Dzz a navigációs rendszerek használatában. Orbital zarándokok
Méret: px
Kezdje el megjeleníteni az oldaltól:
Átirat
1 2.3. Téma. A Föld távérzékelésének és műholdas navigációjának alkalmazása az olaj- és gáziparban A Föld távérzékelésének módszere: jellemzők és előnyök Az adatok megszerzése és feldolgozása a GIS számára az ilyen információs rendszerek létrehozásának legfontosabb és fáradságosabb szakasza. Jelenleg a legígéretesebb és gazdaságilag megvalósítható módszer az objektumok adatainak földi távérzékelési (ERS) adatok és GPS-mérések alapján történő megszerzésének a módszere. Tág értelemben a távérzékelés a Föld felszínére, a rajta vagy annak mélyén lévő tárgyakra vonatkozó információk beérkezése bármilyen érintés nélküli módszerrel. Hagyományosan a távérzékelési adatok csak azokat a módszereket tartalmazzák, amelyek lehetővé teszik a földfelszín képének megszerzését az űrből vagy a levegőből az elektromágneses spektrum bármely részén. Többféle felmérés létezik, amelyek a sugárzás sajátos tulajdonságait használják fel különböző hullámhosszakon. A földrajzi elemzés során a távérzékelésen kívül szükségszerűen más forrásokból származó térbeli adatokat, digitális topográfiai és tematikus térképeket, infrastrukturális sémákat és külső adatbázisokat is felhasználnak. A képek lehetővé teszik nemcsak a különböző jelenségek és tárgyak azonosítását, hanem kvantitatív értékelését is. A Föld távérzékelési módszer előnyei a következők: az adatok relevanciája a felmérés időpontjában (a legtöbb térképészeti anyag reménytelenül elavult); az adatgyűjtés magas hatékonysága; nagy pontosságú adatfeldolgozás a GPS technológiák használata miatt; magas információtartalom (a multispektrális, infravörös és radar felmérések lehetővé teszik a hétköznapi képeken nem megkülönböztethető részletek megtekintését); gazdasági megvalósíthatóság (az információ távérzékelés útján történő megszerzésének költsége lényegesen alacsonyabb, mint a földi terepi munka); háromdimenziós terepmodell (domborzati mátrix) megszerzésének képessége sztereó mód vagy lidar érzékelési módszerek alkalmazásával, és ennek eredményeként a földfelület egy szakaszának háromdimenziós modellezésének képessége (virtuális valóság rendszerek) ). A távoli módszereket az jellemzi, hogy a rögzítő eszközt jelentősen eltávolítják a vizsgált objektumból. A földfelszínen zajló jelenségek és folyamatok ilyen vizsgálata során a tárgyaktól való távolság egységektől kilométerekig mérhető. Ez a körülmény biztosítja a felület szükséges áttekintését, és lehetővé teszi a legáltalánosabb képek elkészítését. A távérzékelésnek különféle osztályozásai vannak. Jegyezzük meg az olaj- és gázipar gyakorlati adatgyűjtésének szempontjából a legfontosabbakat. Az objektumok saját sugárzása és más forrásokból származó visszavert sugárzás regisztrálható. Ezek a források lehetnek a Nap vagy maga a képalkotó berendezés. Ez utóbbi esetben koherens sugárzást (radarokat, szonárokat és lézereket) használnak, amelyek nemcsak a sugárzás intenzitását, hanem annak polarizációját, fázisát és Doppler-eltolását is rögzítik, amely további információkat nyújt. Egyértelmű, hogy az önkibocsátó (aktív) érzékelők működése nem függ a napszaktól, de jelentős energiafogyasztást igényel. Így a jelforrás általi hangzás típusai: aktív (tárgyak stimulált emissziója, amelyet egy irányított cselekvés mesterséges forrása indít); passzív (saját, természetes visszaverődő vagy másodlagos termikus sugárzás a Föld felszínén lévő tárgyak miatt, a nap aktivitása miatt). A forgatási berendezés különféle platformokon helyezhető el. A platform lehet űrhajó (SC, műhold), repülőgép, helikopter és akár egyszerű állvány is. In po 1
Ez utóbbi esetben tárgyak oldalának földi lövöldözésével (például építészeti és helyreállítási feladatokkal) vagy természetes vagy mesterséges nagy magasságú tárgyakról történő ferde lövöldözéssel foglalkozunk. A harmadik típusú platformot nem veszik figyelembe, mivel olyan specialitásokhoz tartozik, amelyek messze vannak attól, amelyre ezeket az előadásokat írják. Egy platformon több felmérési eszköz is helyet kaphat, úgynevezett műszerek vagy érzékelők, ami az űrhajókra jellemző. Például a Resurs-O1 műholdak MSU-E és MSU-SK érzékelőket hordoznak, a SPOT műholdak két azonos HRV érzékelővel rendelkeznek (SPOT-4 HRVIR). Nyilvánvaló, hogy minél távolabb van a platform az érzékelőtől a vizsgált objektumtól, annál nagyobb a lefedettség és kevésbé lesz részletgazdag az eredményül kapott képek. Ezért a távérzékelési adatok megszerzéséhez jelenleg a következő típusú felméréseket különböztetjük meg: 1. Térfelmérés (fényképészeti vagy optoelektronikus): panchromatikus (gyakrabban a spektrum egyik széles látható részén), a legegyszerűbb példa a fekete-fehér fényképezés ; szín (többféle, gyakrabban valós színű fényképezés egy médiumon); többzónás (egyidejű, de különálló képfelvétel a spektrum különböző zónáiban); radar (radar); 2. Légi fényképezés (fényképészeti vagy optoelektronikus): ugyanazok a típusú távérzékelés, mint az űrképekben; lidar (lézer). Mindkét típusú felmérést széles körben alkalmazzák az olaj- és gáziparban, amikor GIS-vállalkozást hoznak létre, és mindegyikük saját rést foglal el. Az űrképek (CS) felbontása alacsonyabb (30 és 1 m között, a felmérés típusától és az űrhajó típusától függően), de emiatt nagy területeket fed le. Az űrképeket nagy területek felmérésére használják annak érdekében, hogy operatív és naprakész információkat kapjanak a leendő geológiai kutatási munkák területéről, a bányaterület globális térinformatikai rendszerének létrehozásához szükséges alapvető keret, az olajszennyezések környezeti nyomon követése, stb. Ebben az esetben mind a hagyományos monokróm (fekete-fehér fényképezés), mind a multispektrális képet használjuk. A légi fényképezés (AFS) lehetővé teszi nagyobb felbontású kép készítését (1-2 m-től 5-7 cm-ig). A légi fényképezést nagyon részletes anyagok megszerzésére használják a földkataszter problémáinak megoldására a bányászat, a számvitel és az ingatlankezelés bérelt területeivel kapcsolatban. Ezenkívül a légi fényképezés használata manapság a legjobb megoldásnak tűnik a lineárisan kiterjesztett tárgyak (olaj-, gázvezetékek stb.) GIS létrehozásához szükséges adatok megszerzéséhez. ) a „folyosó” felvétel használatának lehetősége miatt. A kapott képek jellemzői (mind APS, mind CS), azaz. egy adott jelenség, tárgy vagy folyamat észlelésének és mérésének képessége az érzékelők jellemzőitől, ill. A fő jellemző a felbontás. A távérzékelő rendszereket többféle felbontás jellemzi: térbeli, spektrális, radiometrikus és időbeli. A „felbontás” kifejezés általában térbeli felbontásra utal. A térbeli felbontás (1. ábra) jellemzi a képen látható legkisebb objektumok méretét. A megoldandó feladatoktól függően alacsony (100 m-nél nagyobb), közepes (m) és magas (10 m-nél kisebb) felbontású adatok használhatók. Az alacsony térbeli felbontású képek általánosak és lehetővé teszik nagy területek egyszeri lefedettségét az egész féltekén át. Az ilyen adatokat leggyakrabban a meteorológiában, az erdőtüzek és más nagyszabású természeti katasztrófák megfigyelésében használják. A közepes térbeli felbontású képek jelenleg a természeti környezet megfigyelésének fő adatforrása. A térbeli felbontások ezen tartományában működő képalkotó berendezésekkel rendelkező műholdakat számos ország, Oroszország, az USA, Franciaország és mások indították el, és ez biztosítja a megfigyelés következetességét és folytonosságát. Lövés - 2
Az űrből a legutóbbi időkig nagy felbontást szinte kizárólag a katonai hírszerzés érdekében és a levegőből végeztek topográfiai térképezés céljából. Ma azonban már számos kereskedelemben kapható nagy felbontású űrérzékelő (KVR-1000, IRS, IKONOS) létezik, amelyek lehetővé teszik a térbeli elemzések nagyobb pontossággal történő elvégzését, vagy az elemzési eredmények közepes vagy alacsony felbontásban finomítását. 1. ábra: Különböző térbeli felbontású légifelvételek: 0,6 m (felül), 2 és 6 m (alul). A spektrális felbontás jelzi, hogy az elektromágneses hullám (EMW) spektrumának mely részeit rögzíti az érzékelő. A természeti környezet elemzésénél, például a környezeti monitoring érdekében ez a paraméter a legfontosabb. Hagyományosan a távérzékelés során alkalmazott teljes hullámhossz-tartomány három részre osztható: rádióhullámok, hősugárzás (IR-sugárzás) és látható fény. Ez a felosztás az elektromágneses hullámok és a földfelszín kölcsönhatásának különbségének, az EMW visszaverődését és emisszióját meghatározó folyamatok különbségének köszönhető. A leggyakrabban használt EMW tartomány a látható fény és a szomszédos rövidhullámú infravörös sugárzás. Ebben a tartományban a visszavert napsugárzás főleg a felszín kémiai összetételéről hordoz információkat. Ahogy az emberi szem megkülönbözteti az anyagokat szín szerint, a távérzékelő szenzor a szó tágabb értelmében megfogja a „színt”. Míg az emberi szem az elektromágneses spektrumnak csak három szakaszát (zónáját) regisztrálja, a modern szenzorok képesek több tíz és száz ilyen zóna megkülönböztetésére, ami lehetővé teszi a tárgyak és jelenségek megbízható detektálását a korábban ismert spektrogramjaikkal. Sok gyakorlati feladathoz nem mindig szükséges ilyen részletesség. Ha az érdeklődésre számot tartó tárgyak előre ismertek, kiválaszthat néhány olyan spektrális zónát, amelyekben azok a leginkább észrevehetők. Tehát például a közeli infravörös tartomány nagyon hatékony a vegetáció állapotának felmérésében, annak elnyomásának mértékének meghatározásában. A legtöbb alkalmazáshoz elegendő mennyiségű információt szolgáltatnak a LANDSAT (USA), a SPOT (Franciaország), a Resurs-O (Oroszország) műholdak multispektrális képei. A napfény és a tiszta idő nélkülözhetetlen a sikeres felméréshez ebben a hullámhossztartományban. Általában az optikai felvételt vagy egyszerre hajtják végre a teljes látható tartományban (panchromatikus), vagy a spektrum több szűkebb zónájában (többzónás). Ha minden más dolog egyenlő, 3
4 körülmények között a panchromatikus képek térbeli felbontása nagyobb. Legjobbak a topográfiai feladatokhoz és az objektumok határainak tisztázásához, amelyeket több zónás, alacsonyabb térbeli felbontású képeken emelnek ki. A termikus infravörös sugárzás (2. ábra) főleg a felületi hőmérsékletről hordoz információkat. A látható tárgyak és jelenségek (mind természetes, mind mesterséges) hőmérsékleti rendszereinek közvetlen meghatározása mellett a termikus képek közvetett módon lehetővé teszik a földalatti folyók, csővezetékek stb. Rejtett felfedését. Mivel a hősugárzást maguk a tárgyak generálják, a napfény nem szükséges a képek készítéséhez (még akadályozza is). Az ilyen képek lehetővé teszik az erdőtüzek, az olaj- és gázkitörések, valamint a föld alatti eróziós folyamatok dinamikájának nyomon követését. Meg kell jegyezni, hogy technikailag nehéz nagy térbeli felbontású űralapú termikus képeket beszerezni, ezért ma körülbelül 100 m-es felbontású képek állnak rendelkezésre.A repülőgépekről készült hőképalkotás szintén sok hasznos információt nyújt. 2. ábra: A tartályok légi fényképe a látható fény tartományában (balra) és az éjszakai hőkép az azonos terület infravörös tartományában (jobbra) A radarfelvételhez a rádióhullámok centiméteres tartományát használják. Az ebbe az osztályba tartozó képek legfontosabb előnye minden időjárásnak megfelelő teljesítmény. Mivel a radar regisztrálja saját sugárzását, amelyet a föld felszíne visszavert, működéséhez nem szükséges napfény. Ezen túlmenően az e tartományban lévő rádióhullámok szabadon haladnak folyamatos felhőkön keresztül, sőt képesek bizonyos mélységig behatolni a talajba. A centiméteres rádióhullámok visszaverődését a felszínről annak textúrája ("érdessége") és mindenféle film jelenléte határozza meg. Például a radarok képesek detektálni egy 50 mikron vastagságú (3. ábra) és annál nagyobb olajfilm jelenlétét a víztestek felszínén még jelentős hullámok esetén is. Elvileg a levegőben elhelyezett radar képes felismerni a föld alatti tárgyakat, például a csővezetékeket és a szivárgásokat. 3. ábra: A víz felszínén egy olajfolt radarképe 4
5 A radiometrikus felbontás határozza meg a képen érzékelhető fényerő tartományát. A legtöbb érzékelő radiometriai felbontása 6 vagy 8 bit, amely a legközelebb áll az emberi látás pillanatnyi dinamikus tartományához. Vannak azonban olyan érzékelők, amelyek nagyobb radiometrikus felbontással rendelkeznek (10-bites az AVHRR-hez és 11-bites az IKONOS-hoz), így további részleteket láthat a kép nagyon világos vagy nagyon sötét területein. Ez akkor fontos, ha tárgyakat árnyékban fényképez, valamint ha nagy vízfelület és föld esik egyszerre a képen. Ezenkívül az olyan érzékelőket, mint az AVHRR, radiometrikusan kalibrálják, hogy lehetővé tegyék a pontos kvantitatív méréseket. Végül az időbeli felbontás határozza meg, hogy ugyanaz az érzékelő milyen gyakran tudja megfogni a föld felszínének egy bizonyos területét. Ez a paraméter nagyon fontos a vészhelyzetek és más gyorsan fejlődő események nyomon követéséhez. A legtöbb műhold (pontosabban családja) néhány nap alatt, néhány pedig néhány óra alatt képes újrafotózni. Kritikus esetekben a különféle műholdak képei felhasználhatók napi megfigyelésre, azonban figyelembe kell venni, hogy maga a megrendelés és a szállítás sok időt vehet igénybe. Az egyik megoldási lehetőség egy olyan vevőállomás megvásárlása, amely lehetővé teszi az adatok fogadását közvetlenül a műholdról. Ezt a kényelmes megoldást a folyamatos megfigyeléshez Oroszország egyes szervezetei használják, amelyek vételi állomásokkal rendelkeznek a Resurs-O műholdak adataihoz. Bármely területen bekövetkező változások nyomon követéséhez az is fontos, hogy archív (retrospektív) képeket lehessen beszerezni. Az 1. táblázat bemutatja a Föld kereskedelmi célú távérzékelésére szolgáló űrhajók fő típusainak rövid jellemzőit, amelyek használata megoldható az olaj- és gázipari vállalkozások térinformatikájának létrehozásával és frissítésével kapcsolatos problémák megoldására. 1. táblázat Az űrhajók rövid jellemzői a Föld távérzékelési adatainak megszerzéséhez kereskedelmi használatra Űrhajó neve Felbontás Többzónás keretméret Ország panchromatikus QuickBird 2 0,61 m 2,44 m 16 x 16 km USA Iconos 2 1 m 4 m 11 x 11 km USA EROS A1 1,8 m - 12,5 х 12,5 km USA CWR m - 40 х 40 km Russia Spot 5 5 m (2,5 m) 10 m 60 х 60 km Franciaország TC m х 300 km Oroszország Landsat 7 15 m 30 m 170 x 185 km USA Ezenkívül az ERS osztályozható a felbontás és lefedettség különböző típusai, az adathordozó típusa (fényképészeti és digitális), az érzékelő működési elve (fotoelektromos effektus, piroelektromos effektus stb.) szerint. ), a kép kialakításának (beolvasásának) módszerével, speciális képességekkel (sztereó mód, a felvétel bonyolult geometriája), azon pálya típusa szerint, ahonnan a fényképezést végrehajtják stb. Az űrhajókról érkező ERS-adatok fogadásához és feldolgozásához földi adat-vételi és feldolgozási komplexeket (NKPOD) használnak. Az NKPOD alapvető konfigurációja a következőket tartalmazza (4. ábra): antennakomplexum; recepciós komplexum; szinkronizálás, regisztráció és szerkezeti helyreállítás komplexe; Szoftver csomag. öt
6 4. ábra: Az adatok fogadására és feldolgozására szolgáló földi komplexum összetétele Az NKPOD a következőket nyújtja: alkalmazások kialakítása a földfelszín felmérésének tervezéséhez és adatok fogadásához; információk kicsomagolása útvonalak szerinti rendezéssel, valamint video- és szolgáltatási információk tömbök kiosztásával; a videoinformációk vonalas struktúrájának helyreállítása, dekódolás, radiometriai korrekció, szűrés, a dinamikus tartomány átalakítása, áttekintő kép kialakítása és a digitális elsődleges feldolgozás egyéb műveleteinek végrehajtása; szakértői és szoftveres módszerekkel nyert képek minőségének elemzése; információk katalogizálása és archiválása; a képek geometriai korrekciója és georeferenciája az űrhajók és / vagy a földi irányítási pontok szögletes és lineáris mozgásának paramétereire vonatkozó adatok felhasználásával; licencelt hozzáférés számos külföldi ERS műholdtól kapott adatokhoz. Az NKPOD hardverkomponense szoros kapcsolatban áll a szoftverkomplexummal. Az antenna vezérlésére és a komplex vételére szolgáló szoftver a következő fő funkciókat látja el: az NKPOD hardver rész működésének automatikus ellenőrzése; a kommunikációs foglalkozások ütemezésének kiszámítása, azaz a műhold áthaladása az NKPOD láthatósági zónáján keresztül; az NKPOD és az adatfogadás automatikus aktiválása az ütemezésnek megfelelően; a műhold pályájának kiszámítása és az antennakomplexum irányítása a műhold nyomon követésére; formázza a kapott információs folyamot és írja a merevlemezre; a rendszer és az információáramlás jelenlegi állapotának feltüntetése; a munkanaplók automatikus karbantartása. A szoftver lehetővé teszi az NKPOD vezérlését távoli terminálról helyi hálózaton vagy az interneten keresztül. 6.
