- •УТВЕРЖДАЮ
- •Генеральный директор
- •ООО «ГИА «Иннотер»,
- •_________В.В. Лавров
- •« 15 » февраля 2013 г.
- •Аналитический обзор космических программ ДЗЗ России и зарубежных стран
- •Директор по инновациям ООО «ГИА» Иннотер» _____________В.Н. Лавров
- •Москва
- •Реферат
- •Отчет 108 с., 1 ч., 36 источников, 14 иллюстраций.
- •Содержание
- •Список иллюстраций
- •Мониторинг
- •Обозначения и сокращения
- •бортовой измерительный комплекс;
- •географическая информационная система;
- •дистанционное зондирование Земли;
- •исходные данные;
- •космический аппарат;
- •космическая информация;
- •космический комплекс;
- •космическая навигационная система;
- •космическая система;
- •летные испытания;
- •НКПОР
- •наземный комплекс приема, обработки и распространения;
- •наземный комплекс управления;
- •орбитальная группировка;
- •опытно-конструкторская работа;
- •ракета космического назначения;
- •ракетно-космическая техника;
- •рабочее место оператора;
- •ракета-носитель;
- •средняя квадратическая погрешность;
- •техническое задание;
- •технико-экономическое обоснование;
- •федеральная космическая программа;
- •цифровая модель рельефа;
- •чрезвычайная ситуация.
- •Введение
- •Содержанием исследований, результаты которых приведены в настоящем обзоре, является:
- •Создание корпоративных космических систем и комплексов должно основываться на современной элементной базе и новейших конструктивных решениях, а номенклатура и качество получаемых данных должны соответствовать мировому уровню.
- •1 Обзор космических программ ДЗЗ зарубежных стран
- •1.1 Космическая программа США
- •1.1.1 Основы космической политики США
- •Основные идеи новой космической политики:
- •Основными целями космической политики США являются:
- •1.1.2 Положение о стратегических намерениях национальной системы геопространственной разведки США
- •Рисунок 1 - Космический снимок - растровое изображение
- •Рисунок 2 - Идентификация целей и объектов
- •Рисунок 3 - Отображение оперативной обстановки в реальном масштабе времени
- •1.1.3 Космическая военная программа видовой разведки
- •1.1.4 Коммерческая космическая программа США
- •Рисунок 4 - Космический аппарат WorldView-1
- •Рисунок 5 - Космический аппарат GeoEye-1
- •Следующим логическим шагом развития рынка космических средств ДЗЗ является запуск КА со сверхвысокой разрешающей способностью (до 0.25 м). Ранее изображения с таким разрешением обеспечивали только военные спутники США и СССР.
- •1.2 Космические программы Европейских стран
- •1.2.1 Франция
- •Космический сегмент системы SPOT в настоящее время состоит из четырех КА (SPOT 2, -4, -5 и -6). Наземный сегмент включает Центр управления и эксплуатации КА, сеть станций приема информации и центров обработки и распространения данных.
- •Рисунок 6 - КА SPOT 5
- •1.2.2 Германия
- •Рисунок 7 - Спутники TerraSAR-X и Tandem-X
- •Рисунок 8 - Архитектура орбитального сегмента системы SAR-Lupe
- •Система SAR-Lupe будет состоять из орбитальной группировки, включающей пять легких спутников, и наземного сегмента, обеспечивающего управление спутниками, а также получение, обработку и использование собираемой с их помощью информации.
- •1.2.3 Италия
- •Итальянская программа космических исследований базируется на использовании ракет-носителей США ("Скаут"), Европейской организации по разработке ракет-носителей ("Европа-1") и Европейского космического агентства ("Ариан").
- •1.2.4 Великобритания
- •Рисунок 9 - Снимок с разрешением 2.8 м, полученный миниспутником TOPSAT-1
- •Первый алжирский микроспутник ALSAT-1 был также изготовлен в SSTL.
- •1.2.5 Испания
- •Испания принимает участие и в создании глобальной европейской системы спутникового наблюдения оборонного назначения.
