Dati di telerilevamento della Terra. Satelliti per il telerilevamento della Terra

Tecnologie per il telerilevamento della Terra (ERS) dallo spazioè uno strumento indispensabile per studiare e monitorare costantemente il nostro pianeta, aiutando a utilizzare e gestire in modo efficace le sue risorse. Le moderne tecnologie di telerilevamento sono utilizzate in quasi tutti gli ambiti della nostra vita.

Oggi, le tecnologie e i metodi per l'utilizzo dei dati di telerilevamento sviluppati dalle imprese Roscosmos consentono di offrire soluzioni uniche per garantire la sicurezza, aumentare l'efficienza dell'esplorazione e della produzione delle risorse naturali, introdurre le ultime pratiche in agricoltura, prevenire situazioni di emergenza ed eliminarne le conseguenze , proteggendo ambiente e controllo del cambiamento climatico.

Le immagini trasmesse dai satelliti di telerilevamento vengono utilizzate in molti settori: agricoltura, ricerca geologica e idrologica, silvicoltura, protezione ambientale, pianificazione territoriale, istruzione, intelligence e scopi militari. I sistemi di telerilevamento spaziale consentono di ottenere in breve tempo i dati necessari da vaste aree (comprese le aree difficili da raggiungere e pericolose).

Nel 2013, Roscosmos ha aderito alle attività della Carta internazionale sullo spazio e sui grandi disastri. Per garantire la sua partecipazione alle attività della Carta Internazionale, è stato creato un Centro Roscosmos specializzato per l'interazione con la Carta e il Ministero russo per le situazioni di emergenza.

L'organizzazione madre della Roscosmos State Corporation per l'organizzazione della ricezione, elaborazione e diffusione delle informazioni di telerilevamento della Terra è Centro scientifico monitoraggio operativo della Terra (NC OMZ) del russo sistemi spaziali"(parte della Roscosmos State Corporation). NC OMZ svolge le funzioni di un complesso a terra per la pianificazione, ricezione, elaborazione e distribuzione di informazioni spaziali provenienti da veicoli spaziali di telerilevamento russi.

Aree di applicazione dei dati telerilevati della Terra

• Aggiornamento mappe topografiche
• Aggiornamento navigazione, strada e altro carte speciali
• Previsione e controllo dello sviluppo delle piene, valutazione dei danni
• Monitoraggio agricoltura
• Controllo delle strutture idrauliche alle cascate dei serbatoi
• Posizione reale delle navi marittime
• Monitoraggio della dinamica e dello stato del taglio delle foreste
• Monitoraggio ambientale
• Valutazione dei danni da incendio boschivo
• Rispetto degli accordi di licenza durante lo sviluppo dei giacimenti minerari
• Monitoraggio delle fuoriuscite di petrolio e del movimento delle chiazze di petrolio
• Monitoraggio del ghiaccio
• Controllo delle costruzioni abusive
• Previsioni meteorologiche e monitoraggio della pericolosità fenomeni naturali
• Monitoraggio delle situazioni di emergenza legate agli impatti naturali e causati dall'uomo
• Pianificazione regionale dell'emergenza disastri naturali e disastri causati dall'uomo
• Monitoraggio degli ecosistemi e degli oggetti antropici (espansione di città, zone industriali, autostrade di trasporto, prosciugamento di bacini idrici, ecc.)
• Monitoraggio della costruzione delle infrastrutture di trasporto stradale

Documenti normativi che definiscono la procedura per ottenere e utilizzare le informazioni geospaziali

• « Concetto per lo sviluppo del sistema spaziale russo per il telerilevamento della Terra per il periodo fino al 2025»
• Decreto del governo della Federazione Russa n. 370 del 10 giugno 2005, modificato il 28 febbraio 2015 n. 182 “ Dell'approvazione del Regolamento relativo alla pianificazione delle indagini spaziali, alla ricezione, all'elaborazione e alla diffusione dei dati telerilevati dal suolo ad alta risoluzione lineare provenienti da veicoli spaziali del tipo "Resurs-DK"»
• Decreto del Governo della Federazione Russa n. 326 del 28 maggio 2007 “ Sulla procedura per ottenere, utilizzare e fornire informazioni geospaziali»
• Ordine del Presidente della Federazione Russa n. Pr-619GS del 13 aprile 2007 e Ordine del Governo della Federazione Russa n. SI-IP-1951 del 24 aprile 2007. " Sullo sviluppo e l'attuazione di una serie di misure per creare nella Federazione Russa un sistema di operatori federali, regionali e di altro tipo di servizi forniti utilizzando dati di telerilevamento dallo spazio»
• Il piano per l'attuazione di queste istruzioni, approvato dal responsabile di Roscosmos l'11 maggio 2007 “ Sull'attuazione di una serie di misure per creare nella Federazione Russa un sistema di operatori federali, regionali e di altro tipo di servizi forniti utilizzando dati di telerilevamento dallo spazio»
• Programma statale della Federazione Russa " Attività spaziali russe per il periodo 2013-2020» approvato con decreto del governo della Federazione Russa del 15 aprile 2014 n. 306
• Fondamenti della politica statale della Federazione Russa nel campo delle attività spaziali per il periodo fino al 2030 e oltre, approvati dal Presidente della Federazione Russa in data 19 aprile 2013 n. Pr-906
• Legge federale del 27 luglio 2006 N 149-FZ "A proposito di informazioni tecnologie dell'informazione e protezione delle informazioni» con modifiche ed integrazioni dal: 27 luglio 2010, 6 aprile, 21 luglio 2011, 28 luglio 2012, 5 aprile, 7 giugno, 2 luglio, 28 dicembre 2013, 5 maggio 2014

Per soddisfare le esigenze statali, alle autorità esecutive federali, regionali e locali vengono forniti gratuitamente materiali di immagini satellitari del primo livello di elaborazione standard (immagini spaziali sottoposte a correzione radiometrica e geometrica). Se è necessario che gli organismi specificati ottengano materiale di immagini satellitari livelli più alti lavorazione standard, per i loro servizi di produzione viene addebitato un compenso secondo il listino prezzi approvato.

MINISTERO DELL’ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DEL BILANCIO DELLO STATO FEDERALE DELLA RF ISTITUTO EDUCATIVO DI ISTRUZIONE PROFESSIONALE SUPERIORE “UNIVERSITÀ STATALE DI VORONEZH”

REMOTO

SONDAGGIO DELLA TERRA IN FASE GEOLOGICA

RICERCA

Libro di testo per le università

Compilato da: A. I. Tregub, O. V. Zhavoronkin

Centro editoriale e tipografico dell'Università statale di Voronezh

Revisore: Candidato di Scienze geologiche e mineralogiche, Professore associato del Dipartimento di risorse minerarie e uso del sottosuolo Yu N. Strik

Il libro di testo è stato preparato presso il Dipartimento di Geologia Generale e Geodinamica, Facoltà di Geologia, Università Statale di Voronezh.

Consigliato agli studenti a tempo pieno e part-time della Facoltà di Geologia dell'Università Statale di Voronezh quando studiano i corsi: "Telerilevamento della Terra", "Studi aerospaziali della litosfera", "Metodi aerospaziali".

Per direzione: 020300 – Geologia

INTRODUZIONE................................................ .................................................... ..............
1. ATTREZZATURE TECNICHE E TECNOLOGIA
IMMAGINI AEROSPAZIALI................................................................................
1.1. Fotografia aerea................................................... ....................................................
1.2. Fotografia spaziale.................................................. ....................................................
1.3. Breve descrizione sistemi di imaging spaziale
alcuni paesi.................................................... ... ......................................
2. MATERIALI DI RILEVAMENTO REMOTO
LA TERRA NELLA RICERCA GEOLOGICA...................................
2.1. Fondamenti fisici del telerilevamento terrestre.........
2.2. Materiali per il telerilevamento terrestre...................................
2.3. Elaborazione e conversione di materiali di controllo remoto
Rilevamento della Terra.................................... ..............................................
2.4. Elaborazione e trasformazione del rilievo digitale................................
2.5. Pacchetti software per l'elaborazione e l'analisi dei materiali
Telerilevamento della Terra............................................ .................... ....
3. BASI METODOLOGICHE DELLA DECORDAZIONE
MATERIALI DI RILEVAMENTO REMOTO
TERRA ................................................. .................................................... ........................
3.1. Principi generali di decifrazione dei materiali
telerilevamento.................................... ........ ..............
3.2. Funzionalità di decrittografia............................................ .............. ..............
3.3. Metodi di decrittazione.................................... ................ ................
4. INTERPRETAZIONE GEOLOGICA DEI MATERIALI
RILEVAMENTO REMOTO...............................................
4.1. Decifrare il substrato roccioso............................................ .....................
4.2. Decifrare le formazioni quaternarie...................................
4.3. Interpretazione geomorfologica................................................ ....
5. APPLICAZIONE DEI MATERIALI REMOTI
SONDA DELLA TERRA IN FASE GEOLOGICA
LAVORI DI MAPPATURA E RICERCA.....................................
5.1. Materiali per il telerilevamento geologico
mappatura.................................... ......................................................
5.2. Materiali per il telerilevamento
negli studi predittivi e di ricerca............................................ ..............
LETTERATURA................................................ .................................................... ....

INTRODUZIONE

Telerilevamento terrestre (ERS) è lo studio del nostro pianeta con l'aiuto di aerei e veicoli spaziali, dotati di vari sensori (sensori) che consentono di ottenere informazioni sulla natura della superficie terrestre, sullo stato dei suoi gusci di aria e acqua e sulla sua geofisica campi. I materiali di telerilevamento sono utilizzati in un'ampia varietà di settori dell'economia nazionale. Sono anche di grande importanza nella ricerca geologica.

Storia dello sviluppo dei metodi di telerilevamento

(MDZ) iniziano solitamente nel 1783, con il primo lancio del pallone dei fratelli Montgolfier, che segnò l'inizio delle osservazioni aerovisive della superficie terrestre. Nel 1855, le prime fotografie scattate da un pallone aerostatico, da un'altezza di circa 300 m, furono utilizzate per elaborare una pianta accurata della città di Parigi. Per scopi geologici, fotografare le Alpi dalle alte vette fu utilizzato per la prima volta dalla geologa francese Emme Civilier (1858–1882).

