Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Ресурс П

863 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Ресурс П

  1. 1. 23Данные дистанционного зондированияGEOMATICS №42010Создаваемый ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» по заказуФедерального космического агентства оперативныйкосмический комплекс (КК) высокодетального, деталь-ного широкополосного и гиперспектрального оптико-электронного наблюдения земной поверхности«Ресурс-П» является продолжением отечественныхсредств дистанционного зондирования высокого разре-шения, используемых в интересах социально-экономи-ческого развития Российской Федерации. КК «Ресурс-П»предназначен для решения следующих задач дистанци-онного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса:составление и обновление общегеографических,тематических и топографических карт;контроль загрязнения окружающей среды, в т. ч.экологический контроль в районах геологоразве-дочных работ и добычи полезных ископаемых,контроль водоохранных и заповедных районов;инвентаризация природных ресурсов (сельскохо-зяйственных и лесных угодий, пастбищ, районовпромысла морепродуктов), создание земельногокадастра и контроль хозяйственных процессовдля обеспечения рациональной деятельности вразличных отраслях хозяйства;информационное обеспечение поиска нефти,природного газа, рудных и других месторожденийполезных ископаемых;контроль застройки территорий, получение дан-ных для инженерной оценки местности в интере-сах хозяйственной деятельности;информационное обеспечение для прокладкимагистралей и крупных сооружений, автомобиль-ных, железных дорог, нефте- и газопроводов,систем связи;обнаружение незаконных посевов наркосодержа-щих растений и контроль их уничтожения;оценка ледовой обстановки;наблюдение районов чрезвычайных ситуаций сцелью мониторинга стихийных бедствий, аварий,катастроф, а также оценки их последствий ипланирования восстановительных мероприятий.А.Н. Кирилин (ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»)В 1973 г. окончил Куйбышевский авиационный инсти-тут им. академика С.П. Королева по специализации«производство летательных аппаратов». В настоящеевремя — генеральный директор ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».Р.Н. Ахметов (ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»)В 1973 г. окончил Куйбышевский политехническийинститут. В настоящее время — первый заместительгенерального директора — генеральный конструкторФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».Н.Р. Стратилатов (ФГУП ГНПРКЦ«ЦСКБ-Прогресс»)Окончил Куйбышевский авиационный институт им.академика С.П. Королева по специальности «инженер-механик». В настоящее время — главный инженер —начальник отделения.А.И. Бакланов (НПП «ОПТЭКС»)В 1980 г. окончил МФТИ по специализации «автомати-ка и электроника». Работал в НИИ МП, НПП «ОПТЭКС».В настоящее время — заместитель генеральногодиректора ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» — директорфилиала — главный конструктор НПП «ОПТЭКС».В.М. Федоров (ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»)В 1972 г. окончил Куйбышевский авиационный инсти-тут по специализации «проектирование и производ-ство летательных аппаратов». В настоящее время —заместитель главного конструктора – заместительначальника отделения.М.В. Новиков («Роскосмос»)В 1975 г. окончил Московский ордена Ленина энерге-тический институт по специальности «инженер элек-тронной техники». Работал в МЭИ, ФГУП «РНИИКП»,ФГУП «НПП ВНИИЭМ». В настоящее время — замести-тель начальника Управления автоматических космиче-ских комплексов и систем управления Федеральногокосмического агентства.Космический аппарат «Ресурс-П»
  2. 2. 24ГЕОМАТИКА №42010Основными принципами формирования облика КК«Ресурс-П» (рис. 1) являются:использование технических решений, нара-ботанных при создании КК «Ресурс-ДК1»,эффективность которых подтвержденауспешной работой этого КА на орбите свыше4 лет;наращивание тактико-технических характеристикза счет применения нескольких типов съемочнойаппаратуры;установка на космическом аппарате (КА) опти-ко-электронной аппаратуры (ОЭА) и системыприема и преобразования информации (СППИ)с повышенной разрешающей способностью;установка на КА гиперспектральной аппаратурывысокого разрешения для получения гиперспек-тральной информации;установка на КА широкозахватной мультиспектраль-ной аппаратуры высокого и среднего разрешения;обеспечение функционирования КА на круговойсолнечно-синхронной орбите (ССО);улучшение потребительских свойств и точностейкоординатной привязки изображений, передавае-мых на Землю;улучшение динамических характеристик космиче-ского аппарата;обеспечение 5-летнего срока активного суще-ствования КА.Использование круговой солнечно-синхроннойорбиты высотой 475 км позволяет существенно улуч-шить условия наблюдения, т. к. теперь съемка можетпроизводиться с одной высоты и в одинаковых услови-ях освещенности. С шести до трех суток улучшаетсяпериодичность наблюдения.Рис. 1.Внешний вид космического аппарата «Ресурс-П»