- •1.3 Космические программы других стран
- •1.3.1 Япония
- •Рисунок 10 - 3D-модель территории штата Гуджарат, построенная по данным Cartosat-1
- •Индия готова распространять спутниковые изображения метрового разрешения, полученные с помощью Cartosat-2, по ценам ниже рыночных и в перспективе планирует запустить новый космический аппарат с пространственным разрешением до 0,5 метра.
- •1.3.2 Израиль
- •1.3.3 Китай
- •Рисунок 11 – КА CBERS-01
- •19 сентября 2007 года в Китае запущен третий китайско-бразильский спутник ДЗЗ CBERS-2B. Спутник выведен на утреннюю солнечно-синхронную орбиту высотой 748х769 км, наклонением 98.54 градусов, время пересечения экватора 10:30.
- •1.3.4 Корея
- •1.3.5 Канада
- •Канада в 1990 г. создала Канадское космическое агентство, под руководством которого ведутся работы по ракетно-космической тематике.
- •Рисунок 12 - RADARSAT в космосе глазами художника
- •1.3.6 Австралия
- •1.3.7 Другие страны
- •1.4 Космические программы стран СНГ
- •1.4.1 Белоруссия
- •Таблица 1. Основные характеристики КА «Канопус-В» и БКА
- •Размер КА, м×м
- •Масса КА
- •Масса полезной нагрузки, кг
- •Орбита:
- •высота, км
- •наклонение, град
- •период обращения, мин
- •время пересечения экватора, час
- •Период повторного наблюдения, сутки
- •Среднесуточная мощность, Вт
- •Срок активного существования, лет
- •Космические аппараты «Канопус-В» и БКА предназначены для решения следующих задач:
- •- высокооперативного наблюдения.
- •1.4.2 Украина
- •1.4.3 Казахстан
- •2 Космическая программа России
- •2.1 Основные положения Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы
- •Основными задачами Программы являются:
- •Сроки и этапы реализации Программы – 2006 – 2015 годы.
- •На первом этапе (в период до 2010 года), в части дистанционного зондирования Земли создаются:
- •Приоритетными направлениями космической деятельности, способствующими достижению стратегических целей, являются:
- •Программные мероприятия включают мероприятия, финансируемые за счет бюджетных средств, и мероприятия, выполняемые за счет средств, инвестируемых в космическую деятельность негосударственными заказчиками.
- •Мероприятия, финансируемые за счет бюджетных средств, включают работы, предусмотренные в следующих разделах:
- •раздел I – «Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы»;
- •При реализации Программы будут достигнуты следующие результаты:
- •б) увеличена периодичность обновления данных гидрометеорологического наблюдения до 3 часов для средневысотных космических аппаратов и до реального масштаба времени для геостационарных космических аппаратов, что обеспечит:
- •2.2 Анализ космических систем ДЗЗ.
- •Рисунок 13 - Орбитальная группировка КА ДЗЗ на период 2006-2015 годы
- •По существу, основными космическими средствами ДЗЗ, разработанными в период до 2015 года будут КА «Канопус-В» оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций и КА «Ресурс-П» оперативного оптико-электронного наблюдения.
- •КА «Канопус-В» №1, запуск которого состоялся 22 июля 2012 года, включает:
- •Комплекс «Ресурс-П» является продолжением отечественных средств ДЗЗ высокого разрешения, используемых в интересах социально-экономического развития РФ. Он предназначен для решения следующих задач:
- •- подсистема «Арктика-МС2» из четырех КА для обеспечения подвижной правительственной связи, управления воздушным движением и ретрансляции навигационных сигналов (разработчик ОАО «ИСС им. М.Ф. Решетнева»).
- •2.3 Развитие наземного комплекса приема, обработки, хранения и распространения КИ ДЗЗ
- •Функциональная схема интегрированной спутниковой системы ДЗЗ показана на Рисунке 14.