Inizio dell'uso della fotografia aerea in Russia risale

1866, quando il tenente A. M. Kovalko fotografò San Pietroburgo e Kronstadt da un pallone aerostatico ad altitudini comprese tra 600 e 1000 metri. I rilievi sistematici in Russia per la compilazione di carte topografiche e lo studio delle risorse naturali iniziarono nel 1925, con la nascita dell'aviazione civile. Per questi scopi nel 1929

V L'Istituto di fotografia aerea è stato fondato a Leningrado. L'iniziatore della sua creazione e il primo direttore fu l'accademico Alexander Evgenievich Fersman. Dal 1938, l'uso di materiale fotografico aereo è diventato obbligatorio durante la direzione d'orchestra lavoro di rilevamento geologico. Negli anni Quaranta fu creata una Spedizione Aerofotogeologica sotto il Comitato Geologico, trasformato nel 1949 nell'All-Union Aerogeological Trust (VAGT), successivamente riorganizzato

V ricerca e produzione associazione geologica "Aerogeologia" (ora Impresa Unitaria dello Stato Federale "Aerogeologia"). Contemporaneamente venne costituito il Laboratorio di Metodi Aerogeologici “LAEM” (ora “Istituto di Ricerca di Metodi Cosmo-Aerogeologici” - Impresa Unitaria Statale “VNIIKAM”). Come risultato delle loro attività, nel 1957, fu effettuata un'indagine su piccola scala dell'intero territorio dell'URSS e negli anni Sessanta e Settanta fu compilata una carta geologica statale su scala 1: 1.000.000.

introduzione di nuove tipologie di ricerca regionale: rilevamento geologico di gruppo (GGS) e cartografia fotogeologica aerea (AFGK); apparvero indagini spettrozonali, termiche e radar. Lo sviluppo di metodi aerei ha predeterminato la transizione del telerilevamento della Terra a un nuovo livello qualitativo: lo studio della Terra dallo spazio.

Sviluppo dell'astronautica iniziò con lo sviluppo di missili balistici, utilizzati, in particolare, per fotografare la superficie terrestre da altitudini elevate (circa 200 km). Le prime immagini furono scattate il 24 ottobre 1946 utilizzando un razzo V-2 (razzo tedesco Fau-2) lanciato dal sito di test di White Sands (USA) in una traiettoria suborbitale. La superficie terrestre è stata fotografata con una fotocamera a pellicola 35 mm su pellicola fotografica in bianco e nero da un'altitudine di circa 120 km. Fino alla fine degli anni Cinquanta la fotografia della superficie terrestre veniva effettuata principalmente per scopi militari da diversi paesi utilizzando missili balistici.

È stato lanciato il primo satellite terrestre artificiale (AES) al mondo - PS-1 (Il satellite più semplice - 1). Per il lancio in orbita è stato utilizzato il missile balistico R-7 (Sputnik). La massa del satellite era di 83,6 kg, il suo diametro era di 0,58 m e il suo periodo orbitale era di 96,7 minuti. Perigeo – 228 km, apogeo – 947 km. Il satellite aveva la forma di una palla, era dotato di due antenne e di un trasmettitore radio: un faro. Compì 1440 orbite attorno alla Terra e il 4 gennaio 1958 entrò negli strati densi dell'atmosfera e cessò di esistere. Durante il suo volo furono ottenute nuove informazioni sulla struttura dell'alta atmosfera.

Il primo tentativo di lanciare il satellite Vangard-1 con un razzo Jpiter-C negli Stati Uniti il ​​6 dicembre 1957 si concluse con un incidente. Al secondo tentativo (1 febbraio 1958), lo stesso razzo lanciò in orbita il satellite Explorer-1. Il satellite aveva la forma di un sigaro e pesava 13 kg. A bordo c'erano apparecchiature per la registrazione di micrometeoriti e livelli di radiazioni. Con il suo aiuto, furono scoperte le cinture di radiazione della Terra. Il satellite compì 58mila orbite attorno alla Terra e bruciò nell'atmosfera il 31 marzo 1970. I suoi parametri orbitali: apogeo – 2548 km, perigeo 356 km. Funzionò in modalità attiva fino al 23 maggio 1958. Il 7 agosto 1959 fu lanciato negli Stati Uniti l'Explorer 6, che trasmise la prima immagine televisiva della Terra dallo spazio. Il primo satellite per le osservazioni meteorologiche (Tiros-1) fu lanciato negli Stati Uniti il ​​1° aprile 1960. Un satellite con un simile

Il 26 novembre 1965 la Francia lanciò il satellite Asterix 1. L’11 febbraio 1970 il Giappone lanciò in orbita il satellite Osumi. Il 24 aprile dello stesso anno la Cina diventa una potenza spaziale (satellite Dongfanghong). L’Inghilterra lanciò il suo primo satellite, Prospero, il 28 ottobre 1971, mentre l’India lanciò il suo primo satellite, Rohini, il 18 luglio 1980.

I voli con equipaggio nello spazio iniziarono il 12 aprile 1961 da Yuri Alekseevich Gagarin sulla nave "Vostok", e il 6 agosto dello stesso anno Il tedesco Stepanovich Titov Per la prima volta ha fotografato la Terra dalla navicella spaziale Vostok con equipaggio. Nell'astronautica domestica grande valore aveva i satelliti della serie Cosmos. Il primo lancio di questa serie di satelliti ebbe luogo il 16 marzo 1962 e nel 2007 erano già stati lanciati 2.400 satelliti per vari scopi. Circa ogni tre anni venivano lanciati in orbita 250 satelliti della serie Cosmos. Una parte significativa di essi era dotata di attrezzature per l'esecuzione di studi sulle risorse. Con il loro aiuto, sono state ottenute fotografie spaziali di alta qualità per l'intero territorio dell'URSS. La moderna costellazione di satelliti russi comprende più di 110 dispositivi per vari scopi. Effetto economico solo dall'uso dei satelliti della serie"Risorsa-0" ammontava a circa 1,2 miliardi di rubli. all'anno e i satelliti delle serie Meteor ed Electro: 10 miliardi di rubli. all'anno.

Attualmente, oltre a Russia e Stati Uniti, Francia, Germania, Unione Europea, India, Cina, Giappone, Israele e altri paesi hanno i propri sistemi satellitari.

1. STRUMENTI TECNICI E TECNOLOGIE DI IMAGING AEROSPAZIALE

Le tecnologie di fotografia aerea hanno preceduto le tecnologie di imaging spaziale nello sviluppo del telerilevamento della Terra. Nelle fasi iniziali dello sviluppo del telerilevamento della Terra, molte tecniche tecnologiche per condurre la fotografia aerea furono trasferite dallo spazio ad essa, ma con lo sviluppo della ricerca spaziale emersero nuovi strumenti e nuove tecnologie. Allo stesso tempo importanza vitale c'è stata la formazione e il rapido sviluppo di tecnologie informatiche volte all'elaborazione dei dati del telerilevamento.

1.1. Fotografia aerea

La fotografia aerea della superficie terrestre può essere effettuata, a seconda dei compiti assegnati, utilizzando aeroplani ed elicotteri, palloni aerostatici e persino deltaplani a motore, nonché veicoli aerei senza pilota. Esistono fotografie aeree fotografiche, termiche, radar e multispettrali. Il rilievo fotografico (fotografia aerea) ai fini della cartografia geologica è il più importante, non solo perché ha il maggior contenuto informativo, ma anche perché durante la sua realizzazione è stata accumulata una quantità significativa di materiale fotografico aereo di varia scala e in varie regioni . Pertanto, nell'esecuzione di lavori di rilevamento geologico, può essere economicamente più conveniente utilizzare il materiale fotografico aereo già disponibile nel fondo piuttosto che ordinare la produzione di nuove fotografie aeree.

La fotografia aerea dell'area viene utilizzata per vari scopi, i più importanti dei quali sono la compilazione e la correzione di carte topografiche e la ricerca geologica. La fotografia aerea può essere punto, percorso e area. La fotografia spot viene eseguita quando si studiano oggetti puntiformi. Il rilievo del percorso viene effettuato lungo una determinata linea (linea costiera, lungo il letto di un fiume, ecc.). Il rilievo territoriale viene effettuato all'interno di aree specifiche, che solitamente sono determinate dalle cornici delle tavolette topografiche. Un requisito importante per la fotografia è il requisito che le aree delle immagini adiacenti si sovrappongano. Lungo la linea del percorso - sovrapposizione longitudinale, deve essere almeno del 60% e tra i percorsi (sovrapposizione trasversale) - almeno del 30%. Anche l'altitudine di volo specificata deve essere mantenuta. Il rispetto di questi parametri è necessario per ottenere un effetto stereo (immagine tridimensionale dell'area).

La fotografia aerea può essere pianificata e prospettica. La fotografia aerea pianificata, progettata per risolvere problemi topografici, è caratterizzata da maggiori requisiti per le massime deviazioni del piano dell'immagine dal piano orizzontale. Le fotografie prospettiche, abbinate alle fotografie in pianta, sono molto utili per studiare la struttura geologica delle zone di alta montagna con pendii ripidi.

Per la fotografia aerea all'interno del territorio della Russia, vengono spesso utilizzati gli aerei An-2, An-28 FC, An-30, Tu-134 SH.

Per più di 60 anni (un record nel Guinness Book!) l'aereo principale è stato (ed è tuttora) l'An-2 (la sua modifica per la fotografia aerea, l'An-2F). È altamente affidabile,

parametri tecnici che soddisfano le condizioni per lo svolgimento di fotografie aeree: la possibilità di utilizzare aeroporti non asfaltati con una lunghezza della pista non superiore a 200 m per il decollo e 120 m per l'atterraggio; altitudine massima di volo 5200 m (con quota di servizio 4500 m); economico motore a pistoni con una potenza di 1000 CV. Con.; velocità di volo compresa tra 150 e 250 km/ora autonomia di volo (990 km), sufficiente per effettuare rilievi su vaste aree; ampio volume della fusoliera, consentendo il libero posizionamento dell'attrezzatura e un equipaggio di tre persone (incluso l'operatore).

Dal 1974 è stato utilizzato l'aereo specializzato An-30. Il suo presa della correnteè costituito da due motori turboelica dalla potenza di 2820 cavalli ciascuno. s., e un ulteriore motore a reazione da 500 CV. Con. La velocità di crociera dell'aereo è di 435 km/h, altezza massima volo - 8300 m Autonomia - 1240 km, corsa di decollo su pista in cemento - 720 m, consumo medio di carburante - 855 kg/ora. Il peso massimo al decollo dell'aereo è di 23 tonnellate. Il peso dell'attrezzatura fotografica è di 650 kg. L'equipaggio (compreso l'operatore) è composto da 7 persone. La fotografia aerea viene effettuata su scale da 1: 3.000 a 1: 200.000 Attualmente non rimangono più di 10 veicoli di questo tipo a disposizione dell'Aeronautica Militare (Aeronautica Militare). Gli aerei An-28 FC hanno caratteristiche simili.

