканування приладу TM/ETM (Thematic Mapper) супутників Landsat
Терміни та визначення СКАНЕР - бортовий оптико-електронний або радіолокаційний технічний засіб, який забезпечує формування зображень місцевості шляхом її сканування за заданим законом і реєстрацію власного або відбитого випромінювання СМУГА ЗАХОПЛЕННЯ - Частина поверхні Землі, на яку отримані зображення з повітря або космосу. Ширина С. з. вимірюється у напрямку, перпендикулярному лінії польоту, і визначається полем зору видового (іконічного) технічного засобу ДЗЗ. Довжина С. з. вимірюється вздовж траєкторії польоту і визначається полем зору видового технічного засобу і часом неперервного знімання СКАНЕР БАГАТОСПЕКТРАЛЬНИЙ - Сканер, в якому сцена (земна поверхня) сканується одночасно у декількох спектральних діапазонах (каналах). Дозволяє отримувати дані, (в тому числі, формувати зображення сцени) по числу спектральних каналів ЛІДАР - (Light Intensity Detection Аnd Ranging) активний технічний засіб ДЗЗ з використанням лазера або іншого джерела високоінтенсивного монохроматичного оптичного випромінювання. Основне призначення вимірювання відстані (дальності, висоти). Принцип вимірювання відстані оснований на реєстрації часу проходження оптичного імпульсу до об'єкта і в зворотньому напрямку
Методи сканування Спосіб сканування поверхні приладом CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) Геометрія сканування приладу AIRS (Atmospheric Infrared Sounder)
Методи сканування Метод сканування приладу MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) супутнику EOS PM Aqua/Terra
Методи сканування: радіолокатор Метод сканування приладу SAR (Synthetic Aperture Radar) супутників ERS-1, 2
Радіолокаційні зйомки: терміни і визначення РАДІОЛОКАЦІЙНА СИСТЕМА - Активна система дистанційного зондування, що досліджує ландшафт за допомогою радіохвиль РАДІОЛОКАТОР, РАДАР - Активний технічний засіб ДЗЗ, принцип дії якого передбачає використання випромінювання радіочастотного діапазону. За допомогою Р. виявляють стаціонарні та рухомі об'єкти, відстежують їх траєкторії руху, забезпечують вимірювання відстані (дальності, висоти), а також дозволяють отримувати зображення місцевості та розташованих на ній об'єктів. РАДАР - скорочення від Rаdio Detection Аnd Ranging - радіовиявлення і визначення дальності РАДІОЛОКАТОР БАГАТОЧАСТОТНИЙ - Радіолокатор, в роботі якого використовуються випромінювання декількох частот (довжин хвиль). Можливість отримання сукупності радіолокаційних зображень однієї сцени надає суттєві додаткові переваги при її інтерпретуванні, підвищує ефективність виявлення об'єктів та достовірність оцінки її реального стану
Радіолокаційні зйомки: терміни і визначення РАДІОЛОКАТОР БОКОВОГО ОГЛЯДУ - Видовий (іконічний) активний технічний засіб ДЗЗ, який встановлюється на повітряному або космічному ЛА і дозволяє формувати неперервне радіолокаційне зображення ділянок земної поверхні, розташованих в бік від лінії польоту РАДІОЛОКАТОР З РЕАЛЬНОЮ (ФІЗИЧНОЮ) АПЕРТУРОЮ - Радіолокатор бокового огляду, азимутальна розрізненність якого обмежується довжиною антени РАДІОЛОКАТОР З СИНТЕЗОВАНОЮ АПЕРТУРОЮ - Радіолокатор бокового огляду, азимутальна розрізненність якого значно краще, ніж у радіолокатора з реальною (фізичною) апертурою. Ця перевага досягається завдяки багаторазовому прийманню відбитих випромінювань вздовж лінії польоту, їх послідовному накопиченню і зваженому підсумовуванню. В результаті штучно збільшується розкрив антени радіолокатора (її довжина як би стає більше), а наслідком цього є підвищена якість радіолокаційних зображень РАДІОЛОКАТОР З СИНТЕЗОВАНОЮ АПЕРТУРОЮ БАГАТОПРОМЕНЕВИЙ Радіолокатор з синтезованю апертурою, в якому приймально-передавальна антена повертається навколо своєї вісі для забезпечення майже постійного кута падіння хвилі при опромінюванні об'єктів зондування
Методи сканування: радіолокація Принцип сканування приладу AMSU (Advanced Microwave Sounding Unit) Проведення експерименту радіолокатором Terra. SARX/Tan. DEM-X
Типи сенсорів vs. застосування Розподіл просторових характеристик то с ск пек ан тр ер ал и ьн га Ба и чи етр ую м ан діо Ск ора тр Розподіл спектральних характеристик ек Спектрометри сп і Сканери Альтиметри Трасери Поларіметри Скатерометри Спектрорадіометри Розподіл інтенсивності (щільності зображення)
Класифікаційні ознаки даних ДЗЗ було сформульовано в NASA Earth Observing System як рівні обробки даних супутникових спостережень Рівень обробки Опис типу даних 0 Дані, що надходять безпосередньо від сенсору, без службових даних 1 a Реконструйовані дані сенсору, з маркерами часу, ефемеридами супутнику, радіометричними коефіцієнтами 1 b Дані рівня 1 a, перераховані в фізичні одиниці вимірювання 2 Похідні фізичні змінні (розраховані відповідно до усталених алгоритмів параметри: вологість, температура, тощо) із збереженням розрізненості рівнів 1 a, b 3 Розподіл фізичних параметрів в універсальній просторовочасовій шкалі (інтерпольовані дані) 4 Результати розрахунків (моделювання) даних попередніх рівнів
Скачать презентацию Особливості і види супутникової зйомки Орбітальний рух
Lecture 2 satellites.ppt