7 Az NKPOD szoftver rendszerint tartalmaz eszközöket a képek elektronikus katalógusának karbantartására és archiválására. A képek keresése a katalógusban a következő fő szempontok szerint történik: a műhold neve, a képalkotó berendezés típusa és működési módja, a felmérés dátuma és ideje, a terület (földrajzi koordináták). Ezen felül telepíthető a távérzékelési adatok vizualizálására, fotogrammetrikus és tematikus feldolgozására szolgáló szoftver, például: INPHO (INPHO cég, Németország) teljes funkciójú fotogrammetriai rendszer; ENVI (ITT Visual Information Solutions Corporation, USA) szoftvercsomag a távérzékelési adatok feldolgozásához és azok térinformatikai adatokkal történő integrálásához; ArcGIS (ESRI cég, USA) szoftver megoldás vállalati, ipari, regionális, állami térinformatika kiépítéséhez. A maximális látótávolság biztosítása érdekében az antennakomplexumot úgy kell felszerelni, hogy a horizont 2 és magasabb magassági szögből bármelyik azimut irányban nyitva legyen. A magas színvonalú vételhez elengedhetetlen, hogy a 8,0–8,4 GHz tartományban ne legyen rádiózavar (rádiótovábbító, troposzférikus és egyéb kommunikációs vonalak továbbító eszközei). Azt is meg kell jegyezni, hogy szakértők szerint a közeljövőben a távérzékelési adatok lesznek a térinformatika fő információforrásai, míg a hagyományos térképeket csak a kezdeti szakaszban használják statikus információforrásként (domborzat, vízrajz) , főutak, települések, Közigazgatási felosztás). Jelenleg az olaj- és földgáziparban gyorsan növekszik a műholdas navigációs rendszerek használata, amelyek célja az objektumok térbeli helyzetének paramétereinek meghatározása. Ma két második generációs rendszert használnak, az amerikai GPS-t (globális helymeghatározó rendszer), más néven NAVSTAR-ot, és az orosz GLONASS-t (globális navigációs műholdas rendszert). Globális műholdas műholdas helymeghatározó rendszerek tervezése és alkalmazása az olaj- és gáziparban A műholdas globális helymeghatározó rendszerek fő alkalmazási területei az olaj- és gázipari szektor vállalkozásainak geoinformációs támogatásában a következők: geodéziai referenciahálózatok fejlesztése a globális szinttől a felmérésig minden szinten, valamint szintező munka a vállalkozások geodéziai támogatása érdekében; az ásványok kitermelésének biztosítása (külszíni bányászat, fúrás stb.); az építkezés geodéziai támogatása, csővezetékek, kábelek, felüljárók, elektromos vezetékek lefektetése stb. mérnöki és alkalmazott munkák; földmérési munka; mentő és megelőző munka (geodéziai támogatás katasztrófák és katasztrófák esetén); környezettanulmányok: az olajszennyezések referenciájának koordinálása, az olajszennyezés területeinek felmérése és mozgásirányuk meghatározása; minden típusú topográfiai, speciális, tematikus felmérés és feltérképezés; integráció a térinformatikával; alkalmazás diszpécserszolgáltatásokban; a navigáció minden típusa légi, tengeri, szárazföldi. A globális helymeghatározó műholdas rendszerek (GPSS) adatait különféle (megfigyelési, kutatási, kutatási stb.) Rendszerekben használják, amelyekhez 7 szükséges
A mérési eredmények merev tér-idő viszonya. Az SGSP fő előnyei: globalitás, hatékonyság, minden időjárás, pontosság, hatékonyság. E rendszerek fejlődésének tendenciái a GPS / GLONASS műholdas vevők eladási mennyisége alapján ítélhetők meg, amely 2-3 évente megduplázódik. Mindkét rendszernek kettős célja van katonai és polgári, ezért kétféle jelet adnak ki: az egyik a koordináták (~ 100 m) meghatározásának csökkentett pontossággal (L1) polgári használatra, a másik pedig a nagy pontossággal (~ 10-15 m és pontosabban) ) L2 katonai felhasználásra. A pontos navigációs információkhoz való hozzáférés korlátozása érdekében speciális interferenciát vezetnek be, amelyet figyelembe lehet venni, miután megkapta a kulcsokat az illetékes katonai osztálytól (USA a NAVSTAR-hoz és Oroszország a GLONASS-hoz). NAVSTAR esetén L1 = 1575,42 MHz és L2 = 1227,6 MHz. A GLONASS a jelek frekvenciaosztását használja, vagyis minden műhold a saját frekvenciáján működik, ennek megfelelően az L1 az 1602,56 és 1615,5 MHz, az L2 pedig az 1246,43 és az 1256,53 MHz közötti tartományban van. Az L1-ben lévő jel minden felhasználó számára elérhető, az L2-ben lévő jel csak a katonaság számára elérhető (vagyis nem titkosítható külön titkos kulcs nélkül). Jelenleg ezt az interferenciát törölték, és a pontos jel a polgári vevők rendelkezésére áll, azonban ha a tulajdonos országok állami hatóságai ennek megfelelően döntenek, a katonai kódex újra blokkolható (a NAVSTAR rendszerben ezt a korlátozást csak májusban szüntették meg) 2000 és bármikor helyreállítható.). Három komponens különböztethető meg a globális műholdas helymeghatározó rendszerek részeként: földi felügyeleti és ellenőrzési rendszer; űrhajó rendszerek; felhasználói berendezések. A megfigyelő és ellenőrző rendszer műholdas nyomkövető állomásokból, pontos időszolgáltatásból, számítási központtal rendelkező főállomásból és az űrhajók fedélzetén lévő adatok letöltésére szolgáló állomásokból áll. A műholdak naponta kétszer haladnak át az ellenőrző pontokon. Az összegyűjtött pályaadatokat feldolgozzuk, és megjósoljuk a műholdak koordinátáit (efemeriszek). Ezekből az adatokból egy almanach áll össze. Ezeket és a földi állomások egyéb adatait minden műhold fedélzetén töltik fel. A műholdas navigációs rendszerek működési elve azon alapul, hogy mérjük a távolságot egy objektum antennájától (amelynek koordinátáit meg kell szerezni) a műholdakig, amelyek helyzete nagy pontossággal ismert. Az összes műhold helyzetét bemutató táblázatot almanachnak nevezzük, amelyet a mérések megkezdése előtt bármely műhold vevőjének el kell helyeznie. Általában a vevő az almanachot a legutóbbi leállás óta tartja a memóriában, és ha nem elavult, azonnal használja. Minden műhold az egész almanachot továbbítja jelében. Így, ismerve a rendszer több műholdjától való távolságot, az almanach alapján hétköznapi geometriai konstrukciók felhasználásával, kiszámítható az objektum helye az űrben, mivel a globális műholdas helymeghatározó rendszerben minden műhold egy külön geodéziai vezérlőpont ismert koordinátákkal a pillanatban. A mért objektum koordinátáit, amelyeken a navigációs vevő található, lineáris sorozatok módszerével határozzuk meg. A mért paraméterek meghatározzák annak a helyzetnek a felületét, amelynek metszéspontjában a kívánt tárgy található. A műhold és a vevő antenna közötti távolság mérésének módszere a rádióhullámok terjedési sebességének bizonyosságán alapul. A terjedő rádiójel időmérésének lehetőségének megvalósítása érdekében a navigációs rendszer minden műholdja a jelének részeként pontos időjeleket bocsát ki, a rendszer időjével pontosan szinkronizált atomórákat használva. Amikor egy műholdas vevő működik, annak órája szinkronizálódik a rendszer időjével, és a jelek további vétele után kiszámítják a késleltetést magában a jelben lévő emissziós idő és a jel vételének ideje között. Ezen információk alapján a navigációs vevő kiszámítja az antenna koordinátáit. Ezen túlmenően, ezeket az adatokat egy bizonyos ideig felhalmozva és feldolgozva, lehetővé válik a mozgás olyan paramétereinek kiszámítása, mint a sebesség (áram, maximum, átlag), 8
9 út stb. A méréseket úgynevezett nem igény szerinti módban hajtják végre, amikor a műhold adója folyamatosan működik, és a navigációs vevőt szükség szerint bekapcsolják. Vegyük figyelembe az űrhajó-rendszer összetételét. A NAVSTAR műholdak hat síkban helyezkednek el, kb. A GLONASS műholdak ("Hurricane" kód) három síkban helyezkednek el, kb. A műholdak névleges száma mindkét rendszerben 24. A NAVSTAR csillagkép teljes létszámmal 1994 áprilisában állt fenn, és azóta is fenntartják, a GLONASS csillagképet 1995 decemberében teljes mértékben bevetették, de ezután jelentősen leromlott, és csak 2010 szeptemberében látták el a standard száma 24 (valamint két tartalék műhold). Az 5. ábra a Navstar-2 és a Glonass-M navigációs műholdakat mutatja. 5. ábra A GPS (balra) és a GLONASS (jobbra) navigációs rendszerek műholdai 24 műhold a rendszer 100% -os teljesítőképességét biztosítja a világ bármely pontján, de nem mindig tudnak megbízható vételt és jó helyzetszámítást biztosítani. Ezért a helymeghatározási pontosság és a tartalék növelése érdekében meghibásodások esetén a pályán lévő műholdak teljes számát nagyobb számban tartják fenn. GPS esetén ez a szám 30 (6 tartalék), a GLONASS 26 esetében (2 tartalék). Ezenkívül a műholdak pályájának alacsony dőlése (kb. 55 GPS esetén és 64,8 GLONASS esetén) súlyosan rontja a pontosságot a Föld cirkumpoláris régióiban, mivel a műholdak nem emelkednek magasan a horizont fölé. Mindkét rendszer az ún. "Álzaj-szekvenciák", amelyek használata nagy zajállóságot és megbízhatóságot biztosít számukra az adó alacsony sugárzási teljesítményénél. A rendszer minden műholdja az alapinformációk mellett a vevő berendezés folyamatos működéséhez szükséges kiegészítő információkat is továbbítja. Ebbe a kategóriába tartozik a teljes műholdas konstelláció teljes almanachja, amelyet egymás után több perc alatt továbbítanak. Így a fogadó eszköz elindítása elég gyors lehet, ha naprakész (kb. Egy perc) almanachot tartalmaz, azaz kevesebb mint 3-4 órára van kikapcsolva, ezt "meleg indításnak" nevezik (a vevő csak műholdas efemerist fogad), de akár 30 perc is eltelhet, ha a vevő kénytelen komplett almanachot, ún. . Hideg indítás. A "hidegindítás" szükségessége általában akkor jelentkezik, amikor a vevőt először bekapcsolják, vagy ha hosszú ideig (több mint 70 órán keresztül) nem használják, vagy jelentős távolságra mozognak. Van egy „melegindítás” is (a vevő 30 percnél rövidebb időre ki van kapcsolva), ahol a vevő azonnal elindul egy apró hibával, amelyet a koordinátamérés során kijavítottak. Bármely rádiónavigációs rendszer használatának közös hátránya, hogy bizonyos körülmények között előfordulhat, hogy a jel nem éri el a vevőt, vagy jelentős torzítással vagy késéssel érkezik meg. Például szinte lehetetlen meghatározni a pontos helyét mélyen egy vasbeton épületben, egy alagsorban vagy egy alagútban. Mivel a GPS működési frekvenciája a rádióhullámok deciméteres tartományában fekszik, a műholdakból érkező jelek vétele súlyosan romolhat a fák sűrű lombja alatt vagy a nagyon magas 9
10 felhő. A normál GPS-jel vételét számos földi rádióforrás interferenciája, valamint mágneses viharok károsíthatják. Az aktív zavaró jeladókat arra használják, hogy mesterségesen elnyomják a műholdas navigációs rendszerek jeleit. A nagyközönség számára először az orosz Aviakonversiya cég által kifejlesztett adókat mutatták be 1997-ben a MAKS légi kiállításon. A koordináták meghatározásának pontossága több tíz métertől tíz centiméterig terjedhet, és a mérési módszerektől függ. , amelyek a következőkre oszlanak: abszolút módszerek a geocentrikus koordináták meghatározására (autonóm, differenciál); relatív módszerek az alapvonalak térbeli vektorainak meghatározására (statikus, kinematikus). A differenciális és a relatív statikus módszerek biztosítják a legnagyobb pontosságot. Két, egymástól viszonylag kis távolságban (legfeljebb 30 km) elhelyezkedő állomás koordinátáinak mérési módszerén alapulnak. Feltételezzük, hogy ilyen távolságokon a két állomás és a műhold közötti mérések egyformán torzulnak. Az ilyen mérési módszerek lehetővé teszik olyan vállalatok professzionális geodéziai navigációs vevőit, mint a Leica (Svájc), Ashtech (USA), a Trimble (USA) és néhány más vállalat. Differenciál üzemmódban a vevőknek képesnek kell lenniük a differenciális mód megvalósítására. A módszer lényege a következő. Az egyik vevőt egy olyan pontra helyezzük, amely korábban ismert koordinátákkal rendelkezik (például egy geodéziai hálózat vezérlőpontja). Ugyanakkor alap referencia állomásnak vagy vezérlő korrekciós állomásnak hívják. Egy másik utód, mozgatható, a kijelölt helyre kerül. Mivel a bázisállomás koordinátái ismertek, felhasználhatók az újonnan meghatározottakkal való összehasonlításhoz, és ennek alapján megtalálhatók a mobilállomás javításai, amelyeket egy rádiócsatornán keresztül egy speciális adó. A mobil állomás, miután differenciális korrekciókat kapott, korrigálja mért koordinátáit, ezáltal növelve a mérési pontosságot. A hibák kiküszöbölésének ötletének bevezetésével a legkézzelfoghatóbb előnyöket a relatív statikus mérések módszereiben érték el. A differenciál üzemmódhoz hasonlóan a berendezés két állomáson van felszerelve, például A és B. A statikában a sok torzítástól mentes különbség felhasználásával kiszámítják az ezeket az állomásokat összekötő D térvektort: D = (XBXA, YBYA, ZBZA ). A bázisállomásnak pontos koordinátákkal kell rendelkeznie, hogy a mért növekmények felhasználhatók legyenek a geodéziai hálózat többi pontjának koordinátáinak a szükséges pontossággal történő kiszámításához. A koordináta-növekmények mérésének és a fázismódszer alkalmazásának köszönhetően a pontok koordinátáinak meghatározásának eredményeiben előforduló hibák több tíz centiméterre csökkennek. Ezek a módszerek alapvetőek a geodinamikai és legfontosabb geodéziai munkákban. Egész hálózatok léteznek, amelyek a fent leírt elveknek megfelelően különbözeti korrekciókat generálnak a navigációs eszközökhöz. Ezeket az alábbiakban ismertetjük. Bizonyos típusú navigációs vevőkészülékek és mérési módszerek használata a vezérlőpontok koordinátáinak pontosságának meghatározására vonatkozó követelményektől függ. Nincs értelme drága geodéziai vevők és hosszú távú mérési módszerek használatával megszerezni a vezérlőpont koordinátáit például 15 (30) m felbontású Landsat képek referenciája céljából. Ebben az esetben elegendő a legegyszerűbb olcsó navigációs vevők használatához, amelyek elfogadható pontossága 5-20 m. Fontos hangsúlyozni, hogy az összes navigációs vevő pontossága nem csak az egyes mérések időtartamától és a mérési módszertől függ, hanem a a láthatáron lévő látható műholdak, valamint a terep jellege és nyitottsága (sima vagy beépített terület), amely befolyásolja a jel visszaverődését ... A GLONASS rendszer pontossága jelenleg valamivel alacsonyabb, mint a GPS, átlagosan 7-8 űrhajó használata esetén (a vételi ponttól függően) 4,46-8,38 m. Ezután 10