L'aereo agricolo Tu-134 CX è stato sviluppato nel 1984. L'aereo è dotato di un radar a scansione laterale (RLS). Lo speciale complesso di navigazione "Mayak" e il sistema di controllo automatico mantengono una determinata rotta e scattano fotografie dell'area secondo un determinato programma. Cinque telecamere di bordo consentono riprese nelle gamme di radiofrequenza, visibile e infrarosso. In cabina sono presenti 9 postazioni con attrezzature speciali, pannelli di controllo e un laboratorio fotografico (per l'elaborazione di materiali fotografici in volo). In un volo (4,5 ore) è possibile fotografare un'area di 100 × 100 km (10.000 km² è l'area approssimativa di due tavolette topografiche in scala 1: 200.000).

La fotografia aerea viene eseguita utilizzando speciali grandangoli

telecamere al carbonio, che sono installati nel portello della fusoliera dell'aereo. I girosistemi vengono utilizzati per fissare la fotocamera su un piano orizzontale. La pellicola viene posizionata in cassette speciali con una capacità di 30 o 60 m. La larghezza della pellicola, a seconda dei parametri della fotocamera, è di 18 cm o 30 cm.

L'attrezzatura comprende anche un relè temporale (meccanismo dell'orologio), che fornisce una determinata esposizione di ripresa e una modalità di riavvolgimento della pellicola. Attualmente vengono spesso utilizzate fotocamere con obiettivi della serie "Uran": con lunghezze focali di 250 mm, angolo di campo visivo di 54º, dimensioni del fotogramma 180 × 180 mm ("Uran-9"), nonché con una focale lunghezza di 750 mm e dimensioni del telaio 300 x 300 mm (“Uran-16”).

IN ultimi anni I sistemi di fotocamere digitali vengono sempre più utilizzati per la fotografia aerea . In generale, i dispositivi digitali

le misure sono più affidabili nel funzionamento, riducono notevolmente la durata processo tecnologico, le fotografie digitali sono prive di grana. Forniscono la possibilità di ottenere immagini pancromatiche, a colori e spettrozonali nelle gamme del visibile e del vicino infrarosso. L'intervallo di ripresa è inferiore a un secondo, il che consente riprese su larga scala con sovrapposizione longitudinale fino all'80–90%. Tra proprietà generali le telecamere aeree digitali di vari sistemi dovrebbero indicare l'uso di ricevitori di radiazioni di tipo matrice o lineare; frame sintetizzato (per fotocamere di grande formato) – il frame risultante del sistema è formato da un insieme di sottoframe, matrici corrispondenti o ricevitori lineari; Supporto GPS/INS: le coordinate spaziali e angolari dei sistemi di coordinate delle telecamere aeree (elementi di orientamento esterno) vengono determinate utilizzando strumenti di navigazione inerziale e sistemi di geoposizionamento satellitare GPS o GLONASS.

Fotografia aerea radar (radar). eseguito con l'aiuto

dei sistemi radar side-looking (RLSSO) installati a bordo dell'aeromobile. Dalla sorgente della radiazione a microonde, il segnale viene diretto verso la superficie terrestre, riflesso da essa e restituito all'antenna ricevente. Utilizzando programmi speciali, la registrazione dei segnali riflessi viene convertita in un'immagine fotografica della superficie terrestre.

1.2. Fotografia spaziale

Negli ultimi anni, la fotografia spaziale della superficie terrestre è diventata un ramo indipendente del telerilevamento della Terra. I sistemi di rilevamento spaziale ne includono diversi elementi essenziali: veicoli per le consegne attrezzatura necessaria nell'orbita terrestre bassa, piattaforme spaziali - vettori

apparecchiature di sorveglianza, sensori (sensori), strutture di trasmissione di informazioni e centri a terra per ricevere, elaborare queste informazioni e fornirle al consumatore.

Principale veicoli consegna richiesta-

L'attrezzatura più comune per le orbite terrestri basse sono i razzi di varie classi. In URSS, i primi furono i missili Vostok leggeri a tre stadi. Con il loro aiuto sono stati effettuati voli con equipaggio, sono stati lanciati i satelliti terrestri artificiali (AES) della serie Cosmos e sono state lanciate le stazioni lunari. Inoltre, in questa classe sono ampiamente utilizzati molti veicoli di lancio ritirati dal servizio, in particolare il missile Zenit, inteso anche come elemento dello stadio superiore del sistema Energia-Buran.

Il razzo Soyuz a tre stadi di classe media, con una capacità di carico di circa 7 tonnellate, viene utilizzato con successo, così come il razzo Molniya a quattro stadi creato sulla sua base, per il lancio dei satelliti Prognoz e Molniya.

Creato quasi mezzo secolo fa, il razzo multistadio di classe pesante Proton con una capacità di carico di oltre 20 tonnellate era ed è ora utilizzato per vari scopi: per l'esplorazione della Luna, dei pianeti sistema solare, per il lancio delle stazioni con equipaggio “Salyut”, “Mir” nell'orbita vicino alla Terra, nelle orbite geostazionarie dei satelliti “Horizon”, “Rainbow”, “Ekran”, ecc.

IN Maggio 1987, in connessione con lo sviluppo del programma per creare un veicolo spaziale riutilizzabile "Energia-Buran" è stato introdotto

V funzionamento di un razzo super pesante a due stadi della classe Energia con un peso di lancio di oltre 2000 tonnellate e una capacità di carico utile di circa 200 tonnellate. Oltre a utilizzare questo razzo per lanciare veicoli spaziali riutilizzabili nell'orbita terrestre bassa, può anche essere utilizzato per trasportare altri carichi. Ciò distingue il sistema Energia-Buran dal sistema Space Shuttle americano, che ha uno scopo simile.

I missili stranieri più utilizzati sono quelli della serie Delta (USA) e Arian (Francia).

Oltre ai satelliti artificiali per la ricerca sulle risorse in Russia, stazioni orbitali(“Salyut-4, 5, 6”, “Mir”), nonché veicoli spaziali con equipaggio della serie Soyuz.

IN Negli Stati Uniti, il progetto Space Shuttle ha svolto un ruolo importante nella ricerca spaziale. Il progetto è stato inizialmente sviluppato in centri militari

RILEVAMENTO REMOTO
raccolta di informazioni su un oggetto o fenomeno utilizzando un dispositivo di registrazione che non è in contatto diretto con tale oggetto o fenomeno. Il termine "rilevamento a distanza" include solitamente la registrazione (registrazione) della radiazione elettromagnetica attraverso varie telecamere, scanner, ricevitori a microonde, radar e altri dispositivi simili. Il telerilevamento viene utilizzato per raccogliere e registrare informazioni sul fondale marino, sull'atmosfera terrestre e sul sistema solare. Viene effettuato utilizzando navi, aerei, veicoli spaziali e telescopi terrestri. Anche le scienze orientate al campo, come la geologia, la silvicoltura e la geografia, utilizzano comunemente il telerilevamento per raccogliere dati per le loro ricerche.
Vedi anche
COMUNICAZIONI SATELLITARI;
RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA.