- •Рисунок 14 - Интегрированная спутниковая система ДЗЗ
- •3 Анализ «Концепции развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года»
- •Важным разделом Концепции являются предложения, обеспечивающие повышение эффективности использования космической информации в России.
- •Главными проблемами, определяющими эффективность использования космической информации в России являются:
- •9. Разработать и ввести в эксплуатацию наземные и авиационные средства валидации результатов тематической обработки космической информации.
- •4 Технико-экономическое обоснование принципов финансирования при создании космических систем ДЗЗ
- •Заключение
- •Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:
- •Список использованных источников
- •2 Россия разрабатывает новые радиолокационные спутники. Москва. РИА Новости. Юрий Зайцев, эксперт Института космических исследований, 2005 г."
- •3 А.Кучейко. Новая политика США в области коммерческих средств ДЗЗ. Новости космонавтики, №6, 2003 г.
- •4 В. Чуларис. Национальная политика США в области использования космического пространства. Зарубежное военное обозрение №1, 2007 г.
- •6 В. Чуларис. Геоинформационное обеспечение ВС США. Зарубежное военное обозрение, №10, 2005 г.
- •7 Космической разведке США поставлены новые задачи. Наука, 03.02.06
- •8 США создали на орбите крупнейшую за всю историю группировки спутников видовой разведки. Известия науки. 03.02.2006 г.
- •9 А. Андронов. Спутники, доступные террористам. «Независимое военное обозрение», 1999 г.
- •10 В.Иванченко. Иконос Зоркий Глаз. Журнал «КОМПЬЮТЕРРА», 06.09.2000 г.
- •11 М. Рахманов. Спутниковая разведка: новые тенденции развития. «Издание о высоких технологиях C.NEWS», 2006 г.
- •12 А. Копик. Запущен новый коммерческий «шпион». «Новости космонавтики», №6, 2003г.
- •13 М.Рахманов. Спутниковое зондирование: перемены неизбежны. «Издание о высоких технологиях C.NEWS», 2006 г.
- •16 Ю.Б. Баранов. Рынок данных ДЗЗ в России. Журнал «Пространственные данные», №5, 2005 г.
- •17 Французская разведка устремляется в космос. Наука, 27.12.04.
- •18 Радарные снимки: Германия вырывается в лидеры. Наука, 20.03.06.
- •19 Максим Рахманов «Германия запускает систему космического шпионажа», Наука, CNews, 2003 г.
- •20 А.Кучейко. Всепогодная система космической разведки и наблюдения: взгляд из Италии. «Новости космонавтики», №5, 2002г.
- •21 А.Кучейко. Япония создала крупнейшую систему космической разведки. «Новости космонавтики», №4, 2007 г.
- •22 Японская ракета вывела тяжелый спутник ALOS на орбиту. Наука, 24.01.06.
- •28 Радарный спутник: Канада не дает России ослепнуть. Наука, 2005 г.
- •29 Тайваньский конфликт продолжится в космосе? «Издание о высоких технологиях C.NEWS», 2006 г.
- •35 Госкосмос и частники: соперники или партнеры? Наука, 2005 г.
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
районах добычи и на маршрутах транспортировки углеводородного сырья. В качестве подсистемы «Арктика-Р» предлагается использовать радиолокационный сегмент КС ДЗЗ
«СМОТР», разрабатываемый ОАО «Газпром космические системы» на внебюджетной основе. Штатная орбитальная группировка подсистемы всепогодного радиолокационного мониторинга арктического региона «Арктика-Р» состоит из двух КА радиолокационного наблюдения и соответствующей наземной инфраструктуры. Целевая аппаратура каждого
КА представляет собой бортовой радиолокатор с синтезированной апертурой с двухсторонним (симметрично относительно трассы) расположением полос обзора за счет
разворота КА по крену – правый борт и левый борт.