  3. 3. 25Данные дистанционного зондированияGEOMATICS №42010В состав целевой аппаратуры КА «Ресурс-П» вдополнение к оптико-электронной аппаратуре высоко-го разрешения введены еще два типа съемочнойаппаратуры: гиперспектральная съемочная аппаратура— ГСА (разработка ОАО КМЗ) и комплекс широкоза-хватной съемочной аппаратуры — КШМСА (разработкафилиала ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» — НПП «ОПТЭКС»).Претерпела существенные изменения и аппаратуравысокоскоростной радиолинии (БА ВРЛ), в составкоторой входит запоминающее устройство с суще-ственно увеличенным объемом.ГСА КА «Ресурс-П» должна обеспечить съемку поверх-ности Земли в видимом и ближнем инфракрасном диа-пазонах спектра от 0,4 до 1,1 мкм [1]. ГСА строится набазе светосильного зеркального объектива, диспергиру-ющей системы и в ысокоскоростных кадровых фотопри-емных матриц ПЗС видимого и ближнего инфракрасного(ИК) диапазона. Отечественные матрицы ПЗС (прибор сзарядовой связью) «Кадр-РП» разработаны в ЗАО НПП«ЭЛАР» специально для этого проекта. Аппаратурауправления ГСА, а также фотоприемные устройства наоснове высокоскоростных матриц с кадровой организа-цией создаются в НПП «ОПТЭКС».Полоса захвата ГСА составляет 25 км, а разрешение(проекция пикселя) – около 25 м. При спектральномразрешении от 5 до 10 нм ГСА обеспечивает получениеизображения поверхности Земли одновременно в96–255 спектральных поддиапазонах, в зависимостиот режима работы.Комплекс широкозахватной мультиспектральнойсъемочной аппаратуры, по сути, представляет собойдва устройства в моноблочном исполнении. Это аппа-ратура высокого разрешения ШМСА-ВР и аппаратурасреднего разрешения ШМСА-СР, работа которыхможет осуществляться как вместе, так и автономно.Электроника камер полностью унифицирована. Иххарактеристики определяются используемыми линей-ными фотоприемниками ПЗС с длиной строки около8000 пикселей и специально разработанными (ОАО«ЛЗОС») телецентрическими объективами двух типов сразличными фокусными расстояниями. Каждая камераобеспечивает съемку в панхроматическом (0,43–0,70)и пяти узких (мультиспектральных) диапазонах: 0,43–0,51 (синий); 0,51– 0,58 (зеленый); 0,60–0,70 (крас-ный); 0,70–0,90 (ближний ИК-1); 0,80–0,90 (ближнийИК-2). Камера высокого разрешения ШМСА-ВР имеетполосу захвата 96 км при разрешении (проекции пик-селя) около 12 м в панхроматическом диапазоне и 24 мв мультиспектральных каналах. Камера среднего раз-решения ШМСА-СР имеет полосу захвата 480 км приразрешении (проекции пикселя) около 60 м в панхро-матическом диапазоне и 120 м в мультиспектральныхканалах. Такой набор спектральных диапазонов и про-странственного разрешения позволит решать широкийкласс задач от учета влияния атмосферы до изученияпроцессов вегетации и селекции растительности.Информация может быть востребована специалистамив области сельского и лесного хозяйства, гидрологии,картографии и даже метеорологии.С учетом возможных разворотов КА «Ресурс-П» поуглу крена полоса обзора инструментов ГСА и КШМСАбудет составлять 950 и 1300 км соответственно.В съемочной аппаратуре высокого разрешения«Геотон-Л1» КА «Ресурс-П» используется хорошо заре-комендовавший себя широкопольный линзовый объ-ектив с некоторыми доработками. Доработки призваныобеспечить работу аппаратуры в расширенном спек-тральном диапазоне. При этом рабочее поле зрения —одна из основ беспрецедентно большой полосы захва-та – сохраняется. Глубокой модернизации подвергласьэлектронная составляющая съемочной аппаратуры —система приема и преобразования изображения(СППИ). По сути, это принципиально новая аппаратура,получившая название СППИ «Сангур-1У».При проектировании СППИ «Сангур-1У» (ФГУПГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс») стояли противоречивыезадачи. Как минимум требовалось сохранить простран-ственное разрешение аппаратуры «Геотон» при суще-ственном увеличении высоты орбиты КА и при этомполностью использовать поле зрение оптическойсистемы и ее разрешающую способность.Одновременно было необходимо расширить спек-тральную рабочую область, обеспечив хорошую чув-ствительность в синей области спектра.Как уже отмечалось выше, большое расстояниемежду спектральными каналами в аппаратуре«Геотон-Л1» КА «Ресурс-ДК1» вызывает определенныесложности при синтезе мультиспектральных (цветных)изображений [2]. Поэтому было решено принципиаль-но изменить схему получения панхроматического имультиспектральных изображений, отказавшись отприменения однотипных фотоприемников ПЗС и опти-ко-электронных преобразователей. Специально дляприменения в оптико-электронной аппаратуре КА