INGEGNERIA E TECNOLOGIA
Coperture per il telerilevamento ricerca teorica, lavoro di laboratorio, osservazioni sul campo e raccolta dati da aerei e satelliti artificiali della Terra. Anche i metodi teorici, di laboratorio e sul campo sono importanti per ottenere informazioni sul Sistema Solare e un giorno verranno utilizzati per studiare altri sistemi planetari nella Galassia. Alcuni dei paesi più sviluppati lanciano regolarmente satelliti artificiali per scansionare la superficie terrestre e stazioni spaziali interplanetarie per l'esplorazione dello spazio profondo.
Vedi anche
OSSERVATORIO;
SISTEMA SOLARE ;
ASTRONOMIA EXTRA-ATMOSFERA;
ESPLORAZIONE E UTILIZZO DELLO SPAZIO.
Sistemi di telerilevamento. Questo tipo di sistema ha tre componenti principali: un dispositivo di imaging, un ambiente di acquisizione dati e una base di rilevamento. COME semplice esempio
Un tale sistema può essere utilizzato da un fotografo amatoriale (base), che utilizza una fotocamera da 35 mm (dispositivo di visualizzazione che forma un'immagine), caricata con una pellicola fotografica altamente sensibile (supporto di registrazione), per fotografare un fiume. Il fotografo si trova a una certa distanza dal fiume, ma registra le informazioni su di esso e poi le memorizza su una pellicola fotografica. Dispositivi di imaging, supporto di registrazione e base.
Vedi anche
GAMMA DI FREQUENZE ULTRA ALTA;
RADAR;
SONAR. Gli strumenti utilizzati per riprodurre le immagini si trovano su varie basi, tra cui terra, navi, aerei, palloncini e veicoli spaziali. Speciali telecamere e sistemi televisivi vengono utilizzati ogni giorno per fotografare oggetti fisici e biologici di interesse terrestre, marino, atmosferico e spaziale. Speciali telecamere time-lapse vengono utilizzate per registrare i cambiamenti del terreno come l'erosione rive del mare, movimento dei ghiacciai ed evoluzione della vegetazione.
Archivi dati. Le fotografie e le immagini scattate nell'ambito dei programmi di imaging aerospaziale vengono adeguatamente elaborate e archiviate. Negli Stati Uniti e in Russia, gli archivi per tali dati informativi vengono creati dai governi. Uno dei principali archivi di questo tipo negli Stati Uniti, il Data Center EROS (Earth Resources Obsevation Systems), subordinato al Dipartimento degli Interni, conserva ca. 5 milioni di fotografie aeree e ca. 2 milioni di immagini dai satelliti Landsat, nonché copie di tutte le fotografie aeree e le immagini satellitari della superficie terrestre detenute dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA). Queste informazioni sono ad accesso libero. Varie organizzazioni militari e di intelligence dispongono di ampi archivi fotografici e archivi di altri materiali visivi.
Analisi delle immagini. La parte più importante del telerilevamento è l'analisi delle immagini. Tale analisi può essere eseguita visivamente, mediante metodi visivi potenziati dal computer e interamente tramite computer; gli ultimi due riguardano l'analisi dei dati digitali. Inizialmente, la maggior parte del lavoro di analisi dei dati di telerilevamento veniva svolto esaminando visivamente singole fotografie aeree o utilizzando uno stereoscopio e sovrapponendo le fotografie per creare un modello stereo. Le fotografie erano solitamente in bianco e nero e a colori, a volte in bianco e nero e a colori nell'infrarosso o, in rari casi, multispettrali. I principali utilizzatori dei dati ottenuti dalla fotografia aerea sono geologi, geografi, forestali, agronomi e, ovviamente, cartografi. Il ricercatore analizza la foto aerea in laboratorio per estrarne direttamente le informazioni utili, quindi la traccia su una delle mappe di base e determina le aree che dovranno essere visitate durante il lavoro sul campo. Dopo il lavoro sul campo, il ricercatore rivaluta le fotografie aeree e utilizza i dati ottenuti da esse e dai rilievi sul campo per creare la mappa finale. Utilizzando questi metodi vengono preparate per la pubblicazione numerose carte tematiche diverse: carte geologiche, di uso del territorio e topografiche, carte delle foreste, dei suoli e delle colture. Geologi e altri scienziati conducono studi di laboratorio e sul campo delle caratteristiche spettrali di vari cambiamenti naturali e di civiltà che si verificano sulla Terra. Le idee di tale ricerca hanno trovato applicazione nella progettazione di scanner multispettrali MSS, utilizzati su aerei e veicoli spaziali. I satelliti terrestri artificiali Landsat 1, 2 e 4 trasportavano MSS con quattro bande spettrali: da 0,5 a 0,6 μm (verde); da 0,6 a 0,7 µm (rosso); da 0,7 a 0,8 µm (vicino IR); da 0,8 a 1,1 µm (IR). Anche il satellite Landsat 3 utilizza una banda da 10,4 a 12,5 micron. Le immagini composite standard che utilizzano il metodo di colorazione artificiale si ottengono combinando MSS con la prima, la seconda e la quarta banda in combinazione rispettivamente con i filtri blu, verde e rosso. Sul satellite Landsat 4 con lo scanner avanzato MSS, il mappatore tematico fornisce immagini in sette bande spettrali: tre nella regione del visibile, una nella regione del vicino IR, due nella regione del medio IR e una nella regione dell'IR termico. Grazie a questo strumento la risoluzione spaziale è stata migliorata di quasi tre volte (fino a 30 m) rispetto a quella fornita dal satellite Landsat, che utilizzava solo lo scanner MSS. Poiché i sensibili sensori satellitari non erano progettati per l'imaging stereoscopico, era necessario differenziare alcune caratteristiche e fenomeni all'interno di un'immagine specifica utilizzando le differenze spettrali. Gli scanner MSS possono distinguere tra cinque grandi categorie di superfici terrestri: acqua, neve e ghiaccio, vegetazione, affioramento e suolo e caratteristiche legate all’uomo. Uno scienziato che abbia familiarità con l'area oggetto di studio può analizzare un'immagine ottenuta in un'unica ampia banda spettrale, come una fotografia aerea in bianco e nero, che viene tipicamente ottenuta registrando radiazioni con lunghezze d'onda comprese tra 0,5 e 0,7 µm (verde e regioni rosse dello spettro). Tuttavia, con l’aumento del numero di nuove bande spettrali, diventa sempre più difficile per l’occhio umano distinguere tra caratteristiche importanti di toni simili in diverse parti dello spettro. Ad esempio, solo un sondaggio ripreso dal satellite Landsat utilizzando MSS nella banda 0,5-0,6 µm contiene ca. 7,5 milioni di pixel (elementi dell'immagine), ciascuno dei quali può avere fino a 128 sfumature di grigio che vanno da 0 (nero) a 128 ( bianco). Confrontando due immagini Landsat della stessa area, hai a che fare con 60 milioni di pixel; un'immagine ottenuta da Landsat 4 ed elaborata dal mappatore contiene circa 227 milioni di pixel. Ne consegue chiaramente che per analizzare tali immagini devono essere utilizzati i computer.
Elaborazione digitale delle immagini. L'analisi delle immagini utilizza i computer per confrontare i valori della scala di grigi (intervallo di numeri discreti) di ciascun pixel nelle immagini scattate nello stesso giorno o in giorni diversi. I sistemi di analisi delle immagini classificano le caratteristiche specifiche di un rilievo per produrre una mappa tematica del territorio. Sistemi moderni le riproduzioni di immagini permettono di riprodurre su un monitor televisivo a colori una o più bande spettrali elaborate da un satellite con uno scanner MSS. Il cursore mobile viene posizionato su uno dei pixel o su una matrice di pixel situata all'interno di qualche elemento specifico, ad esempio uno specchio d'acqua. Il computer mette in correlazione tutte e quattro le bande MSS e classifica tutte le altre parti dell'immagine satellitare che hanno serie simili di numeri digitali. Il ricercatore può quindi codificare a colori le aree di "acqua" su un monitor a colori per creare una "mappa" che mostra tutti i corpi d'acqua nell'immagine satellitare. Questa procedura, detta classificazione regolamentata, consente la classificazione sistematica di tutte le parti dell'immagine analizzata. È possibile identificare tutti i principali tipi di superficie terrestre. Gli schemi di classificazione informatica descritti sono piuttosto semplici, ma il mondo che ci circonda è complesso. L'acqua, ad esempio, non ha necessariamente un'unica caratteristica spettrale. All'interno di una stessa inquadratura gli specchi d'acqua possono essere puliti o sporchi, profondi o poco profondi, parzialmente ricoperti di alghe o ghiacciati, e ciascuno di essi ha una propria riflettanza spettrale (e quindi una propria caratteristica digitale). Nel sistema analisi interattiva L'immagine digitale IDIMS utilizza uno schema di classificazione non regolamentato. IDIMS posiziona automaticamente ogni pixel in una delle diverse dozzine di classi. Dopo classificazione informatica classi simili (ad esempio, cinque o sei classi d'acqua) possono essere raccolte in una. Tuttavia, molte aree della superficie terrestre hanno spettri piuttosto complessi, il che rende difficile distinguerli in modo inequivocabile. Un boschetto di querce, ad esempio, può apparire nelle immagini satellitari come spettralmente indistinguibile da un boschetto di aceri, sebbene questo problema sia risolto molto semplicemente sul terreno. Secondo le loro caratteristiche spettrali, la quercia e l'acero appartengono alle specie di latifoglie. L'elaborazione informatica con algoritmi di identificazione del contenuto dell'immagine può migliorare significativamente l'immagine MSS rispetto a quella standard.
APPLICAZIONI
I dati del telerilevamento costituiscono la principale fonte di informazioni nella preparazione delle mappe topografiche e sull'uso del territorio. I satelliti meteorologici e geodetici NOAA e GOES vengono utilizzati per monitorare i cambiamenti delle nubi e lo sviluppo dei cicloni, inclusi uragani e tifoni. Per la mappatura vengono utilizzate anche le immagini satellitari della NOAA cambiamenti stagionali copertura nevosa nell'emisfero settentrionale ai fini della ricerca sul clima e dello studio dei cambiamenti delle correnti marine, la cui conoscenza può ridurre la durata del trasporto marittimo. Gli strumenti a microonde sui satelliti Nimbus vengono utilizzati per mappare i cambiamenti stagionali nella copertura di ghiaccio nei mari Artico e Antartico.
Vedi anche
GOLFSTREAM;
METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA. I dati di telerilevamento provenienti da aerei e satelliti artificiali vengono sempre più utilizzati per monitorare le praterie naturali. Le fotografie aeree sono molto efficaci nella silvicoltura per i benefici che possono ottenere. alta risoluzione, nonché una misurazione accurata della copertura vegetale e dei suoi cambiamenti nel tempo.

Eppure è nelle scienze geologiche che il telerilevamento ha trovato la sua più ampia applicazione. I dati del telerilevamento vengono utilizzati per compilare mappe geologiche, indicando i tipi di roccia e le caratteristiche strutturali e tettoniche dell'area. Nella geologia economica, il telerilevamento costituisce uno strumento prezioso per la ricerca di depositi minerali e fonti di energia geotermica. La geologia ingegneristica utilizza i dati del telerilevamento per selezionare i siti di costruzione idonei, individuare i materiali da costruzione, monitorare l'estrazione mineraria e la bonifica dei terreni e condurre lavori di ingegneria nelle aree costiere. Inoltre, questi dati vengono utilizzati nelle valutazioni dei rischi sismici, vulcanici, glaciologici e di altri rischi geologici, nonché in situazioni come incendi boschivi e incidenti industriali.

I dati telerilevati costituiscono una parte importante della ricerca in glaciologia (relativa alle caratteristiche dei ghiacciai e del manto nevoso), geomorfologia (forme e caratteristiche dei rilievi), geologia marina (morfologia dei fondali marini e oceanici) e geobotanica (a causa della dipendenza della vegetazione sui depositi minerari sottostanti) e in geologia archeologica. In astrogeologia, i dati del telerilevamento sono di fondamentale importanza per lo studio di altri pianeti e lune del sistema solare e in planetologia comparata per lo studio della storia della Terra. Tuttavia, l’aspetto più entusiasmante del telerilevamento è che i satelliti posizionati nell’orbita terrestre per la prima volta hanno dato agli scienziati la capacità di osservare, tracciare e studiare il nostro pianeta come un sistema completo, compresa la sua atmosfera dinamica e le morfologie del territorio mentre cambiano sotto l’influenza dei fattori naturali e delle attività umane. Le immagini ottenute dai satelliti potrebbero aiutare a trovare la chiave per prevedere i cambiamenti climatici, compresi quelli causati da fattori naturali e causati dall’uomo. Sebbene gli Stati Uniti e la Russia conducano il telerilevamento sin dagli anni ’60, anche altri paesi stanno contribuendo. Le agenzie spaziali giapponese ed europea prevedono di lanciarsi in orbite terrestri basse gran numero satelliti progettati per studiare il territorio, i mari e l'atmosfera della Terra.
LETTERATURA
Bursha M. Fondamenti di geodesia spaziale. M., 1971-1975 Telerilevamento in meteorologia, oceanologia e idrologia. M., 1984 Seibold E., Berger V. Fondo dell'oceano. M., 1984 Mishev D. Rilevamento remoto della Terra dallo spazio. M., 1985

Enciclopedia di Collier. - Società aperta. 2000 .

Dati di telerilevamento: dati sulla superficie terrestre, oggetti situati su di essa o nelle sue profondità, ottenuti nel processo di rilevamento mediante qualsiasi senza contatto, ad es. con modalità remote. Secondo la tradizione consolidata, il telerilevamento comprende dati ottenuti utilizzando apparecchiature di imaging terrestri, aeree o spaziali, che consentono di ottenere immagini in una o più parti dello spettro elettromagnetico. Le caratteristiche di tale immagine dipendono da molte condizioni naturali e fattori tecnici. Le condizioni naturali includono la stagione delle riprese, l'illuminazione della superficie fotografata, lo stato dell'atmosfera, ecc. I principali fattori tecnici includono il tipo di piattaforma su cui è installata l'attrezzatura per le riprese, il tipo di sensore; metodo di controllo del processo di ripresa; orientamento dell'asse ottico della telecamera; metodo di acquisizione delle immagini. Le principali caratteristiche del telerilevamento sono determinate dal numero e dalle gradazioni delle gamme spettrali; caratteristiche geometriche dell'immagine risultante (tipo di proiezione, distribuzione delle distorsioni), sua risoluzione.

Il telerilevamento non è un metodo nuovo. Per molti decenni l’uomo si è alzato al di sopra della Terra per osservarla da grande distanza e così conoscerla ancora di più. La fotografia aerea è stata ampiamente utilizzata per questo scopo e, nel tempo, sono comparsi nuovi tipi di fotografia che utilizzano sensori fotografici per il telerilevamento.