A 11. ábrán a GPS hibaideje átlagosan 6-11 űrhajó használata esetén (a vételi ponttól függően) 2,00-8,76 m. Ha mindkét navigációs rendszert együtt használják, az űrhajók átlagosan 2,37-4,65 m-es hibákat okoznak (a vételi ponttól függően). Anatolij Perminov, a Roszkoszmosz vezetőjének nyilatkozatai szerint intézkedéseket hoznak a pontosság növelésére. 2010 végére megemelkedik az efemeriszek kiszámításának pontossága és a fedélzeti óra sodródása, ami a navigációs meghatározások pontosságának növekedéséhez vezet 5,5 méterig. Ez úgy történik, hogy korszerűsítik a talajszakaszt a földvezérlő komplexum 7 pontján, egy új, nagy pontosságú mérőrendszert építenek be. 2011-ben a konstellációban a műholdak számát 30-ra tervezik növelni. Ezzel párhuzamosan a Glonass-M műholdak cseréje fejlettebb Glonass-K-re történik (új CDMA jeleket támogatnak a GPS / Galileo / Compass formátum, amely nagyban megkönnyíti a multisystem navigációs eszközök fejlesztését) és a Glonass-K2 (kódfelosztással továbbítja a jeleket: két jel az L1 és L2 frekvenciatartományban és egy nyitott jel az L3 tartományban), ami növeli a pontosságot akár 2,8 m. A navigációs pontosság növelése érdekében olyan rendszereket használnak, amelyek pontosító információkat küldenek ("differenciális korrekció a koordinátákra" DGPS, amelynek kialakításának elméleti aspektusait fentebb tárgyaltuk), amely lehetővé teszi a a vevő koordinátái akár több méterig, akár több tíz centiméterig is, komplex differenciál módok használata esetén. A derivált korrekció geostacionárius műholdakon és földi bázisállomásokon alapul. Mindegyik állomás GPS-berendezéssel és speciális szoftverrel van felszerelve, amely a GPS-jelek fogadására, a kapott mérések elemzésére, az ionoszférikus hibák, a pályák eltéréseinek és a műholdas órák kiszámítására szolgál. Ezeket az adatokat továbbítják a központi vezérlőállomásra (Master Station WMS), ahol azokat újra feldolgozzák és elemzik, figyelembe véve a hálózat összes bázisállomásától kapott méréseket. Ezután a korrekciós információkat továbbítják a geostacionárius műholdaknak, és onnan továbbítják a felhasználóknak. A geostacionárius műholdak jelét ugyanúgy fogadják, mint a navigációs rendszer műholdjainak jelét egy vagy több csatornán keresztül. A DGPS fizethető (a jel visszafejtése csak egy meghatározott vevő által lehetséges a "szolgáltatás-előfizetés" fizetése után) vagy ingyenes. Jelenleg léteznek ingyenes amerikai rendszerek WAAS, európai rendszerek EGNOS, japán MSAS rendszerek, amelyek a geostacionárius műholdak többszörös továbbító korrekcióin alapulnak, lehetővé téve a nagy pontosságot (legfeljebb 30 cm). Oroszországban csak a kalinyingrádi régióban lehet teljes mértékben felhasználni az EGNOS rendszer jeleit. A terület többi részén a differenciális korrekció befogadása lehetetlen. A műholdas navigáció szervezésének kulcskérdése a jelvételre szolgáló eszközök megválasztása, azaz felhasználói berendezések. A fogyasztóknak különféle eszközöket és szoftvertermékeket kínálnak, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy elektronikus térképen lássák helyüket; az útvonalak lefektetésének képessége a terep figyelembevételével; konkrét objektumok keresése a térképen koordináták vagy cím stb. alapján Ebben az esetben a navigációs vevő külön eszközként készülhet, vagy a navigációs chip beépül más berendezésekbe, például mobiltelefonokba, okostelefonokba, PDA-kba vagy fedélzeti (fedélzeti számítógépekbe). A 6. ábra bemutatja a navigátorok példáit: felül térképtámogatás nélkül (bal oldalon a tényleges GPS-navigátor, a Magellan Blazer 12 egy ütésálló vízálló tokban, a jobb oldalon navigáció a kormányra rögzített mobiltelefon (iphone) használatával egy kerékpár), alján egy Glospace autós navigátor található, térképes támogatással. Összehasonlítva a GPS és a GLONASS berendezését, azt mondhatjuk, hogy az összes GLONASS vevő lehetővé teszi a GPS-szel való munkát, de nem fordítva. A jelek egyidejű vétele mindkét navigációs rendszerből lehetséges, pontosabb koordinátákat adva. A professzionális szintű kombinált GLONASS / GPS berendezéseket számos gyártó gyártja, ideértve a Topcon, a Javad, a Trimble, a Septentrio, az Ashtech, a NovAtel, a SkyWave Mobile Communications cégeket is. A fő ok, amiért a GLONASS-t nem tiszta formában használják, az a magas színvonalú digitális térképek hiánya, valamint a vevők terjedelmessége és túl magas energiafogyasztása (ezen okok miatt a GLONASS chipeket nem építik be
12 mobil berendezés). Ezeknek a paramétereknek azonban fokozatos csökkenése tapasztalható, és jelenleg vannak teljesen működőképes chipek, amelyek támogatják a GLONASS / GPS rendszereket, valamint a GALILEO / COMPASS. 6. ábra Navigátorok Az olaj- és gáziparban elterjedtek a GPS-nyomkövetők és a GPS-naplók, amelyek rögzítik és továbbítják a koordinátákat a szerverközpontba, és autók, emberek, eszközök stb. Műholdas megfigyelésére szolgálnak. Ezeket az adatokat a diszpécserszolgálatok használják a hatékony szállítási és személyzeti menedzsment megszervezésére. A GPS nyomkövető rögzíti a helyadatokat, és rendszeres időközönként rádión, GPRS vagy GSM kapcsolaton, műholdas modemen keresztül továbbítja a szerver felügyeleti központjába vagy csak egy speciális szoftverrel rendelkező számítógéphez USB-n, RS-232, PS / 2 keresztül. A nyomkövető felhasználó vagy az objektumot figyelő diszpécser a felhasználónevével és jelszavával az ügyfélprogram vagy a webes felület segítségével csatlakozhat a rendszerkiszolgálóhoz. A rendszer megjeleníti a térképen az objektum helyét és mozgásvonzata történetét (7. ábra). A nyomkövető mozgása valós időben vagy később is elemezhető. A GPS nyomkövetőknek nincs saját kijelzőjük, emiatt olcsóbbak, mint navigátor társaik. A személyi nyomkövetők (kis méretű) a személyzet, az autó nyomkövetők pedig a szállítás ellenőrzésére szolgálnak. Az automatikus nyomkövetők lehetővé teszik különféle érzékelők (üzemanyagszint, tengelyterhelés stb.) Csatlakoztatását, és maguk is csatlakoznak a fedélzeti hálózathoz. Külső antennacsatlakozás is biztosított a járműkövetők számára. 12.
13 7. ábra: A GPS nyomkövetők nem csak kijelzővel rendelkeznek, de nem tartalmaznak adatátviteli modulokat (GSM modulokat), ezért nem alkalmasak valós idejű monitorozásra. A naplózási információkat vezetés közben rögzítik a beépített memóriában, és elemzés céljából elérhetővé válnak a számítógéphez való csatlakozás után. Azokban az esetekben, amikor a koordináták vevő memóriájába történő egyszerű beírása mellett további képességek biztosítására van szükség, maguk a navigátorok használatosak (szinte mindig, a GPS navigátorok). A lehetőségek széles skálája van, amelyek áttekintése meghaladja előadásunk kereteit. Az olaj- és gázipar számára a legfontosabbak az a képesség, hogy különböző profilú térképeket jelenítsenek meg, útvonalakat helyezzenek el a földön, keressenek és meghatározzanak tárgyak koordinátáit stb. Például a BG Transco, egy több mint egy kilométer földalatti gázvezetéket karbantartó vállalat szakemberei ezeket a képességeket arra használták fel, hogy kritikus helyzetek esetén a csővezeték közelében potenciálisan veszélyes területre eső struktúrákat keressenek. Ehhez 1 m földfelbontású panchromatikus műholdas képet használtak a nagy népsűrűségű területek pufferzónáinak elemzésére. A képet GPS-vevő segítségével kapott földi ellenőrzési pontokra csattantuk. A gázvezeték nyomvonalát analitikai módszerrel (koordináták szerint) helyeztük a képre, és a térbeli elemzés eredményeként kiszámítottuk a potenciális kockázat 200 méteres pufferzónáját és az abban található összes objektumot. Egy másik példa egy 450 km hosszú olajvezeték építése a RAO Rosneftegazstroy nyencsi autonóm körzetében. A legfőbb információforrásként Landsat űrhajók képeit használták, amelyek lehetővé tették a legmegbízhatóbb és legkorszerűbb információk megszerzését a terepről az olajvezeték javasolt fektetése területén. A digitális magassági modell alapján elkészítették a tervezett objektum területének digitális modelljeit, elvégezték az olajvezeték nyomvonalán a forgásszögek, a lejtők nagyságának és irányának számítását. A professzionális GPS-navigátorokat megkülönböztetik az alkatrészek (különösen az antennák) minősége, a használt szoftver, a támogatott működési módok (például RTK, bináris adatkimenet), az üzemi frekvenciák (L1 + L2), az interferenciafüggőségek elnyomásának algoritmusai, a napenergia aktivitása (az ionoszféra hatása) által támogatott navigációs rendszerek (például NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo, Beidou), megnövekedett áramellátás és természetesen ár. Meg kell jegyezni, hogy jelenleg a GPS-technológiák és a Föld távérzékelési adatainak megszerzésére és feldolgozására irányuló módszerek szoros integrációja irányul a tendencia, amely elsősorban a légi fényképezés területén nyilvánul meg. Elég sokáig a gyártás során egyes gyártók GPS-vevőkkel (8. ábra) integrált légi kameráit használták (8. ábra), amelyek a terep fényképezésénél rögzítik a kép középpontjának térbeli térbeli koordinátáit. az egyes képkockák vetülete. Ennek a technológiának a használata 13
A 14. cikk szerint a szakértők szerint ez lehetővé teszi a repülési anyagok fotogrammetrikus feldolgozásához szükséges ellenőrzési pontok számának időbeli csökkentését, ami jelentősen növeli a munka termelékenységét és csökkenti a kezdeti adatok megszerzésének költségeit. 8. ábra: GPS-vevővel integrált légifotó-komplexum Tehát a térinformatika létrehozásakor kombinált információforrásokat alkalmaznak: a Föld távérzékelésére szolgáló módszerek kombinációja különböző részletességű űrhajókkal, GPS-mérések, lézer és sztereó képek, adatok topográfiai térképekből stb. Minden csak a rendszer követelményeitől függ. Vitatható, hogy a Föld távérzékelésének különféle módszereivel nyert információk és a GPS mérési adatok kombinációja lehetővé teszi a teljes és átfogó információ megszerzését bármely objektumról a lehető leggyorsabban és legmegbízhatóbban, és teljes mértékben kielégíti az összes információs támogatás igényét is. bármilyen projekt, bármilyen rendszer, bármilyen vállalkozás. Az olaj- és gázipari vállalkozásoknál a geoinformációs technológiák alkalmazásának a közelmúltban jelentkező folyamatos növekedése nemcsak a GIS képességeinek fejlődésének, hanem az információs rendszerek adatainak szoros integrációjának is köszönhető a GPS technológiákkal és technológiákkal földi távérzékelési adatok megszerzésére és feldolgozására. tizennégy
GIS és GPS AZ OLAJ- ÉS GÁZIPARBAN Eremenko.D.I. Az FGBOU VOYUGU Nyiknevartovszki Olajtechnikai Iskola (kirendeltség) Nyugnyartovszk, Oroszország Állami Egyetem, Oroszország Térinformatika és GPS Olaj- és gáziparban Eremenko.D.I.
Repülő- (táv) módszerek az erdészetben Előadások 1-2 Vukolova I.A., agrártudományi kandidátus, az MGUL Távérzékelés (ERS) Erdőgazdálkodási és Erdővédelmi Tanszékének docense
Műholdas navigációs rendszerek GLONASS, GPS, Galileo Az ókortól kezdve az utazók arra gondoltak, hogyan lehetne meghatározni a Földön való elhelyezkedésüket? Az ősi hajósokat a csillagok irányították
Mi a GPS? Műholdas navigációs rendszer GPS (globális helymeghatározó rendszer) vagy globális helymeghatározó rendszer a helymeghatározáshoz. A GPS - rendszer hivatalos neve NAVSTAR (Navigációs Rendszer)
Jelentés az STC FSUE TsNIIMash 3. szakaszának ülésén "A geodéziai kutatási irányok általános koncepciója a K + F" fejlesztésen belül "címmel, 2013. május 28-án. Szerep és hely a problematikus kérdések kutatásában
GLOBÁLIS NAVIGÁCIÓS MŰholdas RENDSZEREK, ALKALMAZÁS A GEODÉZIÁBAN S.V. Zakharchev, N.V. Andreeva BSTU V.G. Shukhova Belgorod, Oroszország GLOBÁLIS NAVIGÁCIÓS MŰholdas RENDSZEREK, ALKALMAZÁSOK A GEODÉZIÁBAN Zakharchev
Helymeghatározás műholdas rendszerek segítségével egy megfigyelő vagy objektum helyének a háromdimenziós földi térben történő meghatározására. A műholdas helymeghatározó rendszerek előnyei: globalitás, hatékonyság
Frolova Elena Andreevna Frolova Elena Andreevna A GLONASS ÉS GPS GLOBÁLIS MŰHÖDŐ RENDSZEREK TECHNIKAI TULAJDONSÁGainak ELEMZÉSE. A GLONASS ÉS GPS GLOBÁLIS MŰHÖDŐ RENDSZEREK TECHNIKAI TULAJDONSÁGainak ELEMZÉSE.
FSUE "RNII KP" A kiegészítő GLONASS / GPS rendszerek integritásának monitorozásának eredményei a 2007.11.08. 03:00:00 és 2007.11.08. 06:00:00 közötti időszakban 1. Bevezetés Ez az anyag bemutatja az eredményeket
AZ OROSZORSZÁGI SZÖVETSÉGI ÁLLAM KÖLTSÉGVETÉSI OKTATÁSI INTÉZMÉNYE A FELSŐ OKTATÁS "VORONEZI ÁLLAMI MŰSZAKI EGYETEM" INGATLAN KÖZTÁRSASÁG OSZTÁLYA,
AZ OLAJ- ÉS GÁZIPAR INFRASTRUKTÚRÁLÁSÁNAK MONITORÁLÁSÁRA SZOLGÁLÓ LÉGTERÜLET FEJLESZTÉSE N.N. Szevasztjanov KONFERENCIA "TERÜLETFELÜGYELŐ RENDSZEREK ÉS TECHNOLÓGIÁK AZ EREDMÉNYEK ALKALMAZÁSÁHOZ"
GPS: működési elvek, eszközök besorolása Az elmúlt években a GPS funkció egy közönséges felhasználó számára érthetetlen rövidítésből közismert rövidítéssé fejlődött, ami napi több ezer felhasználó életét könnyíti meg.
