Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
по мо и пол.геогр / космические программы.pdf
Скачиваний:
174
Добавлен:
17.04.2015
Размер:
1.24 Mб
Скачать

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

3 Анализ «Концепции развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года»

Для обоснования основных положений ФКП-2015, определения основные задач,

направлений и этапов развития российской космической системы ДЗЗ была разработана «Концепция развития российской космической системы дистанционного зондирования

Земли на период до 2025 года». Концепцию подготовил головной институт космической отрасли, ЦНИИМаш, по поручению Росавиакосмоса. При разработке этого документа авторы опирались на сведения от более, чем двадцати социально-экономических и научных ведомств и организаций - потенциальных потребителей космических данных

ДЗЗ.

Концепция развития российской космической системы дистанционного зондирования

Земли на период до 2025 года является актуальным и своевременным документом.

Отсутствие национальной концепции получения и использования космической информации нанесло огромный урон российскому рынку ДЗЗ и, в конечном счете,

привело его к стагнации.

Внастоящее время объем мировых продаж материалов аэрокосмической съемки достиг 2.8 млрд. долларов США. Результаты тематической обработки этих данных используются потребителями космической информации во всех сферах производственной деятельности:

геологоразведочные работы;

проектирование, строительство и эксплуатация инженерных сооружений;

прогноз опасных явлений (погода, техногенные и природные катастрофы,

нарушения охранных зон сооружений и т.д.)

планирование развития территорий;

экологический мониторинг территорий и т.д.

Внашей стране основными сферами использования космической информации являются прогноз погоды, обнаружение лесных пожаров и определение площади

затоплений при паводках. При этом объемы продаж в 2005 не превысили 2 млн. долларов США. Это составляет не более 2% от потенциальной емкости национального

рынка ДЗЗ.

Разработанная «Концепция» должна была бы способствовать развитию российского рынка ДЗЗ, концентрируя выделенные ресурсы для достижения национальных целей использования ДЗЗ и решения приоритетных задач, определяющих темпы социально-

экономического развития Российской Федерации. Для достижения цели, поставленной

91

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

авторами Концепции, предлагается решить с использованием материалов космической съемки следующие задачи:

гидрометеорология, для решения конкретных задач которой необходимо

высокопериодическое получение в глобальном масштабе космических данных об облачном и снежно-ледовом покровах, трехмерных полях температуры и

влагосодержания атмосферы, трехмерном поле ветра, температуре и других физико-химических параметрах поверхности Земли, зонах и интенсивности осадков, крупномасштабных и опасных процессах в атмосфере и на поверхности Земли

(циклоны, антициклоны, тропические штормы и ураганы, стихийные гидрометеорологические явления и др.), всех составляющих элементов для

изучения эволюции климата (альбедо Земли, малые газы, аэрозоль, вариации солнечного излучения и т.д.), гелиогеофизических параметрах «погоды» Земли в околоземном космосе и динамике изменения растительного покрова;

экологический мониторинг на глобальном, региональном и локальном уровнях за

распространением загрязнений во всех трех основных природных сферах

(атмосфера, поверхность суши, водная среда), развитием эрозионных и др. процессов деградации природной среды; обнаружение факта и адресная локализация крупных промышленных и иных источников загрязнения окружающей среды; контроль трансграничного переноса загрязнений; экологический мониторинг

районов добычи полезных ископаемых, транспортировки углеводородного топлива

и др. химических продуктов (аммиак и т.д.) и крупнейших скоплений промышленных предприятий и мегаполисов;

мониторинг чрезвычайных ситуаций, включая обнаружение факта ЧС, оценку

масштабов и характера разрушений; прогнозирование землетрясений и других

разрушительных природных явлений; оповещение о цунами, наводнениях, селях,

химическом и ином заражении местности, лесных пожарах, крупных разливах

нефтепродуктов и т.д.;

создание и обновление широкого спектра общегеографических и тематических картографических материалов (топографические карты, карты в цифровом виде,

ГИС разного назначения, карты сейсмичности и геологического риска, карты лесных массивов, сельхозугодий и др. тематического назначения);