I recenti progressi nei satelliti artificiali che trasportano sistemi di sensori per il tracciamento della Terra hanno reso possibile l'uso di grandi quantità di fotografie e altri tipi di informazioni sulla superficie terrestre per aiutare a risolvere problemi come la mitigazione della carenza di cibo, la gestione e il controllo dell'inquinamento ambientale, l'aumento delle risorse naturali e la pianificazione per la crescita urbana. Per questi scopi i dati satellitari sono di grande importanza a condizione che la loro grande quantità possa essere ridotta in modo rapido ed economico a informazioni utili. I moderni computer digitali ad alta velocità sono adatti per risolvere i problemi di riduzione dei dati e la fusione di tali metodi computazionali con nuovi sistemi di osservazione ha già permesso di ottenere informazioni attuali e precise sul mondo che ci circonda. Il risultato della sintesi è un metodo di telerilevamento quantitativo.

Per l'analisi dei dati di telerilevamento, i più convenienti sono i sistemi di informazione geografica (GIS), che consentono di lavorare in modo efficace con informazioni distribuite spazialmente (mappe, piante, immagini aerospaziali, diagrammi in combinazione con testo, tabelle, ecc.). Devi avere a che fare con questo tipo di dati in quasi tutti i campi di attività. Questa potrebbe essere una mappa delle risorse naturali, dei risultati monitoraggio ambientale territorio, atlante catastale, pianta degli isolati, schemi di traffico, ecc. Il GIS consente di accumulare, integrare e analizzare informazioni, trovare rapidamente le informazioni necessarie e visualizzarle in una forma facile da usare, valutare le caratteristiche geometriche degli oggetti (lunghezza della strada, distanza tra le città) .

La maggior parte dei dati telerilevati sono costituiti da immagini, che consentono di ottenere informazioni su un oggetto sotto forma di immagini in formato digitale (dati trasmessi a una stazione terrestre tramite canali radio o registrati a bordo su supporto magnetico) o analogico (fotografie). forme. I dati digitali rappresentano la radiazione integrale di un sito sulla superficie terrestre corrispondente a un elemento dell'immagine: un pixel. I risultati della misurazione vengono convertiti in valori digitali discreti adimensionali corrispondenti alle caratteristiche di riflettanza. I valori digitali registrati dal dispositivo di registrazione variano all'interno di un intervallo di bit radiometrico, la cui ampiezza dipende dalle caratteristiche del sensore, solitamente l'intervallo 0 - 255. Nell'immagine, questi valori corrispondono a sfumature di la scala dei grigi: 0 rappresenta un oggetto completamente nero, 255 un oggetto completamente bianco, e intermedi i valori corrispondono a diverse tonalità di grigio. Tutta la varietà di oggetti paesaggistici E.L. Krinov è diviso in quattro classi, ciascuna delle quali si distingue per un'unica curva di luminosità spettrale (ad esempio, classe 1 - rocce e suoli, caratterizzati da un aumento della luminosità spettrale quando si avvicina alla regione rossa dello spettro). Immagini ottenute tramite scansione. Le immagini fotografiche devono essere convertite in formato digitale per l'elaborazione. A questo scopo vengono utilizzati gli scanner. Nella maggior parte dei casi, i pacchetti GIS raster vengono utilizzati per elaborare le immagini aerospaziali; le immagini zonali sono considerate in essi come strati di informazioni insieme ad altri strati DB;

I dati del telerilevamento rappresentano la fonte più importante di informazioni operative e moderne sull'argomento ambiente naturale per layer tematici in GIS, per mantenere aggiornati i dati.

Nel dettaglio: tipologie di orbite dei satelliti artificiali della Terra. Parametri dell'orbita. Per quali scopi l'una o l'altra orbita satellitare fornirà vantaggi?

La traiettoria di un satellite artificiale della Terra è chiamata orbita. L'orbita ellittica su cui ruota il satellite (nel punto S è il satellite e nel punto G è la Terra) è caratterizzata dai seguenti parametri: a = AO eb = OC - i semiassi maggiore e minore dell'ellisse; e= (1 - b2/a2)1/2 -- eccentricità orbitale; angolo HGS -- coordinata angolare n del raggio vettore (la cosiddetta vera anomalia); parametro focale p = b2/a; p = K2/ut2M, dove K è il momento della quantità di moto del satellite; t: massa del satellite; M=5,976*1027 g - massa della Terra, y = 6,67-10 -14 m3/gc3 - costante gravitazionale. I parametri dell'orbita del satellite includono anche il periodo orbitale T, il tempo tra due passaggi successivi dello stesso punto orbitale.

In generale, il piano orbitale si interseca con il piano dell'equatore terrestre lungo la cosiddetta linea dei nodi. Il punto B, in cui l'orbita interseca il piano equatoriale quando il satellite si muove da sud a nord, è chiamato nodo ascendente dell'orbita, il punto di intersezione quando il satellite si muove da nord a sud è chiamato nodo discendente. La posizione del nodo ascendente è determinata dalla longitudine del nodo ascendente, cioè angolo Q, tra il nodo ascendente e l'equinozio di primavera, misurato in senso antiorario, se visto di lato Polo Nord. Per la linea dei nodi vengono specificati due angoli nel piano orbitale. L'angolo u è la distanza angolare misurata dal nodo ascendente nel piano orbitale al perigeo orbitale H, cioè il punto dell'orbita del satellite più vicino alla Terra; co è chiamato argomento del perigeo. L'angolo i tra il piano orbitale e il piano equatoriale, chiamato inclinazione orbitale, si misura dal piano equatoriale sul lato orientale del nodo ascendente dell'orbita, in senso antiorario. Per inclinazione si distinguono equatoriale (i= 0°), polare (i=90°) e obliquo (0°< i < 90°, 90° < i < 180°) орбиты.

I satelliti per il telerilevamento della Terra vengono lanciati principalmente in orbite circolari. Un tale satellite sorvola diverse parti della Terra alla stessa altitudine, garantendo condizioni di ripresa uguali. Meteorologico satellitare per telerilevamento

Un'orbita circolare situata sopra l'equatore terrestre (latitudine 0°), in cui un satellite artificiale orbita attorno al pianeta con una velocità angolare pari alla velocità angolare di rotazione della Terra attorno al suo asse, e si trova costantemente sopra lo stesso punto sulla terra. superficie, è chiamata orbita geostazionaria (GSO). L'orbita di un satellite geostazionario è circolare (eccentricità e = 0), equatoriale (inclinazione i = 0°). Satelliti in orbita terrestre bassa (H< 1000 км) обычно выводятся на приполярные солнечно-синхронные орбиты. Эти орбиты имеют наклонение относительно экватора, близкое к 90°, обеспечивают съемку всей поверхности Земли, включая полярные области. Поворот орбиты относительно Земли синхронизован с вращением Земли относительно Солнца, так что в течение всего времени угол между плоскостью орбиты и направлением на Солнце постоянен. Это позволяет производить съемку приблизительно в один и тот же час местного времени в течение всего года. Наиболее удобное время для съемки -- около 12 ч местного времени.

Ogni orbita ha i suoi vantaggi e svantaggi. Ad esempio, le orbite polari e inclinate presentano un notevole inconveniente: poiché il satellite si muove in queste orbite, per tracciare la posizione del satellite è necessario regolare l'antenna per ricevere un segnale satellitare, ciò richiede un'attrezzatura speciale, che costa molto; di soldi: sono molto difficili da installare e da servire.

Un satellite che si muove in un'orbita geostazionaria sembra immobile e come se fosse costantemente fermo in un punto. Questo è molto comodo per trasmettere i segnali, poiché non è necessario regolare la posizione dei riflettori dell'antenna, puntandoli verso il satellite in uscita. È l'orbita geostazionaria che utilizza la maggior parte dei satelliti commerciali; i vantaggi di questa orbita sono la possibilità di comunicazione continua 24 ore su 24 nell'area di servizio globale e la quasi totale assenza di spostamento di frequenza. L'orbita equatoriale (o orbita geostazionaria), oltre a quelle positive, ha anche caratteristiche negative: - è impossibile trasmettere un segnale alle regioni circumpolari della Terra, poiché l'angolo del terreno è molto piccolo; - poiché più satelliti nella stessa orbita possono trovarsi solo a breve distanza l'uno dall'altro, si verifica una sovrasaturazione dell'orbita geostazionaria. Anche l’elevata altitudine dell’orbita geostazionaria è uno svantaggio, poiché richiede molti fondi per lanciare un satellite in orbita. Come notato in precedenza, un satellite in orbita geostazionaria non è in grado di servire le stazioni terrestri nella regione polare. Un'orbita inclinata risolve questi problemi, tuttavia, a causa del movimento del satellite rispetto a un osservatore a terra, è necessario lanciare almeno tre satelliti in un'orbita per fornire accesso alle comunicazioni 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Per quali scopi vengono utilizzate le diverse orbite dei satelliti? La televisione satellitare è un formato nuovo e di alta qualità per la trasmissione di dati ad alta velocità utilizzando apparecchiature speciali a cui è collegata una normale TV. Tutte le informazioni, sia visive (video) che audio, vengono trasmesse in modo sincrono dal centro trasmittente al consumatore attraverso un satellite terrestre artificiale situato in orbita geostazionaria dalla stazione di trasmissione al satellite spaziale. Attraverso di esso, tutte le informazioni vengono distribuite uniformemente tra i ricevitori degli abbonati. Per la trasmissione del segnale viene utilizzato uno standard digitale che consente di aumentare notevolmente il numero di canali di trasmissione ed eliminare le interferenze. Per relè satellitare programmi televisivi Fondamentalmente vengono utilizzati due tipi di satelliti: i satelliti che orbitano su orbite ellittiche e i satelliti posti in orbita geostazionaria. L'uso di un satellite situato in orbita geostazionaria elimina la necessità di puntare continuamente l'antenna ricevente verso il satellite. Grazie alla distanza costante dal satellite, il livello del segnale in ingresso è stabilizzato. La comunicazione può essere effettuata 24 ore su 24 e senza le interruzioni necessarie per spostarsi da un satellite all'altro (nel 1965, l'URSS utilizzava per questi scopi tre satelliti che si muovevano in un'orbita ellittica). Infine, l'alimentazione delle apparecchiature è facilitata, poiché il satellite è quasi costantemente illuminato dal sole. Gli svantaggi dell'orbita geostazionaria includono uno scarso servizio alle regioni circumpolari della Terra e la necessità di localizzare il cosmodromo sull'equatore, altrimenti per lanciare un satellite in tale orbita è necessario un aumento significativo della potenza del veicolo di lancio. Tuttavia questi svantaggi sono compensati dalla semplicità e dal basso costo di un gran numero di stazioni terrestri. Ma la cosa più importante è la possibilità di ricevere direttamente le trasmissioni televisive da parte degli spettatori da un satellite geostazionario senza un ripetitore intermedio a terra.