A távérzékelés összekapcsolási sémája a földek távfelügyeleti állapotának figyelése Távoli módszerek földi levegő (Aero) tér Elsődleges információk típusai Fotogrammetrikus
UDC 621.391.26 K.M. Drugov, L.A. Podkolzina A FÖLD MOZGÓ TÁRGYAK NAVIGÁCIÓS RENDSZEREI Az informatika területén a modern technikai haladás jelentősen kibővíti a taktikai és műszaki
10 V. A. Dobrikov, V. A. Avdeev, D. A. Gavrilov UDC 621.396,96 + 629,78 V. A. Dobrikov, V. A. Avdejev, D. A. Gavrilov SZINTÉZIZÁLT APERTÚRÁVAL LÉGJÁRMŰVEK PÁLYÁZATÁNAK MEGHATÁROZÁSA
KIS KÉSZÜLÉKEK KERESÉSÉRE ÉS ÉSZLELÉSÉRE SZOLGÁLÓ ESZKÖZ FEJLESZTÉSE ÉS PROGRAMOZÁSA Dmitrij Jurjevics Kapustin Doing A munka fő célja az apró dolgok keresésének egyszerűsítése. Mindannyian rendszeresen
A térinformatikai technológiák alkalmazásának modern aspektusai az olaj- és gázszektorban A geoinformációs rendszerek kezelése www.primegroup.ru A térinformatikai technológiák üzemanyag- és energia-komplexumban történő alkalmazásának előfeltételei Objektumok térbeli elosztása
Priroda Nyílt Részvénytársaság Kutatási és Termelési Központ (OJSC K + F Központ Priroda) A FÖLD TÁVIRÁNYÍTÁSÁNAK ADATAI AZ ÁLLAMI TOPOGRÁFIAI RENDSZERBEN
Szövetségi állam költségvetési oktatási intézménye a felsőoktatásban „Moszkvai Állami Műszaki Egyetem N.E. Bauman "(az N. E. Bauman nevét viselő MSTU)" Intellektuális
AZ ÁLLAMI ŰRKUTATÁSI ÉS GYÁRTÁSI KÖZPONT (GKNPT) ŰRFÖLDI TÁVIRÁNYÍTÓ RENDSZERE (ERS) M.V. Khrunicheva I.A. Glazkov GKNPT őket. M.V. Khrunichev. Email: [e-mail védett]
"Rendszer a GLONASS / GPS KNS navigációs mezőjének megfigyelésére a Föld keleti féltekéjén igény nélküli mérőrendszerekkel" HANGSZÓRÓ: A Krasznojarszki Tudományos Központ elnökhelyettese
A Föld távérzékelése az ökológiai és geológiai kutatások során 3. A Föld űrből történő tanulmányozásának módszerei és technológiái Tartalom 3.1. ERS anyaggyártási technológia Gyártási és feldolgozási séma
Földrajzi információs rendszerek 14. előadás A térinformatika (földrajzi információs rendszer) meghatározása a térbeli (földrajzi) adatok és a kapcsolódó adatok gyűjtésére, tárolására, elemzésére és grafikus megjelenítésére szolgáló rendszer.
AZ OROSZORSZÁG FEDERÁCIÓJÁNAK OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYMINISZTÉRIUMA Szövetségi Állami Autonóm Felsőoktatási Intézmény "Kazan (Volga Region) Federal University" Institute
A geoinformatika fejlődésének tendenciái Oroszországban és a világban A tér és a tér integrációja Bolsunovsky Mihail Alexandrovich Sovzond vezérigazgató-helyettes első helyettes * Ipar 1 2 3 Technológia
MŰSZAKI SZABÁLYOZÁSI ÉS METROLÓGIAI SZÖVETSÉGI ÜGYNÖKSÉG AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ NEMZETI SZABVÁNYA GOST R 52928-2008 MŰHÖDŐ MŰVELETI NAVIGÁCIÓS RENDSZER GLOBÁLIS Feltételek és meghatározások Moscow Standardinform
A rendszer fő célja A járművek üzemeltetésének költségeinek csökkentése és használatának hatékonyságának növelése megbízható és időszerű információk megszerzésével a mozgásáról A rendszer bevezetésének céljai
A MOBIL DOLGOZÓK NAVIGÁCIÓS SZÁLLÍTÁSI SZOLGÁLTATÁSAIT JÓ TUDNI! OPTIMALIZÁLJA MUNKAVÁLLALÓI MUNKÁJÁT, HATÉKONYSÁG ÉS A SZÁLLÍTÁS ELLENŐRZÉSE A MUNKAVÁLLALÓK HIVATALÁN ÉS A VÁLLALAT SZÁLLÍTÁSÁN kívül
A POZÍCIÓ PONTOSSÁGÁNAK ÉRTÉKELÉSE GNSS BERENDEZÉSEKKEL JAVAD GNSS M.O. Lyubich (UGT-Holding, Jekatyerinburg) 2011-ben végzett az Urali Szövetségi Egyetemen, amelyet V.I. az első elnök
Osztályozás képalkotó technológia szerint OM fényképészeti szkenner Látható és infravörös tartományú szkenner OM radar rádiótartomány passzív érzékeli a természetes sugárzást
A TS DZ Group földmérő berendezés távmérés technikai eszközeinek osztályozása, földmérő berendezések hordozói, földi távérzékelő berendezések Az egész flotta felmérő berendezései
A MODERN RADAR ERS ADATOK ÉS FELDOLGOZÁSUK MÓDSZEREI A SARSCAPE SOFTWARE COMPLEX HASZNÁLATÁVAL Yu.I. Kantemirov (Sovzond Company LLC) [e-mail védett] A jelentés előírja
937 Aláírások használata a mozgó tárgyak helyzetének meghatározásának pontosságának javítására a helyi helymeghatározó rendszerekben. S.V. Zaretsky ( [e-mail védett]) Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet
A modern technológiák meglehetősen megfizethető navigációs rendszerek létrehozását teszik lehetővé az autósok számára, akik nemcsak a terület térképét és az autó helyét tudják megjeleníteni a képernyőn,
Globális helymeghatározó rendszerek 1 Az előadás célja Megérteni, hogyan működnek a műholdas navigáció alapvető funkciói Tudja meg, hogyan lehet meghatározni a helyzetet a térképen 2 A jel tranzitidejének mérési elve Távolság
A 2012. december 7-i Nemzetközi Tudományos és Műszaki Konferencia anyagai. MOSZKVA INTERMATIC 2 0 1 2. rész, 6. rész MIREA-MEGKÖZELÍTÉSEK A MŰHELY INTEGRITÁS-ELLENŐRZÉSÉNEK FEDÉLÉNEK Rádió-elektronikai berendezések fedélzeti építéséhez
MŰSZAKI SZABÁLYOZÁSI ÉS METROLÓGIAI SZÖVETSÉGI ÜGYNÖKSÉG AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ NEMZETI SZABVÁNYA
Javaslat a földfelszín és szerkezetek elmozdulásainak térfigyelésére a koreai kormányok problémáinak megoldása érdekében 1 Tartalomjegyzék 1. Általános információk 3 2. Az elmozdulások űrfigyelésével kapcsolatos munka szakaszai .... 5 3. Forrás
Föld távérzékelési adatok bevitele és feldolgozása Előadó: Ph.D. Tokareva Olga Sergeevna 2. előadás Az ERS rendszer felépítése A műholdas információs központ pálya szegmense Célberendezés Állomás
Műholdas navigációs rendszerek GPS és GLONASS Elméleti Mechanika Tanszék MIPT, Irányítástudományi Intézet RAS, Javad GNSS MIPT Interdiszciplináris szeminárium, 2008. október 29. Tartalom GPS és GLONASS 1 GPS és GLONASS
A 2011. november 14-i Nemzetközi Tudományos és Műszaki Konferencia anyagai MOSZKVA INTERMATIC 2 0 1 1, 3. rész MIREA MÉRŐ DIGITÁLIS MOBIL RÁDIÓ KÖZLEMÉNYEK INFORMÁCIÓS RENDSZEREKET HASZNÁLVA
Műholdas navigációs technológiák megvalósítása a GLONASS rendszer alkalmazásával az Arhangelszki régió társadalmi és gazdasági fejlődése érdekében MŰHÖZMEGHATÁROZÁS ÁLTALÁNOS ALKALMAZÁS
A TOPOCAD PROGRAM ALKALMAZÁSA A FENNYÖLÖS SZEMPONTOK KÖVETÉSÉNEK VÉGREHAJTÁSÁBAN V. P. Galakhov, Geostroyiziskaniya CJSC, az Építőmérnöki Kar kutatási anyagai alapján
Karepin Alexander Sergeevich posztgraduális hallgató, Samsonova Natalia Vyacheslavovna Cand. gazdasági. Sci., Az FGBOU "Rosztovi Állami Építőmérnöki Egyetem" tanszékvezetője, Rosztov-on-Don, Rosztovi régió
Kódfázis mérések és eredmények A precíziós (DOP) hibahígítás alapelvei és forrásai DOP - A geometriai DOP térbeli reszekciós minőségi tényező a relatív pozíciótól függ
UDC 528.4+ 528.7 + 528.8 ERS-ADAT EREDMÉNYEK ALKALMAZÁSA A MEZŐGAZDASÁGI TÁRGYAK TÉRKÉPEZÉSÉHEZ V.N. Maksimova A cikk a vidéki objektumok feltérképezésének módszerével kapcsolatos kérdéseket tárgyalja
AZ OROSZORSZÁGI FÖDERÁCIÓS MOSZKVA ÁLLAMOK FÖLDMÉDIAI ÉS KARTOGRÁFIAI EGYETEM OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYMINISZTÉRIUMA (MIIGAIK) A felsőoktatás fő oktatási programjának ismertetése Irány
ÖSSZEFOGLALÓ OLIMPIA ISKOLÁKNAK "LÉPÉS A JÖVŐBE" "LÉPÉS A JÖVŐBE, MOSZKÁBA" INFROMATIKA ÉS VEZÉRLŐ RENDSZEREK Tartalom Bevezetés Magasságmérés Barometrikus magasságmérő Rádiótechnikai magasságmérő kiválasztása
UDC 528.48 (076.5) Khmyrova E.N. (Karaganda, KSTU), Besimbaeva O.G. (Karaganda, KSTU), Igemberlina M.B. (Karaganda, KSTU) Az összehangolás koordinátamódszere a modern integrált használatával működik
Kartográfia, topográfia és távérzékelés: modern tendenciák Prasolova Anna Ivanovna, a Moszkvai Állami Egyetem földrajzi karának docense, M.V. Lomonoszov [e-mail védett] Tula Hope
TOPOGRÁFIAI FELMÉRÉS VIZSGÁLATA 1. Milyen módszereket alkalmaznak a topográfiai felmérésre? - tacheometrikus; * - sztereotográfiai; - kombinálva. 2. Melyik módszer jelenleg
A fejlődés története Az Orosz Tudományos Akadémia "Meteor-M" 1 ANO "Kosmos-NT" űrszonda fedélzetén lévő berendezések és a KKVO működésének első eredményei 2009 Az IKI RAS körülbelül 30 éve dolgozik
AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ ÁLLAMBIZOTTSÁGA A FELSŐ OKTATÁSHOZ ÁLLAMI MŰSZAKI EGYETEM ÉPÍTÉSI ÉPÍTÉSI TERÜLETE Helymeghatározó rendszerek használata a teljesítéshez
Űrgeodézia és nagy pontosságú gravimetria a modern geodinamikában V.E. Zharov, A.V. Kopaev. VK Milyukov A munka alapjai A "Globális Navigációs Rendszer" szövetségi célprogram projekt
TARTALOM Előszó ... 3 Bevezetés ... 4 SZAKASZ I. ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓK A GEODÉZIÁRÓL ÉS A GEODETIKAI MÉRÉSEKRŐL 1. fejezet A Föld felszíne és ábrázolásának módszerei ... 6 1.1. Föld alakja és elhelyezkedése
GONETS-D1M Többfunkciós személyi műholdas kommunikációs rendszer www.gonets.ru MSPSS "Gonets-D1M" Az MSPSS "Gonets-D1M" adatátvitelre és kommunikációs szolgáltatások nyújtására szolgál az előfizetők számára bármikor
Nemzetközi Polgári Repülési Szervezet A37-WP / 195 1 MUNKAPAPÍR TE / 109 22/9/10 (Tájékoztató dokumentum) 37. ÜLÉS MŰSZAKI BIZOTTSÁG ÖSSZESZERELÉSE 35. napirendi pont. Globális szervezeti rendszer
A víz alatti átkelők diagnosztikája. Útvonalkereső rendszerek. Az útvonal-kereső rendszerek olyan eszközök, amelyeket távoli keresésre, a térbeli helyzet detektálására és mérésére terveztek
Sergey Revnivykh, a GLONASS Igazgatóság vezetőhelyettese, a GLONASS Rendszerfejlesztési Osztály igazgatója, Akadémikus M.F. Reshetnev "
Talán nincs egyetlen olyan gazdasági ág sem, ahol a műholdas navigációs technológiákat még nem alkalmazták volna - a közlekedés minden típusától kezdve a mezőgazdaságig. Az alkalmazási területek pedig folyamatosan bővülnek. Sőt, a vevőeszközök többnyire legalább két globális navigációs rendszer - GPS és GLONASS - jelét fogadják.
A kérdés állama
Történt ugyanis, hogy Oroszországban a GLONASS felhasználása az űriparban nem olyan nagy, mint amire számítani lehetne, tekintettel arra a tényre, hogy a GLONASS rendszer fő fejlesztője Roskosmos. Igen, már sok űrhajónkban, hordozórakétáinkban, felső lépcsőinkben GLONASS vevők vannak a fedélzeti berendezések részeként. De eddig vagy segédeszközök, vagy a hasznos teher részeként használják őket. Eddig a pályamérések elvégzésére, a földközeli űrhajók pályáinak meghatározására, a szinkronizálás, a legtöbb esetben a parancsmérő komplexum földi eszközeit használják, amelyek közül sok régóta használatos. Ezenkívül a mérőműszerek az Orosz Föderáció területén találhatók, ami nem teszi lehetővé az űrhajók teljes pályájának globális lefedettségének biztosítását, ami befolyásolja a pálya pontosságát. A GLONASS navigációs vevőkészülékek használata a fedélzeti szabványos berendezések részeként a pálya mérésére lehetővé teszi az alacsony pályájú űrhajók (amelyek a pálya konstellációjának fő részét képezik) pályapontosságának 10 centiméteres a pálya bármely pontja valós időben. Ugyanakkor nem szükséges bevonni a parancsmérő komplexum eszközeit a pályamérések végrehajtásába, pénzt költeni azok működőképességének és a személyzet fenntartásának biztosítására. Elég, ha van egy vagy két állomás a navigációs információk fogadásához a repülőgéptől, és továbbításhoz a repülésirányító központ felé a tervezési problémák megoldása érdekében. Ez a megközelítés megváltoztatja a ballisztikus és navigációs támogatás teljes stratégiáját. De ennek ellenére ez a technológia már jól fejlett a világon, és nem jelent különösebb nehézséget. Csak egy ilyen technológiára való áttérésről kell döntést hozni.
Az alacsony pályájú űrhajók jelentős része a Föld távérzékelésére és tudományos problémák megoldására szolgáló műhold. A technológiák és a megfigyelési eszközök fejlődésével, a felbontás növelésével nőnek a követelmények a beérkezett célinformációk felméréskor a műhold koordinátáihoz való kötésének pontosságára. A posteriori módban a képek és a tudományos adatok feldolgozásához sok esetben a pálya pontosságát centiméter szinten kell ismerni.
Egy speciális geodéziai osztályú űrhajóhoz (például Lageos, Etalon), amelyeket kifejezetten a Föld tanulmányozásának és az űrhajók mozgásmodelljeinek finomításának alapvető problémáinak megoldására hoztak létre, már sikerült elérni a pályák centiméteres pontosságát. De nem szabad megfeledkezni arról, hogy ezek a járművek a légkörön kívül repülnek és gömb alakúak, hogy minimalizálják a napnyomás-zavarok bizonytalanságát. A pályamérésekhez a lézeres távolságmérők globális nemzetközi hálózatát használják, ami nem olcsó, és az eszközök működése nagymértékben függ az időjárási körülményektől.
Az ERS és a tudományos űrhajók főleg 2000 km magasságban repülnek, összetett geometriai formájúak, és a légkör és a napnyomás teljesen megzavarja őket. A nemzetközi szolgáltatások lézeres lehetőségeit nem mindig lehet használni. Ezért nagyon nehéz az ilyen műholdak pályájának centiméteres pontossággal történő megszerzése. Speciális mozgásmodellek és információfeldolgozási módszerek alkalmazása szükséges. Az elmúlt 10-15 évben jelentős előrelépés történt a világ gyakorlatában az ilyen problémák megoldása érdekében fedélzeti nagy pontosságú GNSS navigációs vevők (elsősorban GPS) segítségével. Ezen a területen az úttörő a Topex-Poseidon műhold volt (a NASA és a CNES közös projektje, 1992-2005, 1336 km magasság, 66-os dőlésszög), amelynek pálya pontosságát 20 évvel ezelőtt 10 cm (2,5 cm sugár).