Подсистема «Арктика-МС» предназначена для служебной, аварийной,
навигационной и мультисервисной (мультимедийной) связи и цифрового телерадиовещания с потенциальным охватом зоной обслуживания всей Арктической
зоны РФ. Предполагается данную подсистему создавать в виде двух составляющих:
- подсистема «Арктика-МС1» в составе космического комплекса из трех КА для обеспечения мультисервисной связи с подвижными объектами на базе проекта «Полярная звезда» (разработчик ОАО «Газпром космические системы» на внебюджетной
основе)
- подсистема «Арктика-МС2» из четырех КА для обеспечения подвижной правительственной связи, управления воздушным движением и ретрансляции навигационных сигналов (разработчик ОАО «ИСС им. М.Ф. Решетнева»).
2.3 Развитие наземного комплекса приема, обработки, хранения и распространения КИ ДЗЗ
Как отмечено в ФКП-2015 наземная космическая инфраструктура, включающая космодромы, наземные средства управления, пункты приема информации и экспериментальную базу для наземной отработки изделий ракетно-космической техники, нуждается в модернизации и дооснащении новым оборудованием.
Современный российский наземный комплекс приема, обработки и распространения (НКПОР) космических данных от КА ДЗЗ состоит из разнородных и разобщенных центров,
принадлежащих различным министерствам, ведомствам и отдельным организациям. Многие центры имеют слабое техническое оснащение и оборудованы малыми
приемными антеннами, что не обеспечивает возможность приема полного потока космической информации (КИ) от перспективных российских КА ДЗЗ.
86
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Подраздел «Дистанционное зондирование Земли, гидрометеорологическое наблюдение, экологический мониторинг и контроль чрезвычайных ситуаций»
предусматривает [30] проведение мероприятий по созданию:
−перспективного многофункционального комплекса и центров наземных средств приема, регистрации и обработки космической информации дистанционного
зондирования Земли;
−комплексов валидационных подспутниковых наблюдений, банков данных и технологий распространения космической информации.
Существующие методы и формы обслуживания потребителей обладают невысокой оперативностью выполнения заявок на космические съемки и не обеспечивают требуемую надежность выполнения заказов на КИ ДЗЗ и космические продукты ее
обработки. Затруднен доступ к архивам хранимых космических данных ввиду многочисленности таких архивов и низкого уровня взаимодействия между ними из-за ведомственной разобщенности. Отсутствует Генеральный каталог полного состава
хранимых данных ДЗЗ. Все это резко усложняет возможности эффективного
использования совокупности имеющейся КИ ДЗЗ и снижает интерес отечественных и тем более зарубежных потенциальных потребителей к российским космическим данным.
Эффективно работающий НКПОР крайне важен как для российских потребителей, так и для Роскосмоса, как ведомства, ответственного не только за создание орбитальной
группировки (ОГ) КА ДЗЗ, но и за ее эффективное применение. Только через посредство
НКПОР проявляется социально-экономическая важность разработанных и эксплуатируемых КА ДЗЗ.
Функциональная схема интегрированной спутниковой системы ДЗЗ показана на Рисунке 14.
87
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Рисунок 14 - Интегрированная спутниковая система ДЗЗ
Таким образом, министерства и ведомства-потребители КИ ДЗЗ, с одной стороны, и Федеральное космическое агентство, с другой стороны, заинтересованы в обеспечении координации деятельности всех созданных разными ведомствами и организациями центров и станций НКПОР и налаживании их согласованного функционирования и взаимодействия по единым правилам, удобным для всех звеньев НКПОР и потребителей.
Для этого требуется формирование НКПОР в виде Единой территориально-
распределенной информационной системы (ЕТРИС) дистанционного зондирования (ДЗ), причем ведомственная принадлежность центров и станций не меняется. Нужно лишь их функциональное объединение. Подчеркнем, что необходимо просто выработать единые
согласованные правила работы и на их основе добиться координации взаимодействия всех звеньев НКПОР в рамках ЕТРИС ДЗ.