Molti satelliti si trovano in orbite inclinate o polari. Allo stesso tempo, la potenza del trasmettitore richiesta non è così elevata e il costo per lanciare un satellite in orbita è inferiore. Tuttavia, questo approccio richiede non solo un gran numero di satelliti, ma anche una vasta rete di commutatori di terra. Un metodo simile viene utilizzato dagli operatori Iridium e Globalstar. Gli operatori cellulari competono con gli operatori di comunicazioni satellitari personali.

Lo svantaggio principale delle orbite equatoriali è il ritardo del segnale. I satelliti in orbite equatoriali sono ottimali per i sistemi di trasmissione radiotelevisiva, dove ritardi di 250 ms (in ciascuna direzione) non influiscono sulla qualità dei segnali. I sistemi di comunicazione radiotelefonica sono più sensibili ai ritardi e poiché il ritardo totale nei sistemi di questa classe è di circa 600 ms (incluso il tempo di elaborazione e commutazione nelle reti terrestri), anche la moderna tecnologia di cancellazione dell'eco non sempre fornisce comunicazioni di alta qualità. Nel caso di un “doppio hop” (ritrasmissione attraverso una stazione gateway terrestre), il ritardo diventa inaccettabile per oltre il 20% degli utenti.

In base all'altitudine orbitale, i sistemi di comunicazione satellitare si dividono in:

• - Orbita bassa - (700 -- 1.500) km;
• - Orbitale medio - (5.000 -- 15.000) km;
• - Orbitale alto: da 15.000 e oltre. Gli SSS a bassa orbita vengono utilizzati per la comunicazione telefonica bidirezionale, poiché ciò comporta il minor ritardo del segnale (l'effetto di riverbero non appare). Inoltre, i satelliti a bassa orbita vengono utilizzati per la ricognizione ottica e la comunicazione con oggetti a bassa energia, ad esempio le boe di emergenza.

I satelliti in orbita terrestre media vengono utilizzati principalmente per sistemi di trasmissione radiofonica e televisiva o per fax bidirezionale, telefonia, cercapersone e scambio di dati. Anche per sistemi di localizzazione telemetrica di automobili e treni con trasmissione da essi di informazioni telemetriche. Cioè in quei sistemi in cui il ritardo del segnale non influisce in modo significativo sulla qualità dei canali di comunicazione.

I satelliti in orbita alta vengono spesso utilizzati per trasmettere programmi televisivi e radiofonici. Inoltre, questi sistemi di comunicazione vengono utilizzati per sistemi TLG unidirezionali, FAX, cercapersone e scambio dati.

Telerilevamento della Terra(ERS) - osservazione della superficie terrestre mediante aerei e veicoli spaziali dotati di vari tipi di apparecchiature per l'immagine. La gamma operativa delle lunghezze d'onda ricevute dalle apparecchiature di ripresa varia da frazioni di micrometro (radiazione ottica visibile) a metri (onde radio). I metodi di rilevamento possono essere passivo, cioè utilizzare la radiazione termica naturale riflessa o secondaria degli oggetti sulla superficie terrestre dovuta all'attività solare, e attivo– utilizzando l'emissione stimolata di oggetti avviata da una fonte artificiale di azione direzionale. I dati di telerilevamento ottenuti dai veicoli spaziali sono caratterizzati da un elevato grado di dipendenza dalla trasparenza atmosferica. Pertanto, il veicolo spaziale utilizza apparecchiature multicanale di tipo passivo e attivo che rilevano la radiazione elettromagnetica in varie gamme.

Apparecchiature di telerilevamento del primo veicolo spaziale lanciato negli anni '60-'70. era del tipo traccia: la proiezione dell'area di misurazione sulla superficie terrestre era una linea. Successivamente apparvero e si diffusero apparecchiature di telerilevamento panoramico: scanner, la proiezione dell'area di misurazione sulla superficie terrestre è una striscia.

I veicoli spaziali di telerilevamento terrestre vengono utilizzati per studiare le risorse naturali della Terra e risolvere problemi meteorologici. I veicoli spaziali per lo studio delle risorse naturali sono dotati principalmente di apparecchiature ottiche o radar. I vantaggi di quest'ultimo sono che permette di osservare la superficie terrestre in qualsiasi momento della giornata, indipendentemente dallo stato dell'atmosfera.

Elaborazione dei dati

La qualità dei dati ottenuti dal telerilevamento dipende dalla loro risoluzione spaziale, spettrale, radiometrica e temporale.

Risoluzione spaziale.È caratterizzato dalla dimensione del pixel (sulla superficie terrestre) registrato in un'immagine raster: può variare da 1 a 1000 m.

Risoluzione spettrale. I dati Landsat comprendono sette bande, compreso lo spettro infrarosso, che vanno da 0,07 a 2,1 micron. Il sensore Hyperion dell'apparato Earth Observing-1 è in grado di registrare 220 bande spettrali da 0,4 a 2,5 micron, con una risoluzione spettrale da 0,1 a 0,11 micron.

Risoluzione radiometrica. Il numero di livelli di segnale che il sensore può rilevare. Tipicamente varia da 8 a 14 bit, risultando in un numero compreso tra 256 e 16.384 livelli. Questa caratteristica dipende anche dal livello di rumore nello strumento.

Risoluzione temporanea. La frequenza con cui un satellite passa sopra una superficie di interesse. Importante quando si studiano serie di immagini, ad esempio quando si studia la dinamica della foresta. Inizialmente, l'analisi delle serie è stata effettuata per esigenze dell'intelligence militare, in particolare per tenere traccia dei cambiamenti nelle infrastrutture e nei movimenti nemici.

Per creare mappe accurate a partire dai dati di telerilevamento, è necessaria una trasformazione che elimini le distorsioni geometriche. Un'immagine della superficie terrestre ottenuta tramite un dispositivo puntato direttamente verso il basso contiene un'immagine non distorta solo al centro dell'immagine. Man mano che ci si sposta verso i bordi, le distanze tra i punti nell'immagine e le corrispondenti distanze sulla Terra diventano sempre più diverse. La correzione di tali distorsioni viene effettuata durante il processo di fotogrammetria. Dall'inizio degli anni '90, la maggior parte delle immagini satellitari commerciali sono state vendute precorrette.

Inoltre, potrebbe essere necessaria una correzione radiometrica o atmosferica. La correzione radiometrica converte i livelli di segnale discreti, come da 0 a 255, nei loro veri valori fisici. La correzione atmosferica elimina le distorsioni spettrali introdotte dalla presenza di un'atmosfera.

Nell'ambito del programma NASA Earth Observing System, sono stati formulati i livelli di elaborazione dei dati di telerilevamento:

Livello	Descrizione
	Dati provenienti direttamente dal dispositivo, senza sovraccarico (frame di sincronizzazione, intestazioni, tentativi).
1a	Dati del dispositivo ricostruiti, dotati di marcatori temporali, coefficienti radiometrici, effemeridi (coordinate orbitali) del satellite.
1b	Dati di livello 1a convertiti in unità fisiche misurazioni.
	Variabili geofisiche derivate (altezza delle onde dell'oceano, umidità del suolo, concentrazione di ghiaccio) con la stessa risoluzione dei dati di livello 1.
	Variabili visualizzate su una scala spazio-temporale universale, eventualmente integrata mediante interpolazione.
	Dati ottenuti come risultato di calcoli basati sui livelli precedenti.

Riso. 9. . Lo spettro elettromagnetico e la sua divisione indicante le lunghezze d'onda stabilite dai vari dispositivi

Sistemi di telerilevamento. Questo tipo di sistema ha tre componenti principali: un dispositivo di imaging, un ambiente di acquisizione dati e una base di rilevamento. Un semplice esempio di tale sistema è un fotografo amatoriale (base) che utilizza una fotocamera da 35 mm (dispositivo di imaging che forma un'immagine) caricata con una pellicola fotografica altamente sensibile (supporto di registrazione) per fotografare un fiume. Il fotografo si trova a una certa distanza dal fiume, ma registra le informazioni su di esso e poi le memorizza su una pellicola fotografica.

Dispositivi di imaging, supporto di registrazione e base. Gli strumenti di imaging rientrano in quattro categorie principali: fotocamere fisse e cinematografiche, scanner multispettrali, radiometri e radar attivi. Le moderne fotocamere reflex a obiettivo singolo creano un'immagine focalizzando la radiazione ultravioletta, visibile o infrarossa proveniente da un soggetto su una pellicola fotografica. Una volta sviluppata la pellicola si ottiene un'immagine permanente (capace di conservarsi a lungo). La videocamera permette di ricevere un'immagine sullo schermo; La registrazione permanente in questo caso sarà la registrazione corrispondente sulla videocassetta o una fotografia scattata dallo schermo. Tutti gli altri sistemi di imaging utilizzano rilevatori o ricevitori sensibili a specifiche lunghezze d'onda nello spettro. Tubi fotomoltiplicatori e fotorilevatori a semiconduttore, utilizzati in combinazione con scanner ottico-meccanici, consentono di registrare energia nelle regioni dell'ultravioletto, del visibile e dell'infrarosso vicino, medio e lontano dello spettro e di convertirla in segnali in grado di produrre immagini su pellicola . L'energia a microonde (energia a microonde) viene trasformata in modo simile dai radiometri o dai radar. I sonar utilizzano l'energia delle onde sonore per produrre immagini su pellicola fotografica.

Gli strumenti utilizzati per riprodurre le immagini si trovano su una varietà di basi, tra cui terra, navi, aeroplani, palloni aerostatici e veicoli spaziali. Speciali telecamere e sistemi televisivi vengono utilizzati ogni giorno per fotografare oggetti fisici e biologici di interesse terrestre, marino, atmosferico e spaziale. Speciali telecamere time-lapse vengono utilizzate per registrare i cambiamenti del terreno come l'erosione costiera, il movimento dei ghiacciai e l'evoluzione della vegetazione.

Archivi dati. Le fotografie e le immagini scattate nell'ambito dei programmi di imaging aerospaziale vengono adeguatamente elaborate e archiviate. Negli Stati Uniti e in Russia, gli archivi per tali dati informativi vengono creati dai governi. Uno dei principali archivi di questo tipo negli Stati Uniti, il Data Center EROS (Earth Resources Obsevation Systems), dipendente dal Dipartimento degli Interni, conserva circa 5 milioni di fotografie aeree e circa 2 milioni di immagini ottenute dai satelliti Landsat, oltre a come copie di tutte le fotografie aeree e le immagini satellitari della superficie terrestre archiviate dalla NASA. Queste informazioni sono ad accesso libero. Varie organizzazioni militari e di intelligence dispongono di ampi archivi fotografici e archivi di altri materiali visivi.