Az elkövetkező évtizedben az Orosz Föderációban számos ERS űrhajót terveznek indítani az alkalmazott problémák megoldására különféle célokra. Különösen számos űrrendszer esetében a célinformációk nagyon nagy pontossággal történő megkötésére van szükség. Ezek a felderítés, feltérképezés, a jégviszonyok, vészhelyzetek, meteorológia figyelemmel kísérése, valamint számos alapvető tudományos feladat a Föld és a Világ-óceán tanulmányozása, nagy pontosságú dinamikus geoid modell, magas - az ionoszféra és a légkör precíziós dinamikus modelljei. Az űrhajó helyzetének pontosságát már az egész pályán centiméteres szinten kell tudni. A hátsó pontosságról szól.
Ez már nem könnyű feladat az űrballisztikának. Talán az egyetlen módja annak, hogy megoldást nyújtson erre a problémára, a fedélzeti GNSS navigációs vevő méréseinek és a földi navigációs információk nagy pontosságú feldolgozásának megfelelő eszközei. A legtöbb esetben ez egy kombinált GPS és GLONASS vevő. Bizonyos esetekben követelményeket támaszthatnak csak a GLONASS rendszer használatára.
Kísérletezze a pályák nagy pontosságú meghatározását a GLONASS segítségével
Hazánkban a geodéziai osztályú navigációs vevők segítségével nagy pontosságú koordináták megszerzésének technológiája elég jól kidolgozott a földfelszín geodéziai és geodinamikai problémáinak megoldására. Ez egy úgynevezett pontos helymeghatározási technológia. A technológia egyik jellemzője:
* a navigációs vevő méréseinek feldolgozásához, amelynek koordinátáit tisztázni kell, a GNSS jelek navigációs keretéből származó információkat nem használjuk fel. A navigációs jeleket csak távolságmérésekre használják, elsősorban a jel vivőfázisának mérésén alapulva;
* A nagy pontosságú pályákat és a fedélzeti óra korrekciókat, amelyeket a GNSS navigációs jeleket vevő állomások globális hálózatának folyamatos mérése alapján kapunk, a navigációs űrhajók efemeriszidejű információiként használjuk. A legtöbb megoldást jelenleg a Nemzetközi GNSS Szolgálat (IGS) használja;
* a navigációs vevő méréseit, amelyek koordinátáit meg kell határozni, nagy pontosságú efemerisz idő információval együtt dolgozzuk fel speciális feldolgozási módszerekkel.
Ennek eredményeként a vevő koordinátái (a vevőantenna fázisközéppontja) néhány centiméteres pontossággal megszerezhetők.
A tudományos problémák megoldására, valamint a földgazdálkodás, a kataszter, az építkezés feladataihoz Oroszországban már évek óta léteznek és széles körben használják ezeket az eszközöket. Ugyanakkor a szerzőnek még nem volt információja azokról az eszközökről, amelyek megoldhatják az alacsony pályájú űrhajók pályájának nagy pontosságú meghatározásának problémáit.
Néhány hónappal ezelőtt végrehajtott kezdeményezési kísérlet megmutatta, hogy vannak ilyen eszközeink prototípusai, és ezek felhasználásával létrehozhatók az iparágra jellemző, nagy pontosságú ballisztikus és navigációs támogatású eszközök az alacsony pályájú űrhajók számára.
A kísérlet eredményeként megerősítették a meglévő prototípusok alkalmazásának lehetőségét a LEO űrhajó pályájának nagy pontosságú, több centiméteres szintjének meghatározására.
A kísérlethez az 1. számú repülő hazai ERS "Resurs-P" (közel kör alakú nap-szinkron pálya 475 km átlagos magassággal) került kiválasztásra, kombinált GLONASS / GPS navigációs vevővel felszerelve. Az eredmény megerősítése érdekében megismételték az adatfeldolgozást a GRACE rendszer geodéziai űrhajóin (a NASA és a DLR közös projektje, 2002-2016, 500 km magasság, 90 dőlésszög), amelyek fedélzetére GPS vevőket telepítettek. A kísérlet jellemzői a következők:
* annak érdekében, hogy felmérjük a GLONASS rendszer képességeit a Resurs-P űrhajó pályájának meghatározására (az általános képet az 1. ábra mutatja), csak a GLONASS méréseket alkalmazták (4 db fedélzeti navigációs vevő készletet fejlesztett ki a JSC RIRV);
* a GRACE rendszer űrhajójának pályájának megszerzéséhez (az általános képet a 2. ábra mutatja) csak GPS-méréseket használtak (a mérések szabadon elérhetőek);
* Nagy pontosságú efemerek és a GLONASS és GPS navigációs műholdak fedélzeti óráinak korrekciói, amelyeket az IAC KVNO TsNIIMash-nál kaptunk az IGS globális hálózat állomásainak mérési feldolgozása alapján (az adatok szabadon rendelkezésre állnak), segítségnyújtási információként használták fel. Ezen adatok pontosságának IGS-becslését az ábra mutatja. Ábra és kb. 2,5 cm Az IGS szolgáltatás GLONASS / GPS állomásainak globális hálózatának helyét az ábra mutatja. 4;
* a hardver és szoftver komplex prototípusa, amely nagy pontossággal képes meghatározni az alacsony pályájú űrhajók pályáját (a "GEO-MCC" JSC kezdeményezéses fejlesztése). A minta a Resurs-P űrhajó fedélzeti vevőinek méréseinek dekódolását is biztosítja, nagy pontosságú efemerisz idő információ felhasználásával, és figyelembe véve a fedélzeti vevők munkamenetének sajátosságait. A prototípust a GRACE rendszer űrhajójának mérései alapján teszteltük.
Rizs. 1. A Resurs-P űrhajó általános nézete.
Rizs. 2. A GRACE rendszer űrhajójának általános nézete.
Rizs. 3. Az IAC KVNO TsNIIMash efemerek pontosságának értékelése az IGS szolgáltatás által. A GLONASS navigációs űrhajó (jelölése - IAC, sötétkék pontok a grafikonon) segítő efemerisz információinak pontossága 2,5 cm.
Rizs. 4. A nemzetközi IGS szolgáltatás GLONASS / GPS állomásainak globális hálózatának helye (forrás - http://igscb.jpl.nasa.gov/network/iglos.html).
A kísérlet eredményeként soha nem látott eredmény született alacsony pályájú űrhajók hazai ballisztikus és navigációs támogatására:
* Figyelembe véve a Resurs-P űrhajó fedélzeti navigációs vevőinek segítő információit és valós méréseit, ennek az űrhajónak a nagy pontosságú, 8-10 cm pontosságú pályáját csak a GLONASS mérésekből nyertük (lásd 5. ábra). .
* Az eredmény megerősítése érdekében a kísérlet során hasonló számításokat végeztek a GRACE rendszer geodéziai űrhajóin, de GPS-méréseket használva (lásd 6. ábra). Ezeknek az űrhajóknak az orbitális pontosságát 3-5 cm-es szinten érték el, amely teljesen egybeesik az IGS szolgáltatás vezető elemző központjainak eredményeivel.
Rizs. 5. A Resurs-P űrhajó pályájának pontossága, amelyet csak GLONASS mérésekből nyertek, csak segítő információk felhasználásával, négy fedélzeti navigációs vevő készlet méréséből becsülve.
Rizs. 6. A GPS-mérésekből kapott GRACE-B űrhajó pályájának pontossága csak segítő információk felhasználásával.
Az első szakasz ANNKA rendszere
A kísérlet eredményei alapján a következő következtetések objektíven következnek:
Oroszországban jelentős lemaradás tapasztalható a hazai fejlesztések terén a LEO űrhajók pályájának nagy pontosságú meghatározása problémáinak megoldása érdekében, versenyképes szinten a külföldi információfeldolgozó központokkal. Ezen alapok alapján egy állandó ipari ballisztikai központ létrehozása az ilyen problémák megoldására nem igényel nagy kiadásokat. Ez a központ képes lesz minden érdekelt szervezet számára biztosítani a távérzékelő műholdak információinak koordinátáihoz való kötődést, a GLONASS és / vagy GLONASS / GPS műholdas navigációs berendezéssel felszerelt bármely távérzékelő műhold pályájának nagy pontosságú meghatározásához szükséges szolgáltatásokat. A jövőben a kínai BeiDou rendszer és az Európai Galileo mérései is használhatók.
Először látható, hogy a nagy pontosságú problémák megoldása során a GLONASS rendszer mérései gyakorlatilag nem rosszabbak, mint a GPS-mérések. A végső pontosság főleg a segítő efemerisz információk pontosságától és az alacsony pályájú űrhajók mozgásmodelljének ismeretének pontosságától függ.
A hazai távérzékelő rendszerek eredményeinek bemutatása nagy pontosságú koordinátákra történő hivatkozással drámai módon megnöveli annak jelentőségét és versenyképességét (figyelembe véve a növekedést és a piaci árat) a világpiacon a Föld távérzékelésének eredményei szempontjából.
Így az Orosz Föderációban a LEO űrhajók (kódnév - ANNKA rendszer) asszisztált navigációs rendszerének első szakaszának létrehozásához az összes alkatrész rendelkezésre áll (vagy építés alatt áll):
* létezik saját speciális szoftver, amely lehetővé teszi a GLONASS és a GPS operátoroktól függetlenül, hogy nagy pontosságú efemerisz idő információ érkezzen;
* létezik egy speciális szoftver prototípusa, amely alapján a lehető legrövidebb idő alatt létrehozható egy szabványos hardver és szoftver komplex a LEO űrhajók pályájának centiméteres pontossággal történő meghatározására;
* vannak olyan fedélzeti navigációs vevők hazai mintái, amelyek lehetővé teszik a probléma ilyen pontossággal történő megoldását;
* A Roscosmos létrehozza saját globális hálózatát a GNSS navigációs jeleket vevő állomásokról.
Az ANNKA rendszer architektúráját az első szakasz (a posteriori mód) megvalósításához az ábra mutatja. 7.
A rendszer funkciói a következők:
* mérések fogadása a globális hálózattól az ANNKA rendszer információfeldolgozó központjáig;
* nagy pontosságú efemerek kialakítása a GLONASS és GPS rendszerek navigációs műholdai számára (a jövőben - a BeiDou és a Galileo rendszerek számára) az ANNKA központban;
* az alacsony pályájú ERS műhold fedélzetére telepített fedélzeti műholdas navigációs berendezések mérésének megszerzése és átadása az ANNKA központnak;
* a távérzékelő űrhajó nagy pontosságú pályájának kiszámítása az ANNKA központjában;
* az ERS űrhajó nagy pontosságú pályájának átvitele az ERS rendszer földi speciális komplexumának adatfeldolgozó központjába.
A rendszer a lehető leghamarabb létrehozható, akár a szövetségi célprogram meglévő intézkedéseinek keretében a GLONASS rendszer fenntartására, fejlesztésére és használatára.
Rizs. 7. Az ANNKA rendszer felépítése az első szakaszban (a posteriori mód), amely biztosítja a LEO űrhajók pályájának meghatározását 3-5 cm-es szinten.
További fejlődés
Az ANNKA rendszer továbbfejlesztése az alacsony pályájú űrhajók pályájának nagy pontosságú meghatározásának és előrejelzésének valós módjának megvalósítása felé a fedélzeten radikálisan megváltoztathatja az ilyen műholdak ballisztikai és navigációs támogatásának egész ideológiáját, és teljesen elhagyhatja a parancs- és mérőkomplexum földi méréseinek használata. Nehéz megmondani, hogy mennyit, de a ballisztikus és navigációs támogatás működési költségei jelentősen csökkennek, figyelembe véve a földi létesítmények és a személyzet munkájáért fizetett díjakat.
Az Egyesült Államokban a NASA több mint 10 évvel ezelőtt létrehozott egy ilyen rendszert egy kommunikációs műholdas rendszer alapján a TDRSS űrhajók és a korábban létrehozott GDGPS globális nagy pontosságú navigációs rendszer vezérlésére. A rendszer neve TASS volt. Segítségnyújtást nyújt minden tudományos űrhajónak és távérzékelő műholdnak alacsony pályán, annak érdekében, hogy a fedélzeti pálya-meghatározási feladatokat valós időben, 10-30 cm-es szinten megoldhassa.
Ábrán látható az ANNKA rendszer felépítése a második szakaszban, amely a fedélzeti pálya-meghatározási problémák megoldását valós időben 10-30 cm pontossággal biztosítja. nyolc:
Az ANNKA rendszer funkciói a második szakaszban a következők:
* mérések fogadása állomásokról a globális hálózat GNSS navigációs jeleinek valós idejű fogadására az ANNKA adatfeldolgozó központba;
* nagy pontosságú efemerek kialakítása a GLONASS és GPS rendszerek navigációs űrhajói számára (a jövőben - a BeiDou és a Galileo rendszerek számára) az ANNKA központban valós időben;
* nagy pontosságú efemerek könyvjelzője a kommunikációs rendszerek SC reléjén (folyamatosan, valós időben);
* nagy pontosságú efemerek (segítő információk) közvetítése műhold-ismétlőkkel alacsony pályájú ERS űrhajók számára;
* a távérzékelő űrszonda nagy pontosságú helyzetének megszerzése a fedélzeten olyan speciális műholdas navigációs berendezéssel, amely képes fogadni a vett GNSS navigációs jeleket és a segítségnyújtási információkat;
* célinformációk továbbítása nagy pontosságú hivatkozással egy speciális földi távérzékelő komplexum adatfeldolgozó központjába.
Rizs. 8. Az ANNKA rendszer felépítése a második szakaszban (valós idejű üzemmód), amely biztosítja a LEO űrhajók 10-30 cm-es pályájának valós időben történő meghatározását a fedélzeten.
A meglévő képességek elemzése, a kísérleti eredmények azt mutatják, hogy az Orosz Föderációban jó alapok vannak egy nagy pontosságú segéd navigációs rendszer létrehozására az alacsony pályájú űrhajók számára, ami jelentősen csökkenti e járművek irányításának költségeit és csökkenti a az űrhatalmak vezetése a nagy pontosságú űrhajók navigációjának területén a sürgős tudományos és alkalmazott problémák megoldásában. A LEO SC vezérléstechnológia fejlődésének szükséges lépéséhez csak megfelelő döntést kell meghozni.
Az első szakasz ANNKA rendszere a lehető leghamarabb létrehozható, minimális költségekkel.
A második szakasz folytatásához intézkedéseket kell végrehajtani, amelyeket állami vagy szövetségi célzott programok keretében kell előírni:
* speciális kommunikációs műholdas rendszer létrehozása a földközeli űrhajók folyamatos irányításának biztosítása érdekében, akár geostacionárius pályán, akár ferde geoszinkron pályákon;
* a hardver és szoftver komplex korszerűsítése az efemerisz információk valós időben történő kialakításához;
* az orosz globális állomáshálózat létrehozásának befejezése a navigációs jelek vételére a GNSS-től;
* a GNSS navigációs jelek feldolgozására képes fedélzeti navigációs vevőkészülékek fejlesztése és megszervezése, valamint a segítségnyújtási információk valós időben történő feldolgozása.
Ezen intézkedések végrehajtása komoly, de meglehetősen megvalósítható munka. URSC vállalkozások végezhetik, figyelembe véve a szövetségi űrprogram és a szövetségi célprogram keretében már tervezett tevékenységeket a GLONASS rendszer karbantartására, fejlesztésére és használatára, figyelembe véve a megfelelő kiigazításokat. . A létrehozásának költségeinek és a gazdasági hatásnak az értékelése szükséges szakasz, amelyet a Föld távérzékelésére szolgáló komplexumok űrrendszereinek, műholdas kommunikációs rendszerek, űrrendszerek és tudományos komplexumok űrrendszereinek létrehozására irányuló tervezett projektek figyelembevételével kell elvégezni. . Abszolút bízik abban, hogy ezek a költségek megtérülnek.
Összefoglalva, a szerző őszinte háláját fejezi ki Arkady Tyulyakov, Vladimir Mitrikas, Dmitrij Fedorov, Ivan Skakun hazai műholdas navigáció vezető szakembereinek a kísérlet megszervezéséért és a cikkhez való anyagok biztosításáért, az IGS nemzetközi szolgálatért és vezetőinek - Urs Hugentoble és Ruth Nilan - a lehetőségért, hogy teljes mértékben kihasználják a globális állomáshálózat méréseit a navigációs jelek fogadására, valamint mindazoknak, akik segítettek és nem avatkoztak közbe.
