Яковлев А.В. «Средства экологического мониторинга на базе научно-образовательных спутников»

Все права защищены © Копирование материалов запрещено Страница 1
Средства экологическогоСредства экологического
мониторинга на баземониторинга на базе
научно-образовательных спутниковнаучно-образовательных спутников
Докладчик:Докладчик: Яковлев Андрей Викторович;Яковлев Андрей Викторович;
Место доклада:Место доклада: г. Москва;г. Москва;
Дата доклада;Дата доклада; 23 июня 2015 г.23 июня 2015 г.

Предпосылки создания космических систем мониторингаПредпосылки создания космических систем мониторинга
Потребность в наличии средств космического мониторинга и передачи информации характеризуется:Потребность в наличии средств космического мониторинга и передачи информации характеризуется:
-- большой площадью РФ;
- малой плотностью населения в удаленных от центральных областей районах;
- большим количеством природных ресурсов;
- сложностью оперативного контроля динамики негативных природных и антропогенных факторов.
Высокий потенциал, имеющийся в РФ для развития различных областей хозяйственной деятельностиВысокий потенциал, имеющийся в РФ для развития различных областей хозяйственной деятельности
человека, требует применения соответствующих космических технологий для контроля процессов, проходящихчеловека, требует применения соответствующих космических технологий для контроля процессов, проходящих
на этой территории.на этой территории.
Главной особенностью таких технологий является соответствие применяемых подходов размерам территорииГлавной особенностью таких технологий является соответствие применяемых подходов размерам территории
и скоростям идущих на ней процессов.и скоростям идущих на ней процессов.
АО «ИСС»АО «ИСС»
СибГАУСибГАУ
СФУСФУ
СОСО
РАНРАН

МКА «Можаец»МКА «Можаец»
МКА «МиР»МКА «МиР»
Запущен в 2002 году.
Проведено 5 экспериментов.
Эксплуатировался 7 лет.
Эксплуатировался 4 года.
Опыт создания научно-образовательных малых космических аппаратовОпыт создания научно-образовательных малых космических аппаратов
МКА «Юбилейный-1»МКА «Юбилейный-1»
Эксплуатируется в настоящее время.
МКА «ДОСААФ-90»МКА «ДОСААФ-90»
АО «ИСС»,АО «ИСС»,
ООО «НПЦ «МКА-СибГАУ»ООО «НПЦ «МКА-СибГАУ»
НИЛАКТ ДОСААФ,НИЛАКТ ДОСААФ,
СибГАУ, СФУ, СО РАН,СибГАУ, СФУ, СО РАН,
ВКА им. А.Ф. Можайского.ВКА им. А.Ф. Можайского.
Планируемый запуск в 2016 году.

Предложения по построению системы космического мониторингаПредложения по построению системы космического мониторинга
на базе МКАна базе МКА
Особенностью предлагаемой системы космического мониторинга являетсяОсобенностью предлагаемой системы космического мониторинга является
получение данных о состоянии земной поверхности одновременно тремяполучение данных о состоянии земной поверхности одновременно тремя
способами.способами.
Состав трехуровневой системы:Состав трехуровневой системы:
Малый космический аппарат дистанционного зондирования ЗемлиМалый космический аппарат дистанционного зондирования Земли
(предназначенный для космического мониторинга земной поверхности):(предназначенный для космического мониторинга земной поверхности):
 модуль служебных систем;модуль служебных систем;
 модуль полезной нагрузки:модуль полезной нагрузки:
 оптико-электронная аппаратура (ОЭА)оптико-электронная аппаратура (ОЭА);;
 многоканальный Фурье-видеоспектрометрмногоканальный Фурье-видеоспектрометр;;
 инфракрасная аппаратураинфракрасная аппаратура..
Беспилотный летательный аппарат (предназначен для мониторингаБеспилотный летательный аппарат (предназначен для мониторинга
земной поверхности без искажений, вызванных атмосферой, с высокимземной поверхности без искажений, вызванных атмосферой, с высоким
пространственным разрешением):пространственным разрешением):
 гиперспектрометр;гиперспектрометр;
 аппаратура приема/передачи данных;аппаратура приема/передачи данных;
 навигационная аппаратура.навигационная аппаратура.
Наземный комплекс сбора информации (предназначен для полученияНаземный комплекс сбора информации (предназначен для получения
спектральных характеристик наземных объектов):спектральных характеристик наземных объектов):
 транспортное средство высокой проходимости;транспортное средство высокой проходимости;
 аппаратура приема/передачи данных;аппаратура приема/передачи данных;
 малогабаритный переносимый спектрофотометр.малогабаритный переносимый спектрофотометр.
Центр приема и обработки информации:Центр приема и обработки информации:
 центры приема информации с МКА, БПЛА и НКСИ;центры приема информации с МКА, БПЛА и НКСИ;
 центры сбора, хранения и обработки информации.центры сбора, хранения и обработки информации.