Analisi delle immagini. La parte più importante del telerilevamento è l'analisi delle immagini. Tale analisi può essere eseguita visivamente, mediante metodi visivi potenziati dal computer e interamente tramite computer; gli ultimi due riguardano l'analisi dei dati digitali. Inizialmente, la maggior parte del lavoro di analisi dei dati di telerilevamento veniva svolto esaminando visivamente singole fotografie aeree o utilizzando uno stereoscopio e sovrapponendo le fotografie per creare un modello stereo. Le fotografie erano solitamente in bianco e nero e a colori, a volte in bianco e nero e a colori nell'infrarosso o, in rari casi, multispettrali. I principali utilizzatori dei dati ottenuti dalla fotografia aerea sono geologi, geografi, forestali, agronomi e, ovviamente, cartografi. Il ricercatore analizza la foto aerea in laboratorio per estrarne direttamente le informazioni utili, quindi la traccia su una delle mappe di base e determina le aree che dovranno essere visitate durante il lavoro sul campo. Dopo il lavoro sul campo, il ricercatore rivaluta le fotografie aeree e utilizza i dati ottenuti da esse e dai rilievi sul campo per creare la mappa finale. Utilizzando questi metodi vengono preparate per la pubblicazione numerose carte tematiche diverse: carte geologiche, di uso del territorio e topografiche, carte delle foreste, dei suoli e delle colture. Geologi e altri scienziati conducono studi di laboratorio e sul campo delle caratteristiche spettrali di vari cambiamenti naturali e di civiltà che si verificano sulla Terra. Le idee di tale ricerca hanno trovato applicazione nella progettazione di scanner multispettrali MSS (Multi-Spectral-Scanner), utilizzati su aerei e veicoli spaziali. I satelliti artificiali della Terra Landsat-1, -2 e -4 (Landsat-1, -2 e -4) avevano a bordo MSS con quattro bande spettrali: da 0,5 a 0,6 μm (verde); da 0,6 a 0,7 µm (rosso); da 0,7 a 0,8 µm (vicino IR); da 0,8 a 1,1 µm (IR). Anche il satellite Landsat 3 utilizza una banda da 10,4 a 12,5 micron. Le immagini composite standard che utilizzano il metodo di colorazione artificiale si ottengono combinando MSS con la prima, la seconda e la quarta banda in combinazione rispettivamente con i filtri blu, verde e rosso. Sul satellite Landsat 4 con lo scanner avanzato MSS, il mappatore tematico fornisce immagini in sette bande spettrali: tre nella regione del visibile, una nella regione del vicino infrarosso, due nella regione del medio infrarosso e una nella regione dell'infrarosso termico. aree. Grazie a questo strumento la risoluzione spaziale è stata migliorata di quasi tre volte (fino a 30 m) rispetto a quella fornita dal satellite Landsat, che utilizzava solo lo scanner MSS. Poiché i sensori sensibili dei satelliti non erano progettati per l'immagine stereoscopica, era necessario differenziare alcune caratteristiche e fenomeni all'interno di un'immagine specifica utilizzando le differenze spettrali. Gli scanner MSS possono distinguere tra cinque grandi categorie di superfici terrestri: acqua, neve e ghiaccio, vegetazione, affioramento e suolo e caratteristiche legate all’uomo. Uno scienziato che abbia familiarità con l'area oggetto di studio può analizzare un'immagine ottenuta in un'unica ampia banda spettrale, come una fotografia aerea in bianco e nero, che viene tipicamente ottenuta registrando radiazioni con lunghezze d'onda comprese tra 0,5 e 0,7 µm (verde e regioni rosse dello spettro). Tuttavia, con l’aumento del numero di nuove bande spettrali, diventa sempre più difficile per l’occhio umano distinguere tra caratteristiche importanti di toni simili in diverse parti dello spettro. Ad esempio, solo un rilievo ripreso dal satellite Landsat utilizzando MSS nella banda 0,5-0,6 micron contiene circa 7,5 milioni di pixel (elementi dell'immagine), ciascuno dei quali può avere fino a 128 sfumature di grigio che vanno da 0 (nero) a 128 ( bianco). Confrontando due immagini Landsat della stessa area, hai a che fare con 60 milioni di pixel; un'immagine ottenuta da Landsat 4 ed elaborata dal mappatore contiene circa 227 milioni di pixel. Ne consegue chiaramente che per analizzare tali immagini devono essere utilizzati i computer.

Elaborazione digitale delle immagini. L'analisi delle immagini utilizza i computer per confrontare i valori della scala di grigi (intervallo di numeri discreti) di ciascun pixel nelle immagini scattate nello stesso giorno o in giorni diversi. I sistemi di analisi delle immagini classificano le caratteristiche specifiche di un rilievo per produrre una mappa tematica del territorio. I moderni sistemi di riproduzione delle immagini consentono di riprodurre su un monitor televisivo a colori una o più bande spettrali elaborate da un satellite con uno scanner MSS. Il cursore mobile viene posizionato su uno dei pixel o su una matrice di pixel situata all'interno di qualche elemento specifico, ad esempio uno specchio d'acqua. Il computer mette in correlazione tutte e quattro le bande MSS e classifica tutte le altre parti dell'immagine satellitare che hanno serie simili di numeri digitali. Il ricercatore può quindi codificare a colori le aree di "acqua" su un monitor a colori per creare una "mappa" che mostra tutti i corpi d'acqua nell'immagine satellitare. Questa procedura, detta classificazione regolamentata, consente la classificazione sistematica di tutte le parti dell'immagine analizzata. È possibile identificare tutti i principali tipi di superficie terrestre. Gli schemi di classificazione informatica descritti sono piuttosto semplici, ma il mondo che ci circonda è complesso. L'acqua, ad esempio, non ha necessariamente un'unica caratteristica spettrale. All'interno di una stessa inquadratura gli specchi d'acqua possono essere puliti o sporchi, profondi o poco profondi, parzialmente ricoperti di alghe o ghiacciati, e ciascuno di essi ha una propria riflettanza spettrale (e quindi una propria caratteristica digitale). Il sistema interattivo di analisi delle immagini digitali IDIMS utilizza uno schema di classificazione non regolamentato. IDIMS posiziona automaticamente ogni pixel in una delle diverse dozzine di classi. Dopo la classificazione computerizzata, classi simili (ad esempio, cinque o sei classi d'acqua) possono essere raccolte in una sola. Tuttavia, molte aree della superficie terrestre hanno spettri piuttosto complessi, il che rende difficile distinguerli in modo inequivocabile. Un boschetto di querce, ad esempio, può apparire nelle immagini satellitari come spettralmente indistinguibile da un boschetto di aceri, sebbene questo problema sia risolto molto semplicemente sul terreno. Secondo le loro caratteristiche spettrali, la quercia e l'acero appartengono alle specie di latifoglie. L'elaborazione informatica con algoritmi di identificazione del contenuto dell'immagine può migliorare significativamente l'immagine MSS rispetto a quella standard.

Nota. I dati del telerilevamento costituiscono la principale fonte di informazioni nella preparazione delle mappe topografiche e sull'uso del territorio. I satelliti meteorologici e geodetici NOAA e GOES vengono utilizzati per monitorare i cambiamenti delle nubi e lo sviluppo dei cicloni, inclusi uragani e tifoni. Le immagini satellitari della NOAA vengono utilizzate anche per mappare i cambiamenti stagionali della copertura nevosa nell'emisfero settentrionale per la ricerca sul clima e per studiare i cambiamenti nelle correnti marine, che possono aiutare a ridurre i tempi di spedizione. Gli strumenti a microonde sui satelliti Nimbus vengono utilizzati per mappare i cambiamenti stagionali nella copertura di ghiaccio nei mari Artico e Antartico.

I dati di telerilevamento provenienti da aerei e satelliti artificiali vengono sempre più utilizzati per monitorare le praterie naturali. Le fotografie aeree sono molto utili in silvicoltura per l'elevata risoluzione che possono raggiungere, nonché per la misurazione accurata della copertura vegetale e di come questa cambia nel tempo.

La termografia aerea a infrarossi dallo spazio consente di distinguere le aree delle correnti locali della Corrente del Golfo.

Eppure, è nelle scienze geologiche che il telerilevamento ha trovato la più ampia applicazione. I dati del telerilevamento vengono utilizzati per compilare mappe geologiche, indicando i tipi di roccia e le caratteristiche strutturali e tettoniche dell'area. Nella geologia economica, il telerilevamento costituisce uno strumento prezioso per la ricerca di depositi minerali e fonti di energia geotermica. La geologia ingegneristica utilizza i dati del telerilevamento per selezionare i siti di costruzione idonei, individuare i materiali da costruzione, monitorare l'estrazione mineraria e la bonifica dei terreni e condurre lavori di ingegneria nelle aree costiere. Inoltre, questi dati vengono utilizzati nelle valutazioni dei rischi sismici, vulcanici, glaciologici e di altri rischi geologici, nonché in situazioni come incendi boschivi e incidenti industriali.

I dati del telerilevamento costituiscono una parte importante della ricerca in glaciologia(relativo alle caratteristiche dei ghiacciai e del manto nevoso), in geomorfologia(forme e caratteristiche del rilievo), in geologia marina(morfologia del fondo dei mari e degli oceani), in geobotanica(a causa della dipendenza della vegetazione dai depositi minerali sottostanti) e in geologia archeologica. IN astrogeologia I dati del telerilevamento sono di fondamentale importanza anche per lo studio di altri pianeti e lune del sistema solare planetologia comparata per studiare la storia della Terra. Tuttavia, l’aspetto più entusiasmante del telerilevamento è che i satelliti posizionati nell’orbita terrestre per la prima volta hanno dato agli scienziati la capacità di osservare, tracciare e studiare il nostro pianeta come un sistema completo, compresa la sua atmosfera dinamica e le morfologie del territorio mentre cambiano sotto l’influenza dei fattori naturali e delle attività umane. Le immagini ottenute dai satelliti potrebbero aiutare a trovare la chiave per prevedere i cambiamenti climatici, compresi quelli causati da fattori naturali e causati dall’uomo. Sebbene gli Stati Uniti e la Russia dagli anni '60. condurre il telerilevamento, anche altri paesi stanno contribuendo. Le agenzie spaziali giapponese ed europea intendono lanciare un gran numero di satelliti in orbite terrestri basse progettate per studiare il territorio, i mari e l'atmosfera della Terra.

Il primo satellite sovietico, Zenit-2, fu creato su OKB-1. Dal 1965 al 1982, sulla base del satellite Zenit, TsSKB-Progress ha creato sette modifiche dei satelliti di telerilevamento della Terra. In totale, ad oggi, TsSKB-Progress ha creato 26 tipi di satelliti automatici per l'osservazione della superficie terrestre, risolvendo l'intera gamma di problemi nell'interesse della sicurezza nazionale, della scienza e dell'economia nazionale.