B.A. Dvorkin
Az információs műholdas technológiák aktív bevezetése a társadalom gyorsan fejlődő informatizálásának szerves részeként gyökeresen megváltoztatja az emberek életkörülményeit és tevékenységeit, kultúrájukat, viselkedési sztereotípiájukat, gondolkodásmódjukat. Néhány évvel ezelőtt a háztartási vagy autós navigátorokat csodának tekintették. Az internetes szolgáltatások, például a Google Earth nagyfelbontású űrképeit az emberek nézték, és nem is szűntek meg csodálni. Most egyetlen autós sem (ha még nincs navigátor az autóban) nem hagyja el a házat anélkül, hogy először a navigációs portálon választaná ki az optimális útvonalat, figyelembe véve a forgalmi dugókat. Navigációs berendezéseket helyeznek el a tömegközlekedés járművein, többek között ellenőrzési célokra. Az űrképeket operatív információk megszerzésére használják a természeti katasztrófák területein és különféle problémák megoldására, például önkormányzati adminisztrációra. A példák megsokszorozhatók, és mindannyian megerősítik azt a tényt, hogy az űrtevékenység eredményei a modern élet szerves részévé váltak. Az sem meglepő, hogy a különféle űrtechnológiákat gyakran együtt használják. Ezért természetesen a felszínen rejlik a technológiák integrálásának és az egységes végpontok közötti technológiai láncok létrehozásának gondolata. Ebben az értelemben a Föld távérzékelésének technológiája (ERS) az űrből és a globális navigációs műholdas rendszerekből (GNSS) nem kivétel. De először az első ...
GLOBÁLIS NAVIGÁCIÓS MŰholdas RENDSZEREK
A Globális Navigációs Műholdrendszer (GNSS) egy olyan hardver és szoftver komplexum, amely lehetővé teszi, hogy műholdas jelek feldolgozásával megkapja koordinátáit a föld felszínének bármely pontján. A GNSS fő elemei a következők:
- a műholdak orbitális konstellációja;
- földi irányító rendszer;
- vevő berendezés.
A műholdak folyamatosan továbbítják az információkat a pályájukon elfoglalt helyzetükről, a földi állomásállomások figyelemmel kísérik és ellenőrzik a műholdak helyzetét, valamint műszaki állapotát. A vevő berendezés számos műholdas navigátor, amelyeket az emberek szakmai tevékenységükben vagy mindennapi életükben használnak.
A GNSS működési elve a vevő készülék antennájától a műholdakig mért távolság mérésén alapul, amelyek helyzete nagy pontossággal ismert. A távolságot a műhold által a vevő felé továbbított jel terjedési késleltetési idejétől számítják. A vevő koordinátáinak meghatározásához elég tudni a három műhold helyzetét. Valójában négy (vagy több) műhold jelét használják arra, hogy kiküszöböljék a műhold és a vevő óra közötti különbség okozta hibát. A rendszer több műholdjától való távolság ismeretében, hagyományos geometriai konstrukciók segítségével, a navigátorba "bekötött" program kiszámítja az űrben elfoglalt helyzetét, így a GNSS lehetővé teszi, hogy gyorsan meghatározza a helyet nagy pontossággal a föld felszínének bármely pontján, a bármikor, bármilyen időjárási körülmények között ... A rendszer minden műholdja az alapinformációk mellett a vevő berendezés folyamatos működéséhez szükséges segédinformációkat is továbbítja, beleértve a teljes műholdas konstelláció helyzetéről szóló teljes táblázatot, amelyet több percig egymás után továbbítanak. Erre azért van szükség, hogy felgyorsítsa a vevő eszközök működését. Meg kell jegyezni a fő GNSS fontos jellemzőjét - műholdas vevőkkel (navigátorokkal) rendelkező felhasználók számára, akik ingyen fogadják a jeleket.
Bármely navigációs rendszer használatának közös hátránya, hogy bizonyos körülmények között előfordulhat, hogy a jel nem éri el a vevőt, vagy jelentős torzulásokkal vagy késésekkel érkezik. Például szinte lehetetlen meghatározni a pontos helyét egy vasbeton épületben, egy alagútban, egy sűrű erdőben. A probléma megoldásához további navigációs szolgáltatásokat használnak, például az A-GPS-t.
Ma már számos GNSS működik az űrben (1. táblázat), amelyek fejlődésük különböző szakaszaiban vannak:
- GPS(vagy NAVSTAR) - az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma működteti; jelenleg az egyetlen teljesen kiépített GNSS, amely a nap 24 órájában rendelkezésre áll a felhasználók számára a világ minden tájáról;
- GLONASS- orosz GNSS; a teljes bevetés utolsó szakaszában van;
- Galilei- Az európai GNSS, amely a műholdas konstelláció létrehozásának szakaszában van.
Megemlítjük továbbá Kína és India nemzeti regionális GNSS-jét - Beidou-t és IRNSS-t, amelyeket fejlesztés és telepítés alatt áll; kis számú műholddal megkülönböztethető és országosan orientált.
A fő GNSS jellemzői 2010. márciusi állapot szerint
Vizsgáljuk meg az egyes GNSS néhány jellemzőjét.
GPS
Az amerikai GPS-rendszer alapja a műholdak (2. ábra), amelyek 6 körpálya mentén (mindegyikben 4 műhold) keringenek a Föld körül, körülbelül 20 180 km magasságban. A műholdak jeleket sugároznak: L1 = 1575,42 MHz és L2 = 1227,60 MHz, a legújabb modellek szintén az L5 = 1176,45 MHz tartományban. A rendszer 24 műholddal teljes mértékben működőképes, azonban a helymeghatározási pontosság és a tartalékképzés meghibásodása érdekében a pályán lévő műholdak száma jelenleg 31 műhold.
Rizs. 1 GPS II-F blokk űrhajó
A GPS-t eredetileg csak katonai célokra szánták. Az első műholdat 1974. július 14-én állították pályára, és a föld felszínének teljes lefedéséhez szükséges 24 műhold közül az utóbbit 1993-ban dobták pályára. Lehetővé vált a GPS használata a rakéták helyhez történő pontos célzásához, majd a levegőben és a földön lévő mozgó tárgyakra. A pontos navigációs információkhoz való hozzáférés korlátozása érdekében a polgári felhasználók számára speciális interferenciát vezettek be, azonban ezeket 2000 óta törölték, ezt követően a legegyszerűbb polgári GPS-navigátor segítségével a koordináták meghatározásának pontossága 5-15 m között mozog (a magasságot egy 10 m-es pontossággal), és függ a jelek vételének körülményeitől egy adott ponton, a látható műholdak számától és számos egyéb októl. A globális WAAS korrekciós elosztórendszer használata 1-2 m-re javítja Észak-Amerika GPS-helymeghatározási pontosságát.
GLONASS
Az orosz GLONASS műholdas navigációs rendszer első műholdját még a szovjet időkben - 1982. október 12-én - dobták pályára. A rendszert részben 1993-ban állították üzembe, és 12 műholdból állt. A rendszer alapjának 24 műholdnak kell lennie, amelyek három keringési síkban mozognak a Föld felszíne felett, 64,8 ° -os dőlésszöggel és 19 100 km magassággal. A mérési elv és a jelátviteli tartományok hasonlóak az amerikai GPS GLONASS rendszerhez.
rizs. 2 Űrhajó GLONASS-M Jelenleg 23 GLONASS műhold van a pályán (2. ábra). Az utolsó három űrhajót 2010. március 2-án dobták pályára. Most rendeltetésük szerint használják őket - 18 műholdat. Ez Oroszország szinte teljes területén folyamatos navigációt biztosít, az európai rész pedig csaknem 100% -os jelet biztosít. A tervek szerint a teljes GLONASS rendszert 2010 végére telepítik.
Jelenleg a koordináták GLONASS rendszer általi meghatározásának pontossága valamivel alacsonyabb, mint a GPS hasonló mutatói (nem haladja meg a 10 m-t), ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy mindkét navigációs rendszer együttes használata jelentősen növeli a helymeghatározási pontosságot. Az európai geostacionárius navigációs lefedettség (EGNOS) az európai GPS, GLONASS és Galileo rendszerek teljesítményének javítását és pontosságának javítását szolgálja.
Galilei
Az európai GNSS Galileo-t úgy tervezték, hogy bármilyen mobil objektum navigációs problémáit 1 m-nél kisebb pontossággal oldja meg. Az amerikai GPS-től és az orosz GLONASS-tól eltérően a Galileo-t nem a katonai osztályok irányítják. Fejlesztését az Európai Űrügynökség végzi. Jelenleg 2 teszt műhold van a pályán, a GIOVE-A (3. ábra) és a GIOVE-B, amelyeket 2005-ben és 2008-ban indítottak el. A Galileo navigációs rendszert a tervek szerint teljes mértékben 2013-ban telepítik, és 30 műholdból áll.
rizs. 3 GIOVE-A űrhajó Műholdas navigátorok
Mint már említettük, a vevőberendezések minden műholdas navigációs rendszer szerves részét képezik. A navigációs vevők (navigátorok) modern piaca ugyanolyan sokszínű, mint bármely más elektronikus és telekommunikációs termék piaca. Minden navigátor professzionális vevőkre és vevőkre osztható, amelyeket a felhasználók széles köre használ. Az utóbbinál térjünk ki részletesebben. Különféle neveket használnak rájuk: GPS navigátorok, GPS nyomkövetők, GPS vevők, műholdas navigátorok, stb. Nemrégiben népszerűvé váltak a más eszközökbe (PDA-k, mobiltelefonok, kommunikátorok, órák stb.) Beépített navigátorok.). A tényleges műholdas navigátorok közül egy speciális nagy osztályt az autós navigátorok alkotnak. A túrázásra, vízi utakra stb. Tervezett navigátorok szintén elterjedtek (gyakran egyszerűen GPS navigátoroknak hívják őket, annak ellenére, hogy GLONASS jeleket is képesek fogadni).
Szinte minden személyes navigátor kötelező tartozéka a GPS chipset (vagy vevő), processzor, RAM és az információk megjelenítésére szolgáló monitor.
A modern autós navigátorok képesek megtervezni az útvonalat, figyelembe véve a forgalom szervezését, és címkeresést végezhetnek. A turisták számára a személyes navigátorok jellemzője általában műholdas jel vételének képessége nehéz körülmények között, például sűrű erdőben vagy hegyvidéki terepen. Néhány modell vízálló tokkal rendelkezik, fokozott ütésállósággal.
A személyes műholdas navigátorok fő gyártói:
- Garmin (USA; navigátorok légi, autó-, motor- és vízi közlekedéshez, valamint turisták és sportolók számára)
- GlobalSat (Tajvan; navigációs berendezések különféle célokra, beleértve a GPS-vevőket is)
- Ashtech (korábban Magellan) (USA; személyes és professzionális navigációs vevők)
- MiTac (Tajvan; autó- és utazási navigátorok, személyi számítógépek és kommunikátorok beépített GPS-vevővel Mio, Navman, Magellan márkanév alatt)
- ThinkWare (Korea; személyes navigációs eszközök az I-Navi márkanév alatt)
- TomTom (Hollandia; autós navigátorok) stb.
A professzionális navigációs berendezéseket, beleértve a mérnöki, geodéziai és bányamérést is, olyan vállalatok gyártják, mint a Trimble, Javad (USA), Topcon (Japán), Leica Geosystems (Svájc) stb.
Mint már említettük, jelenleg számos személyi navigációs eszköz készül, képességeikben és árukban különböznek egymástól. Illusztrációként csak egy kellően "fejlett" eszköz jellemzőit írjuk le a modern GPS-navigátorok teljes osztályának képességeinek jellemzése érdekében. Ez az egyik legújabb újítás a népszerű autós navigátorok sorozatában - TomTom MEGY 930 (leírás a GPS-Club webhelyéről származik - http://gps-club.ru).
A TomTom GO 930 (6. ábra) ötvözi az autós navigáció legújabb trendjeit - több kontinens térképei, vezeték nélküli fülhallgató és egyedülálló Map Share ™ technológia
rizs. 4 TomTom GO 930 autós navigátor Az összes TomTom eszköz saját fejlesztésű és teljesen plug & play, ami azt jelenti, hogy egyszerűen kivehető a dobozból, és hosszú utasítások elolvasása nélkül használható. Az intuitív kezelőfelület és az orosz nyelvű "ikonok" lehetővé teszik a járművezetők számára, hogy könnyen megtervezzék az útvonalat. Az orosz nyelvű tiszta hangutasítások segítenek az autósoknak könnyen és stresszmentesen elérni céljukat. A navigátor támogatja a vezeték nélküli vezérlést és az Enhanced Positioning Technology (EPT) technológiát, amelyek zavartalan navigációhoz készültek még alagutakban vagy sűrűn beépített területeken is.
A TomTom navigációs térkép szolgáltató a Tele Atlas, a TomTom Csoport része. Amellett, hogy a TomTom teljes körűen rusztifikálta a térképeket, ez az egyetlen navigációs megoldás-szolgáltató, amely Európa és az Egyesült Államok térképeit kínálja a navigátorok bizonyos modelljein.
A világ közúti infrastruktúrája évente 15% -kal változik. Ezért a TomTom lehetőséget ad a felhasználóinak arra, hogy a navigációs eszköz első használatának kezdetétől számított 30 napon belül ingyenesen letöltsék a legfrissebb térképváltozatot, valamint hozzáférést kapnak az egyedülálló Map Share ™ technológiához. A TomTom navigációs felhasználók új térképet tölthetnek le a TomTom HOME szolgáltatáson keresztül. Így a térkép legfrissebb verziója bármikor elérhető. Ráadásul az autósok csak néhány érintéssel érinthetik meg az érintőképernyőt, amint a forgalom változásai ismertté válnak, a Map Share ™ technológiát, egy ingyenes kézi térképfrissítést közvetlenül a navigátoron. A felhasználók módosíthatják az utcaneveket, az egyes útszakaszokon a sebességkorlátozásokat, a menetirányokat, az elzárt utakat és a POI-k (érdekes helyek) változtatásait.
A TomTom egyedülálló térképmegosztási technológiája javítja a navigációt, mivel lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy azonnal változtassanak közvetlenül a térképükön. Ezenkívül a felhasználó információkat kaphat az egész TomTom közösség által végrehajtott hasonló változásokról.
Ez a kártyamegosztási funkció lehetővé teszi a következőket:
- naponta és azonnal változtassa meg TomTom készülékének térképét;
- hozzáférést kap a világ legnagyobb navigációs készülékeket használó közösségéhez;
- napi frissítéseket osszon meg más TomTom felhasználókkal;
- teljes ellenőrzést kap a letöltött frissítések felett;
- használja a legjobb és legpontosabb térképeket bárhol.
KÁRTYÁK SZEMÉLYES SZATELLIT NAVIGÁTOROKHOZ
A modern navigátorok elképzelhetetlenek anélkül, hogy teljes értékű nagyszabású térképek lennének bennük, amelyek nemcsak a mozgás útvonalán, hanem az egész felmérési területen is mutatják az objektumokat (7. ábra).
rizs. 5 Minta kisméretű navigációs diagram Mind a raszteres, mind a vektoros térképeket be lehet tölteni a navigátorokba. Különösen a raszteres információk egyik típusáról fogunk beszélni, de itt megjegyezzük, hogy a GPS-vevőkbe beolvasott és betöltött papírtérképek nem a legjobb módszerek a térinformációk megjelenítésére. Az alacsony helymeghatározási pontosság mellett az is problémát jelent, hogy a térkép koordinátáit a vevő által kiadott koordinátákhoz kötjük.
A vektoros digitális térképek, különösen a térinformatikai formátumokban, valójában egy adatbázis, amely információkat tárol az objektumok koordinátáiról, például "alakfájlok" formájában, külön pedig minőségi és mennyiségi jellemzők formájában. Ezzel a megközelítéssel az információk sokkal kevesebb helyet foglalnak el a navigátorok memóriájában, és lehetővé válik nagy mennyiségű hasznos referencia információ letöltése: benzinkutak, szállodák, kávézók és éttermek, parkolók, látnivalók stb.
Mint fent említettük, vannak olyan navigációs rendszerek, amelyek lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy a saját navigációs térképeket kiegészítse saját objektumaival.
Egyes személyes navigációs eszközökben, különösen a turistáknak szánt eszközökben lehetőség van tárgyak önálló elhelyezésére (vagyis valójában saját térképek és diagramok készítésére). Ezekre a célokra egy speciális, egyszerű grafikus szerkesztő biztosított.