Предложения по разработчику научно-образовательных МКАПредложения по разработчику научно-образовательных МКА
В 2010 году по инициативе СибГАУ создано МИП – ООО «Научно-производственныйВ 2010 году по инициативе СибГАУ создано МИП – ООО «Научно-производственный
центр «Малые космические аппараты – СибГАУ».центр «Малые космические аппараты – СибГАУ».
Общество образовано во исполнение Федерального закона от 02.08.2009г. №217-ФЗ «ООбщество образовано во исполнение Федерального закона от 02.08.2009г. №217-ФЗ «О
внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации повнесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по
вопросам создания бюджетными научными и образовательными учреждениямивопросам создания бюджетными научными и образовательными учреждениями
хозяйственных обществ в целях практического применения (внедрения) результатовхозяйственных обществ в целях практического применения (внедрения) результатов
интеллектуальной деятельности». Направления деятельности общества: разработка иинтеллектуальной деятельности». Направления деятельности общества: разработка и
производство малогабаритных платформ космических аппаратов и их составных частей.производство малогабаритных платформ космических аппаратов и их составных частей.
ООО «НПЦ «МКА-СибГАУ» участник технологической платформы «НациональнаяООО «НПЦ «МКА-СибГАУ» участник технологической платформы «Национальная
информационная спутниковая платформа».информационная спутниковая платформа».
В 2014 году ООО «НПЦ «МКА-СибГАУ» получена бессрочная Лицензия ФедеральногоВ 2014 году ООО «НПЦ «МКА-СибГАУ» получена бессрочная Лицензия Федерального
космического агентства на ведение космической деятельности и получено Заключениекосмического агентства на ведение космической деятельности и получено Заключение
ФКА ЦСКТ о соответствующей системе менеджмента качества.ФКА ЦСКТ о соответствующей системе менеджмента качества.
С 2013 года ООО «НПЦ «МКА-СибГАУ» кандидат в резиденты промышленного парка вС 2013 года ООО «НПЦ «МКА-СибГАУ» кандидат в резиденты промышленного парка в
составе кластера инновационных технологий ЗАТО г. Железногорск.составе кластера инновационных технологий ЗАТО г. Железногорск.