Dal 1988 al 1999 sono stati effettuati con successo 19 lanci dei veicoli spaziali Resurs-F1 e Resurs-F1M. Dal 1987 al 1995 sono stati effettuati con successo 9 lanci della navicella spaziale Resurs-F2.

Il complesso spaziale Resurs-F2 è progettato per effettuare fotografie multispettrali e spettrozonali della superficie terrestre nelle gamme visibili e del vicino infrarosso dello spettro delle radiazioni elettromagnetiche con elevate caratteristiche geometriche e fotometriche nell'interesse di vari settori dell'economia nazionale e della Terra scienze.

Il complesso spaziale Resurs-DK è uno sviluppo unico di TsSKB-Progress, che combina soluzioni tecniche collaudate nel tempo e risultati avanzati nelle idee di design. Il complesso spaziale Resurs-DK fornisce il telerilevamento multispettrale della superficie terrestre e la pronta consegna di immagini altamente informative via radio alla Terra.

Nel novembre 2010 diversi sistemi Resursa-DK si sono guastati, dopodiché il dispositivo non ha più potuto essere utilizzato per lo scopo previsto.

Resurs-P è destinato a sostituire il vecchio satellite Resurs-DK.

L'unicità del nuovo apparato di rilevamento della Terra "Resurs-P" sta nel set di scanner: su di esso verranno installati quattro o cinque sistemi di imaging. Ciò consentirà di ricevere informazioni dalla Terra non in tre colori, come adesso, ma nell'intera gamma di colori e nella gamma del vicino infrarosso.

Nuovo complesso il satellite sarà più preciso e più veloce del suo predecessore. Secondo gli sviluppatori, "Resurs-P" consentirà di studiare l'evoluzione del clima, ottenere dati spaziali sui processi su larga scala nell'atmosfera e sulla superficie terrestre, monitorare le situazioni di emergenza, prevedere i terremoti, avvisare di tsunami, incendi , fuoriuscite di petrolio e molto altro ancora.

Riso. Resurs-DK

Kosmos-1076 è il primo satellite oceanografico specializzato sovietico. Questo è uno dei due satelliti che hanno partecipato all'esperimento Ocean-E (il secondo è Kosmos-1151). Entrambi sono basati su veicolo spaziale tipo AUOS-3. Progettisti principali: V.M. Kovtunenko, B.E. I dati ottenuti dal satellite hanno permesso di creare il primo database spaziale sovietico sull'Oceano Mondiale:18 Il satellite era dotato di apparecchiature di telerilevamento terrestre (ERS) di tipo track.

Ufficio di progettazione Yuzhnoye

ricerca oceanografica

Veicolo di lancio

11K68 (“Ciclone-3”)

Rampa di lancio

Plesetsk, complesso di lancio n. 32/2

Deorbitare

Specifiche

Elementi orbitali

Tipo di orbita

Subpolare

Umore

Periodo di circolazione

Apocentro

Pericentro

Monitor è una serie di piccoli veicoli spaziali per il telerilevamento della Terra creati presso il Centro spaziale statale di ricerca e produzione da cui prende il nome. M.V. Khrunichev sulla base della piattaforma spaziale unificata “Yacht”. Si presumeva che la serie fosse composta dai satelliti “Monitor-E”, “Monitor-I”, “Monitor-S”, “Monitor-O” dotati di varie apparecchiature ottico-elettroniche e “Monitor-R” dotato di sistemi radar ." Al momento non ci sono satelliti della serie Monitor nel programma spaziale federale.

Monitor-E

Il primo dei satelliti della serie, Monitor-E (sperimentale), è progettato per testare nuove apparecchiature target e sistemi di servizio della piattaforma Yachta. Il satellite, del peso di 750 kg, è dotato di due telecamere con una risoluzione di 8 m in modalità pancromatica (un canale) e di 20 m in modalità multicanale (3 canali). Le immagini Monitor-E copriranno un'area di 90 x 90 km e 160 x 160 km. La capacità della memoria integrata è di 50 gigabyte (2×25). Il satellite è progettato secondo un design non pressurizzato, su base modulare, che consente, se necessario, di espandere le capacità del veicolo spaziale grazie ad apparecchiature aggiuntive. L'apparecchiatura bersaglio è in grado di trasmettere informazioni quasi in tempo reale. Il satellite è dotato di un sistema di propulsione elettrica (EPS), che utilizza lo xeno come fluido di lavoro dell'EPS. La vita attiva stimata del dispositivo è di 5 anni.

Monitor-E è stato lanciato il 26 agosto 2005 dal cosmodromo di Plesetsk utilizzando un veicolo di lancio Rokot. Il satellite è stato lanciato in un'orbita eliosincrona ad un'altitudine di 550 km. Dopo l'entrata in orbita, non è stato possibile stabilire la comunicazione con il dispositivo a causa del guasto dell'apparecchiatura di terra della linea di radiocomando per l'apparecchiatura di bordo. È stato possibile stabilire la comunicazione con il satellite solo dopo un giorno. Tuttavia, già il 18 ottobre, il dispositivo ha riscontrato seri problemi legati al suo controllo, dopodiché è entrato in una modalità difficile. Ciò è accaduto a causa di un guasto temporaneo di uno dei canali del misuratore vettoriale giroscopico della velocità angolare (GYVUS). Ben presto questo problema fu risolto e già il 23 novembre 2005 fu verificata la funzionalità dei collegamenti radio per la trasmissione delle immagini dalla navicella. Il 26 novembre 2005 sono state ottenute le prime immagini della superficie terrestre da una fotocamera con una risoluzione di 20 metri e il 30 novembre è stata testata una fotocamera con una risoluzione di 8 metri. Pertanto, si può sostenere che il funzionamento della navicella spaziale Monitor-E è stato completamente ripristinato.

Nel 2011 l'attività della navicella spaziale è stata sospesa.

Il programma Landsat è il progetto più longevo per ottenere fotografie satellitari del pianeta Terra. Il primo dei satelliti del programma fu lanciato nel 1972; l'ultima, ad oggi, Landsat 7 - 15 aprile 1999. Le apparecchiature installate sui satelliti Landsat hanno acquisito miliardi di immagini. Le immagini ottenute negli Stati Uniti e dalle stazioni dati satellitari di tutto il mondo forniscono una risorsa unica per condurne molte ricerca scientifica in agricoltura, cartografia, geologia, silvicoltura, intelligence, istruzione e sicurezza nazionale. Ad esempio, Landsat-7 fornisce immagini in 8 gamme spettrali con risoluzione spaziale da 15 a 60 m per punto; La frequenza di raccolta dei dati per l'intero pianeta era inizialmente di 16 giorni.

Nel 1969, anno del volo dell'uomo sulla Luna, lo Hughes Santa Barbara Research Center iniziò lo sviluppo e la produzione dei primi tre scanner multispettrali (MSS). I primi prototipi di MSS furono prodotti entro 9 mesi, nell'autunno del 1970, dopodiché furono testati sulla cupola di granito dell'Half Dome nel Parco nazionale di Yosemite.

Il progetto ottico originale dell'MSS è stato creato da Jim Kodak, un ingegnere di sistemi opto-meccanici che progettò anche la fotocamera ottica della missione Pioneer, che fu il primo strumento ottico a lasciare il sistema solare.

Quando fu creato nel 1966, il programma si chiamava Earth Resources Observation Satellites, ma nel 1975 il programma fu rinominato. Nel 1979, con la Direttiva Presidenziale 54, il presidente degli Stati Uniti Jimmy Carter trasferì il controllo del programma dalla NASA alla NOAA, raccomandando lo sviluppo di un sistema a lungo termine con 4 satelliti aggiuntivi dopo Landsat 3, nonché il trasferimento del programma al settore privato . Ciò accadde nel 1985, quando una squadra della Earth Observation Satellite Company (EOSAT), della Hughes Aircraft e della RCA fu selezionata dalla NOAA per gestire il sistema Landsat con un contratto di dieci anni. EOSAT gestiva Landsat 4 e 5, aveva i diritti esclusivi per vendere i dati generati dal programma e costruì Landsat 6 e 7.

Foto satellitare di Calcutta a colori simulati. Scattata dal satellite Landsat 7 della NASA.

Nel 1989, mentre la transizione del programma non era ancora del tutto completata, la NOAA aveva esaurito il budget per il programma Landsat (la NOAA non aveva richiesto finanziamenti e il Congresso degli Stati Uniti aveva stanziato solo la metà del finanziamento anno finanziario) e la NOAA hanno deciso di chiudere Landsat 4 e 5. Il capo del nuovo Consiglio spaziale nazionale, il vicepresidente James Quayle, ha attirato l'attenzione sulla situazione attuale e ha aiutato il programma a ricevere finanziamenti di emergenza.

Nel 1990 e nel 1991, il Congresso fornì nuovamente alla NOAA finanziamenti solo per metà dell'anno, richiedendo ad altre agenzie che utilizzavano i dati raccolti dal programma Landsat di fornire la restante metà del denaro richiesto. Nel 1992 furono compiuti sforzi per ripristinare i finanziamenti, ma entro la fine dell'anno l'EOSAT aveva cessato di elaborare i dati Landsat. Landsat 6 fu lanciato il 5 ottobre 1993, ma andò perduto in un incidente. L'elaborazione dei dati da Landsat 4 e 5 è stata ripresa dall'EOSAT nel 1994. Landsat 7 è stato lanciato dalla NASA il 15 aprile 1999.

L'importanza del programma Landsat è stata riconosciuta dal Congresso nell'ottobre 1992, con l'approvazione del Land Remote Sensing Policy Act (legge pubblica 102-555), che ha consentito la continuazione del Landsat-7 e ha assicurato la disponibilità dei dati e delle immagini Landsat a livello mondiale. i prezzi più bassi possibili sia per gli utenti attuali che per quelli nuovi.

Cronologia di lancio

Landsat-1 (originariamente ERTS-1, Earth Resources Technology Satellite -1) - lanciato il 23 luglio 1972, cessato l'attività il 6 gennaio 1978

Landsat 7 - lanciato il 15 aprile 1999, operativo. Dal maggio 2003, il modulo Scan Line Corrector (SLC) non funziona più. Dal settembre 2003 viene utilizzato in una modalità senza correzione della linea di scansione, che riduce la quantità di informazioni ricevute al 75% dell'originale.

Dettagli tecnici

Il prossimo satellite del programma dovrebbe essere il Landsat Data Continuity Mission. Il lancio è previsto per il 2012. Nuovo satelliteè stato costruito in Arizona dalla Orbital Sciences Corporation.