Különös figyelmet kell fordítani a rezsim kérdéseire. Mint tudják, Oroszországban továbbra is korlátozások vannak érvényben a nagyméretű topográfiai térképek használatával kapcsolatban. Ez kellően gátolja a navigációs térképészet fejlődését. Meg kell azonban jegyezni, hogy jelenleg a Szövetségi Állami Nyilvántartási, Kataszteri és Kartográfiai Szolgálat (Rosrestr) azt a feladatot tűzte ki 2011-re, hogy az Orosz Föderációt (gazdaságilag fejlett régiók és városok) teljes körűen lefedjék az 1-es digitális navigációs térképekkel: 10 000, 1:25 lépték. 000, 1:50 000. Ezek a térképek navigációs információkat jelenítenek meg, az út grafikonja, a digitális térképészeti háttér és a tematikus információk (útszéli infrastruktúra és szolgáltató létesítmények).
NAVIGÁCIÓS SZOLGÁLTATÁSOK
A műholdas navigációs rendszerek és vevőberendezések fejlesztése és fejlesztése, valamint a WEB-technológiák és a WEB-szolgáltatások minden aktív megvalósítása különböző navigációs szolgáltatások megjelenését eredményezte. Számos navigációs modell képes az útvonal tervezésekor a forgalmi helyzetre vonatkozó információkat fogadni és figyelembe venni, a lehető legnagyobb mértékben elkerülve a forgalmi torlódásokat. A forgalmi adatokat (forgalmi dugókat) speciális szolgáltatások és szolgáltatások nyújtják, a GPRS protokollon keresztül, vagy a rádióból az éterben az FM sáv RDS csatornáin keresztül.
TÉRKÉPEK A NAVIGÁTOROKBAN
A navigációs térképek elég gyorsan elavulnak. Az ultramagas térbeli felbontású űrképek megjelenése (jelenleg a WorldView-1, a WorldView-2, a GeoEye-1 űrhajók akár 50 cm-es felbontást biztosítanak) a térképészet hatékony eszközt nyújt a térkép tartalmának frissítésére. A térkép frissítése után, annak megjelenése és a navigációs eszközbe történő "betöltés" lehetősége után azonban sok idő telik el. Az űrképek lehetőséget nyújtanak a legrelevánsabb információk azonnali megkapására a navigátorban.
Az űrképek felhasználása szempontjából különösen érdekes az ún. LBS szolgáltatások. Az LBS (Location-based service) a mobiltelefon helyének meghatározásán alapuló szolgáltatás. Figyelembe véve a mobil kommunikáció széles körű fejlődését és a mobilszolgáltatók által nyújtott szolgáltatások bővülését, nehéz túlbecsülni az LBS szolgáltatási piac lehetőségeit. Az LBS-k nem feltétlenül használják a GPS technológiát a helyük meghatározásához. A hely meghatározható a GSM és UMT cellás hálózatok bázisállomásaival is.
rizs. 6 Űrlövés a Nokia mobiltelefonján Az LBS szolgáltatásokat nyújtó mobiltelefonok és navigációs eszközök gyártói egyre nagyobb figyelmet fordítanak az űrképekre. Vegyük példának a Nokia-t (Finnország), amely 2009-ben megállapodást írt alá a DigitalGlobe-val, a WorldView-1, a WorldView-2 és a QuickBird szuper nagy felbontású műholdak üzemeltetőjével az Ovi Maps-felhasználók hozzáférésének biztosításáról az űrképekhez Ovi - a Nokia új márkája az internetes szolgáltatások terén).
A városi területeken történő navigáláskor az egyértelműség mellett (8. ábra) nagyon hasznos, ha egy háttér kép jelenik meg űrképek formájában, olyan alulfedezett területen haladva, amelyre vonatkozóan nincsenek friss és részletes térképek. Az Ovi Maps szinte az összes Nokia eszközre letölthető.
Az ultra nagy felbontású műholdas képek integrálása az LBS szolgáltatásaiba lehetővé teszi azok funkcionalitásának nagyságrenddel történő növelését.
Az űrből érkező Föld távérzékelési adatok felhasználásának egyik ígéretes lehetősége az ezeken alapuló háromdimenziós modellek létrehozása. A háromdimenziós térképek rendkívül látványosak, és lehetővé teszik a jobb navigációt, különösen a városi területeken (9. ábra).
rizs. 7 3D navigációs diagram Összegzésként megjegyezzük az ultra nagy felbontású, ortorektizált képek műholdas navigátorokban és LBS szolgáltatásokban való felhasználásának nagy ígéretét. A Sovzond vállalat ORTOREGION és ORTO10 termékeket gyárt, amelyek az ALOS (ORTOREGION) és a WorldView-1, WorldView-2 (ORTO10) űrhajók ortorektizált képein alapulnak. Az egyes jelenetek ortorektálása a racionális polinom együtthatók (RPC) módszerével történik, földi vezérlőpontok használata nélkül, ami jelentősen csökkenti a munka költségeit. A tanulmányok kimutatták, hogy jellemzőik szerint az ORTOREGION és az ORTO10 termékek alapul szolgálhatnak a navigációs térképek frissítéséhez, 1: 25 000 és 1: 10 000 méretarányban. Ortofotó mozaikok, amelyek valójában fotótérképek , feliratokkal kiegészítve, közvetlenül betölthetők a navigátorokba is.
A nagy felbontású műholdas képek integrálása a navigációs rendszerekbe és az LBS-szolgáltatásokba nagyságrendekkel megnöveli azok funkcionalitását, kényelmét és használatának hatékonyságát.
A "műhold" szó egy repülőgép értelmében Fjodor Mihajlovics Dosztojevszkijnek köszönhetően jelent meg nyelvünkben, aki arról vitatkozott, hogy "mi lesz a fejszével az űrben? Miért, műhold formájában ...". Ma nehéz megmondani, mi késztette az írót ilyen okfejtésre, de egy évszázaddal később - 1957 október elején - még egy fejsze sem kezdett repülni bolygónkon, hanem egy eszköz, amely abban a legbonyolultabb volt az idő, amely az első mesterséges műhold lett, amelyet az űrbe küldtek, nagyon konkrét célokkal. ... És mások követték őt.
A "viselkedés" jellemzői
Ma már régóta mindenki hozzászokott a műholdakhoz - az éjszakai égbolt nyugodt képének megsértői. A gyárakban létrehozva és pályára állítva tovább "köröznek" az emberiség érdekében, változatlanul csak a szakemberek szűk körében maradnak érdekesek. Mik azok a mesterséges műholdak, és milyen hasznot hoz az ember belőlük?
Mint tudják, a műhold pályára lépésének egyik fő feltétele a sebessége - alacsony pályájú műholdak esetében 7,9 km / s. Ebben a sebességben következik be a dinamikus egyensúly, és a centrifugális erő kiegyensúlyozza a gravitációs erőt. Más szavakkal, a műhold olyan gyorsan repül, hogy nincs ideje zuhanni a föld felszínére, mivel a Föld szó szerint elhagyja a lába alól, mivel kerek. Minél nagyobb a műholdnak jelentett kezdeti sebesség, annál nagyobb lesz a pályája. A Földtől való távolsággal azonban a körpályán a sebesség csökken, és a geostacionárius műholdak csak 2,5 km / s sebességgel mozognak pályájukon. Amikor megoldjuk az űrhajó (SC) földközeli pályán való hosszú és akár örök létezésének problémáját, egyre nagyobb magasságra kell emelni. Érdemes megjegyezni, hogy a Föld légköre is jelentősen befolyásolja az űrhajó mozgását: még a tengerszint feletti magasságtól (a légkör feltételes határa) 100 km-nél nagyobb magasságokban is szuperritkult, észrevehetően lelassítja őket. Tehát idővel minden űrhajó elveszíti repülési magasságát, és a pályán való tartózkodás időtartama közvetlenül ettől a magasságtól függ.
A Földről a műholdak csak éjszaka láthatók, és akkor, amikor a Nap megvilágítja őket, vagyis nem esnek a föld árnyékának területére. A fenti tényezők egybeesésének szükségessége oda vezet, hogy a legtöbb LEO műhold megfigyelésének időtartama átlagosan 10 perc a belépés előtt és ugyanannyi - miután elhagyta a Föld árnyékát. Kívánt esetben a földi megfigyelők rendszerezhetik a műholdakat fényerő alapján (itt a Nemzetközi Űrállomás (ISS) az első helyen áll - fényereje megközelíti az első nagyságot), a villogás gyakoriságával (kényszerített vagy speciálisan beállított forgatással), a mozgásirány (a póluson át vagy a másik irányba). A műholdak megfigyelésének körülményeit jelentősen befolyásolja a lefedettség színe, a napelemek jelenléte és hatótávolsága, valamint a repülési magasság - minél magasabb, annál lassabban mozog a műhold, és kevésbé lesz fényes és észrevehető.
A repülés nagy magassága (a Földtől a legkisebb távolság 180-200 km) elrejti még az olyan viszonylag nagy űrhajók méretét is, mint a Mir pályakomplexumok (2001-ben keringettek) vagy az ISS - mindegyik világító fényként látható pontok, többé-kevésbé fényerő. Ritka kivételektől eltekintve lehetetlen egyszerű szemmel azonosítani a műholdat. Az űrhajók pontos azonosítása érdekében különféle optikai eszközöket alkalmaznak - a távcsőtől a teleszkópokig, amelyek egy egyszerű szemlélő számára nem mindig hozzáférhetők, valamint a pályáik kiszámításához. Az internet segít az amatőr csillagásznak az egyes űrhajók azonosításában, ahol információkat közölnek a műholdak földközeli pályán való elhelyezkedéséről. Különösen bárki beléphet a NASA weboldalára, amely valós időben megjeleníti az ISS aktuális helyét.
Ami a műholdak gyakorlati használatát illeti, az első indításoktól kezdve azonnal megkezdték a konkrét problémák megoldását. Így az első műhold repülését alkalmazták a Föld mágneses mezőjének az űrből történő tanulmányozására, és rádiójele adatokat hordozott a lezárt műholdas test belső hőmérsékletéről. Mivel egy űrhajó felbocsátása meglehetősen drága öröm, ráadásul nagyon nehéz megvalósítani, ezért az egyes indításokhoz egyszerre több feladatot rendelnek.
Mindenekelőtt megoldják a technológiai problémákat: új tervek, vezérlőrendszerek, adatátvitel és hasonlók kidolgozása. A megszerzett tapasztalat lehetővé teszi számunkra, hogy a műholdak következő példányait fejlettebbé tegyük, és fokozatosan térjünk át olyan bonyolult célproblémák megoldására, amelyek indokolják a létrehozásuk költségeit. Végül is ennek a produkciónak, mint bármely másnak, a végső célja a profit (kereskedelmi indítás) vagy a műholdak leghatékonyabb felhasználása a működés során védelmi célokra, geopolitikai és sok más feladat megoldása.
Emlékeztetni kell arra, hogy a kozmonautika egésze a Szovjetunió és az USA közötti katonai-politikai konfrontáció eredményeként született meg. És természetesen, amint az első műhold megjelent, mindkét ország védelmi osztályai, miután létrehozták az irányítást a világűr felett, azóta folyamatosan nyilvántartást vezetnek a Föld közvetlen közelében található összes tárgyról. Tehát valószínűleg csak ők tudják az űrhajók pontos számát, amelyek így vagy úgy működnek. Ugyanakkor nemcsak magukat az űrhajókat követik nyomon, hanem a rakéták utolsó szakaszait, az átadó rekeszeket és más elemeket is, amelyek pályára juttatták őket. Vagyis szigorúan véve a műhold nem csak annak tekinthető, amelynek "intelligenciája" van - saját vezérlő, megfigyelő és kommunikációs rendszere -, hanem egy egyszerű csavarnak is, amely a repülés következő szakaszában elvált az űrhajótól.
Az amerikai űrparancsnokság katalógusa szerint 2003. december 31-én 28 140 ilyen műhold volt a föld közeli pályán, és számuk folyamatosan növekszik (a 10 cm-nél nagyobb objektumokat figyelembe vesszük). Idővel természetes okokból a műholdak egy része összeolvadt maradványok formájában esik a Földre, de sokuk évtizedekig pályán marad. Amikor az űrhajók kidolgozzák erőforrásaikat, és megszűnnek a Földről érkező parancsok betartása, miközben tovább repülnek, az nemcsak a Föld közeli űrben lesz szűk, de néha még veszélyes is. Ezért egy új űrhajó pályára dobásakor az ütközések és katasztrófák elkerülése érdekében folyamatosan tisztában kell lenni azzal, hogy hol van a „régi”.
Az űrhajók osztályozása meglehetősen fáradságos feladat, mivel minden űrhajó egyedi, és az új űrhajók által megoldott feladatok köre folyamatosan bővül. Ha azonban az űrhajókat a gyakorlati használat szempontjából vesszük figyelembe, akkor megkülönböztethetjük azokat a fő kategóriákat, amelyeket a rendeltetésük határoz meg. A legkeresettebbek manapság a kommunikációs műholdak, a navigáció, a Föld távérzékelése és a tudományos kutatás. A katonai műholdak és a felderítő műholdak külön osztályt alkotnak, de lényegében ugyanazokat a problémákat oldják meg, mint "békés" társaik.
Kommunikációs műholdak
A jelzők az elsők között profitáltak a műholdak gyakorlati indításából. A transzponder műholdak alacsony földi pályára juttatása lehetővé tette, hogy a lakott terület nagy részén a lehető legrövidebb időn belül megoldódjon a stabil, minden időjárással kapcsolatos kommunikáció problémája. Az első kereskedelmi műhold az Echo-2 kommunikációs műhold volt, amelyet az Egyesült Államok indított el 1964-ben, és amely lehetővé tette televíziós programok Amerikából Európába történő továbbítását kábelkommunikációs vonalak használata nélkül.
Ugyanakkor létrehozták saját "Molniya-1" kommunikációs műholdját a Szovjetunióban. Az Orbita állomások földi hálózatának kiépítése után nagy hazánk minden régiója hozzáférést kapott a Központi Televízióhoz, emellett megoldódott a megbízható és jó minőségű telefonos kommunikáció megszervezésének problémája. A "Molniya" kommunikációs műholdak erősen elliptikus pályákon helyezkedtek el, 39 000 km apogéjjal. A folyamatos műsorszórás céljából Molniya műholdak egész konstellációját vetették be, amelyek különböző orbitális síkokban repültek. Az Orbita hálózat földi állomásait meglehetősen nagy antennákkal szerelték fel, amelyek szervo meghajtók segítségével nyomon követték a műhold pályán mozgását, időnként áttérve a látómezőbe. Az idő múlásával az alapbázis javításának és a fedélzeti és a földi rendszerek műszaki paramétereinek javítása során az ilyen műholdak több generációja megváltozott. De a mai napig a Molniya-3 család műholdak konstellációi biztosítják az információk átadását Oroszországban és azon túl is.
A "Proton" és "Delta" típusú nagy hordozórakéták létrehozása lehetővé tette a kommunikációs műholdak geostacionárius körpályára juttatását. Sajátossága abban rejlik, hogy 35 800 km magasságban a műhold Föld körüli forgási szögsebessége megegyezik maga a Föld forgási szögsebességével. Ezért úgy tűnik, hogy a Föld egyenlítőjének síkjában egy ilyen pályán lévő műhold egy pont fölött lóg, és 3, 120 ° -os szögben elhelyezkedő geostacionárius műhold áttekintést nyújt a Föld teljes felületéről, csak a sarki régiók. Mivel a pályán meghatározott helyzetének megőrzése a műholdra van bízva, a geostacionárius űrhajók használata lehetővé tette az információk fogadásának és továbbításának földi eszközeinek jelentős egyszerűsítését. Megszűnt az antennák meghajtókkal történő ellátásának szükségessége - statikussá váltak, és egy kommunikációs csatorna megszervezéséhez elegendő csak egyszer beállítani őket, a kezdeti beállítás során. Ennek eredményeként a felhasználók földi hálózata jelentősen kibővült, és az információk közvetlenül a fogyasztó felé kezdtek áramolni. Bizonyíték erre a parabolikus antennák összessége, amelyek mind a nagyvárosokban, mind a vidéken lakóépületeken helyezkednek el.
Eleinte, amikor az űr csak a Szovjetunió és az USA számára volt "elérhető", mindegyik ország kizárólag a saját szükségleteinek és ambícióinak kielégítésével törődött, de idővel egyértelművé vált, hogy mindenkinek szüksége van műholdakra, és ennek eredményeként a nemzetközi projektek fokozatosan kezdtek megjelenni. Az egyik a nyilvánosan hozzáférhető, az 1970-es évek végén létrehozott INMARSAT globális kommunikációs rendszer. Fő célja a hajók stabil kommunikációjának biztosítása volt a nyílt tengeren, valamint a mentési műveletek során végzett tevékenységek összehangolása. Most az INMARSAT műholdas kommunikációs rendszeren keresztüli mobil kommunikációt egy kis méretű hordozható terminál biztosítja. Ha kinyitja a "bőrönd" fedelét, benne egy lapos antennával, és ezt az antennát a műhold feltételezett helyére irányítja, kétirányú hangkommunikáció jön létre, és az adatcsere akár 64 kilobit / perces sebességgel történik második. Sőt, ma négy modern műhold biztosítja a kommunikációt nemcsak a tengeren, hanem a szárazföldön is, lefedve az északi sarkvidéktől a déli sarkkörig terjedő hatalmas területet.