Внешний вид МКА в рабочем положении
Наименование параметра Значение параметра
Масса платформы, кг До 60
Масса полезной нагрузки, кг До 75
Мощность СЭП для полезной нагрузки, Вт
- средневитковая Не менее 80
- пиковая Не менее 120
Средневитковая мощность СЭП платформы, Вт Не менее 150
Конструктивное исполнение Негерметичное
Тип ориентации Трехосная, активная
Точность СОС, град
- крен
- тангаж
- рыскание
0,5
0,5
0,05
Точность стабилизации с погрешностью по каждой из
осей, град/с
0,0004
Скорость разворотов МКА при выполнении сценариев
съемки, град/с
1,5
Угол перенацеливания, град ±45
Частота командной радиолинии, МГц:
– МКА - Земля
– Земля - МКА
Частота целевой радиолинии
435
145
S, X
Скорость передачи данных
- по командной радиолинии, Кбит/с 2,5
- по целевой радиолинии, Мбит/с 10 (S), 120 (X)
Срок активного существования, лет 1
Высота орбиты функционирования, км 450
Наклонение орбиты функционирования, ° 97
Средства выведения
- одиночное выведение РН «Старт-1»
- групповое выведение РН «Ангара-1.2», РН
«Рокот», РН «Союз-2-1в»
Научно-образовательный малый космический аппарат на базеНаучно-образовательный малый космический аппарат на базе
космической платформы нового поколения «НТ-100»космической платформы нового поколения «НТ-100»
1 МКА изготавливается на базе платформы нового поколения
«НТ-100»;
2 Платформа МКА изготавливается полностью из российских
приборов;
3 МКА способен решать задачи ДЗЗ и передачи информации.
МКА позволяет решать следующие задачи:
- мониторинг состояния экосистем (заболачивание,
опустынивание, загрязнение территорий и их
последствия);
- оценка уровня углеводородных загрязнений земной
поверхности;
- породная и возрастная классификация лесов;
- мониторинг биологического состояния лесных
массивов;
- оценка состояния сельскохозяйственных объектов;
- оценка экологического состояния водоемов;
- оценка загрязнений береговой линии и морских
прибрежных вод;
- топографическое картографирование и обновление
карт;
- проведение пространственного анализа с большей
точностью в разных областях.

Инструменты для космического мониторингаИнструменты для космического мониторинга
разработки ФГУП ЦНИИмашразработки ФГУП ЦНИИмаш
Назначение спектрометра СА-МП – мониторинг
глобального содержания аэрозолей и малых
газовых составляющих (МГС) (O2, O3, H2O, CO2, CO,
NO, NO2, N2O, NO3, SO2, CH4, H2CO, NH3, CLO, OCLO,
BRO, аэрозоли, облака) в тропосфере и
стратосфере Земли и осуществление мониторинга
их физико-химической трансформации
Платформа
Спектральные
блоки
Панель
РТО
Электронный
блок
Наименование характеристики Значение
Основные режимы наблюдений надирный,
солнечный,
Дополнительный режим наблюдения лимбовый
Пространственное разрешение надирных
наблюдений при высоте орбиты H = 800
км, км
16 × 20
Полоса обзора при надирных
наблюдениях, км
1000
Мгновенное поле зрения, рад 2,5×10-3
При разработке спектрометра СА-МП были применены
инновационные решения:
•отказ от электро-механического сканирования полосы обзора за
счет использования широкоугольной входной оптики и
применения матричных приемников с электронным
сканированием;
•использование крупноапертурных полнозеркальных оптических
схем спектральных узлов;
•использование модульности конструктивного построения с целью
снижения массовых характеристик, повышения надежности
функционирования и достоверности получаемой целевой
информации.
Поле зрения, град 64
Спектральный диапазон, нм 240 – 2400 нм
Число спектральных интервалов 3500
Измеряемые компоненты в диапазоне высот
от 0 до 60 км
O2, O3, H2O, CO2, CO, NO,
NO2, N2O, NO3, SO2, CH4,
H2CO, NH3, ClO, OClO, BrO,
аэрозоли, облака

Параметры МСС-М Инфракрасный
канал съемки
Панхроматическая
съемка
Мультиспектральная
съемка
Проекция пиксела на
Землю в надир, м.
30 15 30
Ширина полосы захвата в
надир, км.
28 30 30
Количество спектральных
каналов, шт.
1 1 30
Рабочий спектральный
диапазон, нм
1550-1700 450-900 450-900
Масса, кг. 25
Параметры ОЭА Панхроматическая
съемка
Мультиспектральна
я съемка
Геометрическое разрешение при
съемке в надире не более, м.
0,9 3,6
Ширина полосы захвата в надир, км. 7,2 7,2
Количество спектральных каналов, шт. 1 3
Рабочий спектральный диапазон, нм 450-900 450-690
Масса, кг. 61
Оптико-электронная аппаратура
детального наблюдения
Многоканальный Фурье-
видеоспектрометр (МСС-М)
Инструменты для космического мониторингаИнструменты для космического мониторинга
разработки ОАО «Пеленг»разработки ОАО «Пеленг»

Все права защищены © Копирование материалов запрещено Страница 9Страница 9
Космические средства передачи информации изКосмические средства передачи информации из
труднодоступных месттруднодоступных мест
Космические средства способны обеспечить передачу информации сКосмические средства способны обеспечить передачу информации с
автоматических датчиков на удаленных, труднодоступных объектах в центрыавтоматических датчиков на удаленных, труднодоступных объектах в центры
управления и обработки информации.управления и обработки информации.