Полная структура ЕТРИС ДЗ может быть построена как условно иерархическая, а ее топология должна иметь радиальный характер для обеспечения территориального
распределения звеньев ЕТРИС и обслуживания с их помощью как центральных
государственных, так и всех ведомственных, региональных, коммерческих и частных потребителей. Данная структура должна включать 5 иерархических уровней: 1) на высшем должен находиться федеральный центр ДЗЗ, ведомственно подчиненный
88
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
Роскосмосу и ответственный за осуществление координации остальных уровней и ведение Генерального каталога; 2) второй уровень занимают крупные региональные
центры различной ведомственной принадлежности, ответственные за обслуживание потребителей на территории своих регионов; 3) на 3-м уровне функционируют крупные и небольшие Центры тематической обработки, обслуживающие потребителей в отдельных субъектах РФ; 4) четвертый уровень выделяется для малых абонентских пунктов в
административных центрах и городах России; 5) на 5-м уровне находятся потребители КИ ДЗЗ.
Главной целью ЕТРИС ДЗ является обеспечение оптимального обслуживания потребителей. Эта цель подразумевает применение разнообразных форм работы с
пользователями. Потенциальный пользователь должен иметь возможность получения любых хранимых данных, находящихся в любом из центров ЕТРИС ДЗ. При этом ему
необходимо предоставить следующие альтернативные способы запроса и ознакомления
сналичной продукцией:
−путем непосредственного обращения в какой-нибудь из центров,
−по ведомственным или иным линиям связи,
−через сеть Интернет.
Для этого потребитель должен получить возможность непосредственного или удаленного доступа к Генеральному и иным каталогам, а также быть в состоянии оценить
и выбрать нужные ему космические снимки по их сжатым изображениям («квик-лукам»). В
случае необходимости, потребитель может заказать проведение соответствующих съемок на действующих КА ДЗЗ орбитальной группировки. Выполнение таких заказов, переданных через любой центр ЕТРИС, должно носить оперативный характер и выполняться в установленные нормативами сроки (в зависимости от вида требуемой
съемки). Выдача конечной продукции также может производиться разными путями,
включая как традиционные (при непосредственном физическом взаимодействии с
персоналом соответствующего центра, по почте), так и по линиям связи. Кроме того, учитывая разнообразие классов потребителей и их различную важность, а также
вероятность возникновения коллизии интересов отдельных пользователей, в рамках ЕТРИС ДЗ должно быть обеспечено разделение всех потребителей на различные по приоритетности классы и осуществление дифференцированной ценовой политики.
Подчеркнем специфическую важность для российских потребителей такого способа обслуживания, как распространение КИ ДЗЗ с помощью «технологии распределенного
доступа», а также использования «беззаявочного» режима работы КА. Это позволяет
получать космические данные непосредственно с КА ДЗЗ на малые приемные станции
89
Геоинновационноеагентство «Иннотер»
потребителей, находящихся в различных, в том числе труднодоступных и малонаселенных районах России. ЕТРИС ДЗ обязана обеспечить поддержку данной
технологии.
В конечном итоге, должна быть реализована наиболее рациональная в российских условиях «концепция смешанного использования» государственных центров в составе ЕТРИС ДЗ и разнородных приемных станций различной ведомственной и частной
принадлежности.
При этом ЕТРИС ДЗ должна быть нацелена на обеспечение усвоения полного
потока космических данных ДЗЗ, в том числе высокодетальной КИ, в интересах государственных, научных, госбюджетных и других потребителей, нуждающихся в
максимально ценной КИ и (или) обоснованно претендующих на льготные условия ее приобретения. Малые приемные станции, работающие в рамках «технологии
распределенного доступа» и «беззаявочного» режима работы КА ДЗЗ, получат
возможность оперативной реализации космических съемок в зонах радиовидимости своих антенн, что позволит им избегать относительно громоздкой процедуры централизованного выполнения заявок на съемки. Большие приемные станции ведомств
и крупных организаций, способные принимать высокоскоростные потоки КИ ДЗЗ, смогут
приобретать права на прием высокоинформативных космических данных в режиме кодирования на условиях, устанавливаемых Российским космическим агентством в соответствии с нормами и стандартами функционирования ЕТРИС ДЗ.
90