  4. 4. 26ГЕОМАТИКА №42010«Ресурс-П» разработаны два типа матриц ПЗС, работа-ющих в режиме ВЗН (режим временной задержки инакопления). Теперь существует два типа оптико-электронных преобразователей: панхроматический имультиспектральный. Структура фокальной плоскостиКА «Ресурс-П» и КА «Ресурс-ДК1» показана на рис. 2.В оптико-электронных преобразователях (ОЭП) муль-тиспектральных каналов СППИ «Сангур-1У» примененытрехканальные матрицы ПЗС ВЗН с размером фотопри-емного пикселя в три раза больше, чем в панхроматиче-ском канале. Конструкция фотоприемной ячейки этихматриц обеспечивает расширенный в синюю областьдиапазон чувствительности. Мультиспектральные ОЭПпозволяют получать цифровую видеоинформацию сразу втрех узких спектральных диапазонах. Конкретные спек-тральные диапазоны чувствительности задаются трехпо-лосными интерференционными светофильтрами на сте-клянных подложках, которые устанавливаются передматрицами ПЗС ВЗН. Светофильтры, наряду с ПЗС,являются сложнейшим и важнейшим элементом фото-приемного тракта оптико-электронной аппаратуры. Ихразработка и изготовление осуществляются в ОАО ЛОМО.Такая технология формирования мультиспектральныхизображений с помощью многоканальных фотоприемни-ков применяется на современных КА ДЗЗ: IKONOS,QuickBird, GeoEye-1, WorldView-2 и некоторых других, аеще ранее (1993 г.) с успехом использовалась в разрабо-танной НПП «ОПТЭКС» оптико-электронной камере сред-него разрешения КОЭ-ОЗ [3], отработавшей 5 лет всоставе КА ДЗЗ «Космос-2285».В состав СППИ «Сангур-1» входят три оптико-элек-тронных преобразователя (панхроматический и двамультиспектральных), блок управления и источникивторичного питания для блоков ОЭП. Функции оптико-электронных преобразователей включают преобразо-вание оптического изображения в электрический сиг-нал, его усиление, аналого-цифровое преобразование(10 бит), сжатие и упаковку для передачи в бортовоезапоминающее устройство через высокоскоростнойинтерфейс. Предусматривается возможность исполь-зования двух алгоритмов сжатия адаптивного ДИКМ(дифференциальная импульсно-кодовая модуляция) иJPEG2000. Два мультиспектральных ОЭП могут обес-печить одновременную съемку в шести различныхузких спектральных диапазонах. Быстродействие элек-троники СППИ рассчитано на работу КА «Ресурс-П» безтангажного замедления.В результате подъема высоты орбиты и модерниза-ции СППИ ширина полосы захвата превысит 38 км, апространственное разрешение (GSD) в панхроматиче-ском канале даже несколько улучшится. Возможна съем-ка одновременно в панхроматическом (0,58–0,8 мкм) иузких спектральных диапазонах: 0,45–0,52; 0,52–0,60;0,61–0,68, 0,72–0,80; 0,67–0,7; 0,7–0,73 мкм. Из суще-ствующих на сегодня зарубежных коммерческих системнаблюдения высокодетального разрешения по количе-ству мультиспектральных каналов оптико-электроннаяаппаратура «Геотон-Л1» перспективного КА «Ресурс-П»уступает только одному КА ДЗЗ — новейшему американ-скому спутнику двойного назначения WorldView-2, имею-щему 8 мультиспектральных каналов.Список литературы.1. Архипов С.А., Линько В.М., Бакланов А.И.Гиперспектральная аппаратура для КА «Ресурс-П» иперспективы ее модернизации // МатериалыВсероссийской научно-технической конференции«Актуальные проблемы ракетно-космической техни-ки и ее роль в устойчивом социальном развитииобщества». Самара. — 28 сентября – 3 октября2009. — С. 186.2. Гомозов О.А., Кузнецов А.Е. «Ресурс-ДК1» —достижения и упущенные возможности по обработкеи использованию данных ДЗЗ // Информационныйбюллетень ГИС-Ассоциация. — 2009, №2.3. Бакланов А.И., Карасев В.И. Колотов В.В.,Утенков А.А., Шумилов А.Н. Многоспектральная опти-ко-электронная камера для исследования Земли изкосмоса // Электронная промышленность. — 1993. —6-7. С.145-147.Рис. 2.Формирование спектральных каналов в оптико-электронной аппаратуре «Ресурс-ДК1» и «Ресурс-П»

×