Все права защищены © Копирование материалов запрещено Страница 10Страница 10
Создание центра приема и обработки целевой информацииСоздание центра приема и обработки целевой информации
На сегодняшний день в крае с огромной территорией и большими запасамиНа сегодняшний день в крае с огромной территорией и большими запасами
природных ресурсов неприродных ресурсов не существует какого либо единого центра приема, хранения исуществует какого либо единого центра приема, хранения и
обработки данных космической съемки.обработки данных космической съемки.
Цель:Цель:
Создание центра способного в оперативном режиме отслеживать деятельностьСоздание центра способного в оперативном режиме отслеживать деятельность
природопользователей и на основе интерпретации данных космической съемки предоставлятьприродопользователей и на основе интерпретации данных космической съемки предоставлять
справочно-аналитическую информацию о деятельности природопользователей.справочно-аналитическую информацию о деятельности природопользователей.
Задачи:Задачи:
1)1)Создание структуры способной принимать, хранить и обрабатывать материалы космическойСоздание структуры способной принимать, хранить и обрабатывать материалы космической
съемки для нужд правительства Красноярского края и РФ в целом;съемки для нужд правительства Красноярского края и РФ в целом;
2)2)Организация канала передачи данных от удаленной приемной станции до центра хранения иОрганизация канала передачи данных от удаленной приемной станции до центра хранения и
обработки;обработки;
3)3)Организация процесса обмена информации между центром обработки и территориальнымОрганизация процесса обмена информации между центром обработки и территориальным
комплексным кадастром природных ресурсов Красноярского края;комплексным кадастром природных ресурсов Красноярского края;
4)4)Обучение специалистов способных проводить тематическую интерпретацию данныхОбучение специалистов способных проводить тематическую интерпретацию данных
космической съемки земли с последующей интеграцией результатов в прикладную ГИС.космической съемки земли с последующей интеграцией результатов в прикладную ГИС.
Контроль за соблюдением правил и норм в
сфере экологической безопасности в районах
добычи и транспортировки нефтепродуктов.

Предложения по докладуПредложения по докладу
1. Предложения по космической системе построены на базе научной программы
«Зеленая волна», которая была ранее обсуждена и рекомендована российско-
американской научной группой «Науки о Земле» (NASA, Российская академия наук).
По направлению этой программы ведутся исследования до сих пор.
2. Для мониторинга предлагается реализовать трехуровневую систему мониторинга
территорий.
3. Реализация программы возможна в два этапа. В качестве эксперимента на первом
этапе, систему можно опробовать на отдельных территориях на базе МКА-
демонстратора, отрабатывая основы технологий для перехода к глобальному
мониторингу.
4. По результатам реализации первого этапа, будет развернута многоспутниковая
система экологического мониторинга на основе использования малых, недорогих
спутников для создания системы, подобной ГЛОНАСС, GPS и т.д. с уникальными
характеристиками.
5. Учитывая имеющийся технический задел предприятий промышленности и институтов
научных центров и отделений РАН, старт программы не займет длительного времени.
Возможно активное привлечение других стран.

Благодарю за внимание!Благодарю за внимание!
Страница 12
Докладчик Яковлев Андрей Викторович;
Контактный телефон 8-913-550-60-27;
Е-mail YAV@npc-mka.ru

Яковлев А.В. «Средства экологического мониторинга на базе научно-образовательных спутников»

Recommended

Recommended

More Related Content

Featured

Featured (20)

Яковлев А.В. «Средства экологического мониторинга на базе научно-образовательных спутников»