A kommunikációs létesítmények további miniatürizálása és a nagy teljesítményű antennák használata az űrhajókon ahhoz a tényhez vezetett, hogy a műholdas telefon "zseb" formátumot kapott, amely nem sokban különbözött a megszokottól.
Az 1990-es években több mobil személyi műholdas kommunikációs rendszer telepítése szinte egyszerre kezdődött. Először alacsony pályájúak jelentek meg - IRIDIUM (Iridium) és GLOBAL STAR (Global Star), majd a geostacionárius - THURAYA (Thuraya).
A "Thuraya" műholdas kommunikációs rendszer összetételében eddig 2 geostacionárius műhold található, amelyek lehetővé teszik a kommunikációt az afrikai kontinens nagy részén, az Arab-félszigeten, a Közel-Keleten és Európában.
Az "Iridium" és a "Global Star" rendszerek, hasonló felépítésűek, számos LEO műhold konstellációját használják. Az űrhajók felváltva repülnek az előfizető felett, helyettesítve egymást, ezáltal fenntartva a folyamatos kommunikációt.
Az "Iridium" 66 kör alakú pályán forgó műholdat tartalmaz (a Föld felszínétől 780 km magasságban, 86,4 ° dőlésszögben), hat pályasíkban, egyenként 11 járművel. Ez a rendszer bolygónk 100% -os lefedettségét biztosítja.
A Global Star tartalmaz 48 műholdat, amelyek nyolc pályasíkban repülnek (1414 km magasságban a Föld felszínétől, 52 ° -os dőlésszöggel), egyenként 6 járművet, amelyek 80% -os lefedettséget biztosítanak, kivéve a cirkumpoláris régiókat.
Alapvető különbség van e két műholdas kommunikációs rendszer között. Az Irídiumban a Földről egy műholdra érkező telefonjelet egy láncon keresztül továbbítják a következő műholdhoz, amíg el nem éri azt, amely jelenleg az egyik földi vevőállomás (átjáró állomás) látótávolságán belül van. Ez az elrendezés lehetővé teszi az orbitális komponens telepítése után a lehető leghamarabb a földi infrastruktúra létrehozásának minimális költségével történő üzemeltetését. A "Globális Csillag" kategóriában nem lehet műholdról műholdra sugározni a jelet, ezért ehhez a rendszerhez földi vevőállomások sűrűbb hálózata szükséges. És mivel a bolygó számos régiójában hiányoznak, nincs folyamatos globális lefedettség.
A személyes műholdas kommunikáció használatának gyakorlati előnyei ma nyilvánvalóvá váltak. Így a 2004. júniusi Mount Everest megmászása során az orosz hegymászóknak lehetőségük nyílt az Iridiumon keresztüli telefonos kommunikáció használatára, ami jelentősen csökkentette mindazok szorongásának intenzitását, akik követték a hegymászók sorsát e nehéz és veszélyes esemény során.
A SoyuzTM-1 űrhajó legénységével történt vészhelyzet 2003 májusában, amikor a Földre való visszatérés után a mentők 3 órán keresztül nem találták meg a kazah sztyeppén található űrhajósokat, arra kérték az ISS program vezetőit is, hogy szállítsák az űrhajósokat az Irídiummal. műholdas telefon.
Navigációs műholdak
A modern asztronautika másik eredménye a globális helymeghatározó rendszer befogadója. A jelenleg létező globális műholdas helymeghatározó rendszerek - az amerikai GPS (NAVSTAR) és az orosz "GLONASS" - létrehozása 40 évvel ezelőtt, a hidegháború idején kezdődött, hogy pontosan meghatározzák a ballisztikus rakéták koordinátáit. Ebből a célból a műholdak - rakétakilövők felvételeként - navigációs műholdak rendszerét telepítették az űrbe, amelynek feladata pontos koordinátáik közlése volt az űrben. Miután több műholdtól egyidejűleg megkapta a szükséges adatokat, a navigációs vevő meghatározta a saját helyzetét is.
Az „elhúzódó” békeidő arra kényszerítette a rendszerek tulajdonosait, hogy kezdjék meg az információk megosztását a polgári felhasználókkal, először a levegőben és a vízen, majd a szárazföldön, bár fenntartotta a jogot, hogy bizonyos „speciális” navigációs paramétereket megkötjön. időszakok. A katonai rendszerek így lettek civilek.
A GPS-vevők különféle típusait és módosításait széles körben használják a tengeri és légi járművekben, a mobil és műholdas kommunikációs rendszerekben. Sőt, a GPS-vevő, hasonlóan a Cospas-Sarsat rendszer adójához, kötelező felszerelés minden nyílt tengerre tartó úszó vízi jármű számára. Az Európai Űrügynökség által létrehozott ATV teherszállító űrhajó, amelynek 2005-ben kell az ISS-be repülnie, szintén korrigálja a pályáját az állomással a GPS és a GLONASS adatok alapján.
Mindkét műholdas navigációs rendszer megközelítőleg azonos. A GPS-nek 24 műholdja van, amelyek négy keringő pályán helyezkednek el, hat pályasíkban (a Föld felszínétől 20 000 km-re, 52 ° -os dőlésszögben), valamint 5 tartalék járművel. A GLONASS-nak 24 műholdja is van, mindegyik 8 három síkban (a Föld felszínétől 19 000 km-re, 65 ° -os magasságban). Annak érdekében, hogy a navigációs rendszerek a szükséges pontossággal működjenek, atomórákat telepítenek a műholdakra, az információkat rendszeresen továbbítják a Földről, meghatározva mindegyik pályán történő mozgásának jellegét, valamint a terjedés feltételeit. rádióhullámok.
A globális helymeghatározó rendszer látszólagos bonyolultsága és nagysága ellenére egy kompakt GPS-vevőt ma bárki megvásárolhat. A műholdakból érkező jelek szerint ez az eszköz nemcsak egy személy helyének meghatározását teszi lehetővé 5-10 méteres pontossággal, hanem az összes szükséges adatot megadja neki: a térképen lévő helyet jelző földrajzi koordináták, az aktuális világidő , mozgási sebesség, magasság, az oldalfény helyzete, valamint az elsődleges információkból levezetett számos szolgáltatási funkció.
Az űrnavigációs rendszerek előnyei annyira vitathatatlanok, hogy az Egyesült Európa a hatalmas költségek ellenére tervezi saját GALILEO („Galileo”) navigációs rendszerének létrehozását. Kína a navigációs műholdak rendszerének telepítését is tervezi.
Földi távérzékelő műholdak
A miniatűr GPS-vevők használata lehetővé tette egy másik űrhajó-kategória - az úgynevezett Föld távérzékelő műholdak (ERS) - működésének jelentős javítását. Ha a Földnek az űrből készített korábbi képei elég nehezen voltak társíthatók bizonyos földrajzi pontokkal, most ez a folyamat nem jelent problémát. És mivel bolygónk folyamatosan változik, az űrből készített, soha meg nem ismételt fotói mindig keresettek lesznek, és pótolhatatlan információkat nyújtanak a földi élet legkülönbözőbb aspektusainak tanulmányozásához.
A távérzékelő műholdak száma meglehetősen nagy, ennek ellenére csoportjuk folyamatosan új, egyre fejlettebb eszközökkel bővül. A modern távérzékelő műholdaknak, ellentétben az 1960-as és 1970-es években működöttekkel, nem szükséges az űrben rögzített filmeket speciális kapszulákban visszaküldeniük a Földre - szuperkönnyű optikai teleszkópokkal és CCD mátrixokon alapuló miniatűr fotodetektorokkal vannak felszerelve. mint nagysebességű adatvonalak, másodpercenként több száz megabites sávszélességgel. Az adatgyűjtés hatékonysága mellett lehetővé válik a beérkezett képek feldolgozásának teljes automatizálása a Földön. A digitalizált információk már nem csak képek, hanem a legértékesebb információk az ökológusok, erdészek, földmérők és sok más érdekelt struktúra számára.
Különösen a tavasszal kapott multispektrális fényképek teszik lehetővé a betakarítás megjóslását a talaj nedvességtartalma alapján, a növények vegetációs időszakában - a kábító növények termesztésének helyeinek felderítésére, és időben intézkedéseket hoznak azok elpusztítására.
Ezenkívül figyelembe kell venni a Föld felszínéről készült videoképek (fényképek) fogyasztók számára történő értékesítésének jelenlegi kereskedelmi rendszereit. Az első ilyen rendszerek először a LANDSAT amerikai, majd a francia - SPOT - műholdas műholdak csoportosítása voltak. Bizonyos korlátozásokkal és bizonyos árakkal összhangban a fogyasztók szerte a világon 30 és 10 méteres felbontással képet kaphatnak a Föld érdekes területeiről. A jelenlegi, sokkal fejlettebb polgári műholdak - az ICONOS-2, a QUICK BIRD-2 (USA) és az EROS-AI (Izrael-USA) - miután az amerikai kormány megszüntette a korlátozásokat, lehetővé teszi, hogy fényképeket vásároljon a föld felszínéről legfeljebb 0,5 méteres felbontás - panchromatikus módban és legfeljebb 1 méter - multispektrális módban.
A távérzékelő műholdak közelében meteorológiai űrhajók találhatók. Hálózatuk földközeli pályákon történő fejlesztése jelentősen megnövelte az időjárás-előrejelzés megbízhatóságát, és lehetővé tette a földi meteorológiai állomások kiterjedt hálózatának nélkül. A ma az egész világon megjelent sajtóközlemények, ciklonok, felhősödési utak, tájfunok és egyéb jelenségek animált képeivel együtt, amelyek meteorológiai műholdak adatai alapján jönnek létre, lehetővé teszik mindannyiunk számára, hogy személyesen ellenőrizzük a természetes folyamatok valóságát a Földön előforduló.
Műholdak - "tudósok"
Nagyjából mindegyik mesterséges műhold a környező világ megismerésének eszköze, amelyet kivettek a Földből. A tudományos műholdakat viszont egyfajta tesztelőhelynek nevezhetjük új ötletek és tervek tesztelésére és egyedi információk megszerzésére, amelyeket más módon nem lehet megszerezni.
Az 1980-as évek közepén a NASA elfogadta a programot négy csillagászati obszervatórium létrehozására az űrben. Némi késéssel vagy más módon mind a négy távcsövet pályára állították. Először a "HUBBL" (1990) kezdte meg munkáját, amelyet az Univerzum látható hullámhossz-tartományban történő feltárására terveztek, majd "COMPTON" (1991) következett, amely gamma-sugarak segítségével tanulmányozta az űrt, a harmadik pedig "CHANDRA" (1999) , amely röntgensugarakat használt, és befejezte ezt az átfogó SPITZER (2003) programot, amely figyelembe vette az infravörös tartományt. Mind a négy csillagvizsgálót neves amerikai tudósokról nevezték el.
A HUBBL, amely 15 éve működik a Föld közeli pályán, egyedülálló képeket küld a Földre távoli csillagokról és galaxisokról. Ilyen hosszú élettartam érdekében a távcsövet többször javították az ingajáratok során, de Columbia elsüllyedése után 2003. február 1-jén az űrsiklók indítását felfüggesztették. A tervek szerint a HUBBL 2010-ig marad a pályán, ezt követően erőforrásait kimerítve megsemmisül. A gamma-sugárforrások képeit a Földre továbbító KOMPTON 1999-ben megszűnt. A CHANDRA továbbra is rendszeresen szolgáltat információkat a röntgenforrásokról. Mindhárom távcsövet a tudósok úgy tervezték, hogy erősen elliptikus pályákon dolgozzanak annak érdekében, hogy csökkentsék a Föld magnetoszférájának rájuk gyakorolt hatását.
Ami a "SPITZER" -et illeti, amely a távoli, hideg tárgyakból származó leggyengébb hősugárzást képes megfogni, ellentétben a bolygónk körül forgó társaival, a Nap pályáján van, és évente 7 ° -kal fokozatosan távolodik el a Földtől. Annak érdekében, hogy érzékelje az űr mélységéből származó rendkívül gyenge termikus jeleket, a SPITZER lehűti érzékelőit olyan hőmérsékletre, amely csak 3 ° -kal haladja meg az abszolút nulla értéket.
Tudományos célokra nemcsak terjedelmes és összetett tudományos laboratóriumokat indítanak az űrbe, hanem üveggömbökkel felszerelt, gömb alakú műholdakat is, amelyek sarokreflektorokat tartalmaznak. Az ilyen miniatűr műholdak repülési pályájának paramétereit nagy pontossággal követik nyomon rájuk irányított lézersugárzás segítségével, amely lehetővé teszi a Föld gravitációs mezőjének legkisebb változásaira vonatkozó információk megszerzését.
Azonnali kilátások
Az űrmérnöki tudomány, amely a 20. század végén ilyen gyors fejlődésnek indult, egyetlen évig sem áll meg a fejlődésben. A műholdak, amelyek 5-10 évvel ezelőtt a technikai gondolkodás magasságának tűntek, felváltják az űrhajók új generációit a pályán. És bár a mesterséges földi műholdak fejlődése egyre múlóbb, a közeljövőbe tekintve megpróbálhatjuk meglátogatni a pilóta nélküli űrhajózás fejlődésének fő kilátásait.
Az űrben repülő röntgen- és optikai távcsövek már számos felfedezéssel jártak a tudósok előtt. Most az ezen eszközökkel felszerelt egész pályakomplexumok készülnek az indításra. Az ilyen rendszerek lehetővé teszik a Galaxis csillagainak hatalmas vizsgálatát a bennük lévő bolygók jelenlétére vonatkozóan.
Nem titok, hogy a modern földi rádióteleszkópok olyan képeket kapnak a csillagos égről, amelyek felbontása nagyobb, mint az optikai tartományban. Ma itt az ideje, hogy ilyen kutatási eszközöket az űrbe indítsanak. Ezeket a rádióteleszkópokat olyan magas elliptikus pályákra indítják, amelyek maximális távolsága a Földtől 350 ezer km, ami lehetővé teszi a csillagos égbolt rádiókibocsátásának minőségének javítását legalább 100-szor.
Nincs messze a nap, amikor az űrben rendkívül tiszta kristályok előállítására szolgáló gyárakat építenek. És ez nemcsak az orvostudomány számára annyira szükséges biokristályos szerkezetekre vonatkozik, hanem a félvezető- és lézeripar anyagaira is. Nem valószínű, hogy ezek műholdak lesznek - itt nagy valószínűséggel szükség lesz látogatott vagy robot komplexekre, valamint a hozzájuk kikötött szállítóhajókra, amelyek a kezdeti termékeket szállítják és a földönkívüli technológia gyümölcseit a Földre hozzák.
Nincs messze más bolygók gyarmatosítása. Ilyen hosszú járatokon nem lehet anélkül, hogy létrehoznánk egy zárt ökoszisztémát. A nagy távolságú űrrepüléseket szimuláló biológiai műholdak (repülő üvegházak) pedig a közeljövőben földközeli pályán jelennek meg.
Az egyik legfantasztikusabb feladat, bár technikai szempontból már ma is teljesen valós, egy űrrendszer létrehozása a globális navigációhoz és a föld felszínének centiméteres pontosságú megfigyeléséhez. Ez a helymeghatározási pontosság az élet sokféle területén megtalálható. Először is, a szeizmológusoknak erre van szükségük, remélve, hogy a földkéreg legkisebb rezgéseit is követik, hogy megtanulják a földrengések előrejelzését.
Jelenleg a műholdak pályára indításának leggazdaságosabb módja az eldobható hordozórakéták, és minél közelebb van az Egyenlítőhöz a kozmodróm, annál olcsóbb az indítás, és annál nagyobb az űrbe juttatandó hasznos teher. És bár úszó és repülőgép-hordozórakétákat már létrehoztak és sikeresen működnek, a kozmodróm körüli fejlett infrastruktúra hosszú ideig az alapja lesz a földlakók sikeres tevékenységének a földközeli űr fejlesztésében.
Alexander Spirin, Maria Pobedinskaya
A szerkesztők hálásak Alekszandr Kuznyecovnak az anyag elkészítésében nyújtott segítségéért.
Hogyan lehet megtudni, hol harcolt nagyapám a második világháborúban, milyen kitüntetései voltak?
HP ProLiant DL380p Gen8 szerver memóriaopciók Memória a hp szerverek számára
Titkos "hősök" - sled_vzayt Pavel Boriszovics Jakimkin