Метод проектирования региональной системы дистанционного зондирования Земли на базе малых искусственных спутников с оптико-электронной целевой аппаратурой

• Автор: Миршамс Мехран
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ.
ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.1 Тенденции развития систем дистанционного зондирования Земли
1.2 Специфика требований к информации дистанционного зондирования Земли
1.2.1 Сельское хозяйство
1.2.2 Климатология, контроль глобальных атмосферных изменений
1.2.3 Поиск полезных ископаемых и энергоносителей
1.2.4 Землепользование
1.2.5 Наблюдение прибрежных зон и океанов
1.2.6 Лесное хозяйство
1.2.7 Контроль водных ресурсов
1.2.8 Мониторинг чрезвычайных ситуаций
1.2.9 Задачи, актуальные для региональной системы ДЗЗ
Методы и аппаратные средства систем ДЗЗ
1.3.1 Фотоаппаратура
1.3.2 Телевизионное сканирующее устройство
1.3.3 Кадровая телевизионная система
1.4 Структура проектной задачи
1.4.1 Состав космической системы ДЗЗ
1.4.2 Декомпозиция проектной задачи на уровнях орбитального комплекса и КА ДЗЗ
1.4.3 Типы проектных задач решаемых с использованием математических моделей
Глава 2. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ДЗЗ
2.1 Обобщенные параметры оптико-электронной системы и виды съемки
2.1.1 Состав и основные проектные параметры оптико-электронных систем
2.1.2 Оптические системы для спутниковых систем зондирования
2.1.3 Типы приборов с зарядовой связью (ПЗС) фотоприемника
2.1.4 Разрешающая способность и линейное разрешение ОЭС
2.1.5 Классификация изображений и метод их реализации
2.2 Определение потребного числа приемных элементов (пикселей) для обеспечения заданной полосы захвата
2.3 Методика определения массы и энергопотребления оптикоэлектронной системы (ОЭС) спутников ДЗЗ
2.3.1 Массовая модель оптической части ОЭС
2.3.2 Массо-энергетическая модель электронной части ОЭС
2.4 Численный анализ на основе разработанной методики
Глава 3. БАЛЛИСТИЧЕСКОЕ ПОСТРОЕНИЕ ОРБИТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ
3.1 Задачи проектно-баллистического анализа систем
3.2 Кинематические параметры орбит ДЗЗ
3.2.1 Трасса спутника
3.2.2 Зона обзора на поверхности
3.2.3 Полоса обзора
3.2.4 Солнечно-синхронная орбита
3.2.5 Условие кратности
3.2.6 Определение времени баллистического существования ИСЗ
3.3 Определение высоты (периода) круговой орбиты для непрерывного обзора с кратностью Кс суток заданного региона земной поверхности единичным аппаратом
3.4 Определение полосы обзора регионального спутника ДЗЗ
3.5 Анализ космической группировки системы ДЗЗ глобального покрытия поверхности
3.6 Построение космической группировки ИСЗ дистанционного зондирования Земли
3.6.1 Определение величины характеристической скорости космического блока и его энерго-массовых характеристик при разведении спутников в плоскости орбиты за заданный интервал времени
3.6.2 Определение величины характеристической скорости для поддержания орбиты спутника для заданного интервала времени
(использование активных средств поддержания группировки низкоорбитальных ИСЗ)
3.6.3 Затраты характеристической скорости на поддержание орбитальной группировки
3.6.4 Разброс параметров рабочей орбиты
Глава 4. АЛГОРИТМ ПРОЕКТНОЙ ЗАДАЧИ
4.1 Задача информационного баланса
4.2 Орбитальное построение системы
4.3 Определение обобщенных параметров оптико-электронного модуля системы ДЗЗ
4.4 Статистическая модель оценки массовых характеристик ЛА Глава 5. ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
5.1 Постановка прикладной задачи и варианты ее решения
5.2. Космическая система регионального ДЗЗ
5.3. Сравнительный анализ массовых характеристик космической системы ДЗЗ “ИРИС”
ВЫВОДЫ ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Регрессионный анализ статистических зависимостей. ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
Программа решения уравнения : А1=[(Х11.Х1)Л-1].Х11.У1
орбиты 200 км. Для многоспектральной фотоаппаратуры проведен пересчет массы для четырех спектральных диапазонов.
Результаты представлены на рис. 1.3.2 в виде соответствующих точек в системе координат “масса фотоаппаратуры с пленкой т - разрешение на местности /?”. Эти точки соединены плавными кривыми соответственно для топографических и многоспектральных фотоаппаратов. Форма кривых взята в соответствии с зависимостью разрешения К от диаметра объектива £> и его фокусного расстояния / определяющих в основном массу фотоаппарата.
мфото А/;.
Эти зависимости могут быть аппроксимированы следующими соотношениями:
• для топографических фотокамер:
т=116-2,3В + 0,14В2;
• для многоспектральных фотокамер:
т=68- 14В + 0,008В2,
где т имеет размерность [кг], Я- [ж].
1.3.2. Телевизионное сканирующее устройство
Принципиальная схема работы телевизионного сканирующего устройства показана на рис. 1.3.3 /41.
Масса т сканера в основном определяется диаметром О объектива и имеет место следующая зависимость:
т = 0,74 О0-87.
Геометрический вид этой зависимости приведен на рис. 1.3.4. На этом же рисунке приведены точки, соответствующие различным типам сканирующих устройств, установленных на космических объектах [1, стр. 61, табл. 2-7], которые послужили основой для построения зависимости.
Использование светофильтров и, соответственно, нескольких матриц детекторов позволяет проводить многоспектральную съемку Земли. Отличительной особенностью получаемой со сканеров информации является высокая фотометрическая точность (ошибка