информационное обеспечение деятельности по землеустройству, прокладке

транспортных магистралей, строительству промышленных объектов и

92

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

градостроительству, составлению кадастров земельных и иных природных ресурсов;

информационное обеспечение хозяйственной деятельности в ведущих отраслях

социальной экономики, связанных с использованием и переработкой возобновляемых и невозобновляемых природных ресурсов, включая сельское,

рыбное, лесное, водное хозяйство, геологию и разработку месторождений полезных ископаемых;

океанография и океанология (зондирование водных поверхностей с целью

определения их температуры, солености, цветности, прозрачности, биопродуктивности, загрязнений, течений, ледовой обстановки, волнения, приводного ветра, а также изучение шельфа);

фундаментальное изучение закономерностей и тенденций изменения глобальных и крупнейших региональных процессов в атмосфере и других оболочках нашей

планеты (гидросфера, криосфера, биосфера, околоземный космос и магнитосфера),

включая исследования процессов:

углеродный цикл, включающий до сих по не решенную до конца проблему влияния на него бореальных лесов;

круговорот воды;

круговорот тепла, а точнее изучение составляющих теплового баланса системы «земная поверхность – атмосфера - Солнце»;

кругооборот льда, включая динамику образования и исчезновения покровных и

горных ледников и оледенения полярных шапок Земли;

круговорот озона в стратосфере;

циклы изменения ряда малых газовых составляющих (МГС) атмосферы, играющих

существенную роль в эволюции климата;

циркуляция и эволюция крупнейших постоянных течений на Мировом океане (Гольфстрим, Куросио), а также еще более интересных спорадически возникающих

течений в отдельных районах Мирового океана (Эль-Ниньо);

циркуляция облачного покрова в глобальном масштабе;

дрейф континентальных плит и многое другое.

Актуальность предлагаемых задач вызывает определенные сомнения из-за того, что их перечень составлялся без проведения маркетинговых исследований емкости

национального рынка ДЗЗ и не обсуждался публично. Кроме того, для решения

93

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

предлагаемого перечня задач нет технико-экономического обоснования целесообразности использования космической информации.

Важным разделом Концепции являются предложения, обеспечивающие повышение эффективности использования космической информации в России.

Главными проблемами, определяющими эффективность использования космической информации в России являются:

несовершенство нормативной базы, предписывающей использование космической информации;

отсутствие систематизированных материалов, иллюстрирующих высокую эффективность использования космической информации при решении

производственных задач.

Перспективные информационные средства космических аппаратов (КА), предлагаемые в Концепции для включения в состав российской орбитальной группировки, уступают по своим по своим характеристикам аппаратуре действующих

зарубежных спутников. Поэтому, при вводе в эксплуатацию этих КА они могут оказаться

не востребованными российскими потребителями.

Современный подход к пространственных данным требует полного цифрового описания географических объектов, включающего идентификатор объекта, набор его атрибутов и параметров локализации объекта в пространстве и времени (в некоторой

системе пространственно-временных координат). Космические системы ДЗЗ по

определению являются наиболее пригодными для получения пространственных данных на большие территории с высокими точностными характеристиками. Тем более, что современные средства позволяют определять угловое и линейное положение носителя в полете с высочайшей точностью. К сожалению, эта проблема в Концепции практически не

рассматривается и ни на одном из перечисленных КК и КС даже не предусматривается

наличие бортовой аппаратуры для высокоточного определения углового и линейного

положения КА в полете. Даже в разделе 6.1 под заманчивым названием «Создание и поддержание опережающего задела бортовых приборов ДЗЗ» об этом ничего не

говорится.

В тоже время все современные зарубежные высокодетальные КА такую бортовую аппаратуру имеют. В состав бортовой аппаратуры этих КА входят звездные датчики,

высокоточные гироскопические датчики и GPS приемники, которые используются для определения углового и пространственного положения КА в полете. Для обеспечения высокоточной координатной привязки снимков эти датчики имеют временное, оптическое и механическое сопряжение со съемочной камерой, а перед полетом и во время полета

94

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

выполняется серия геометрических калибровок всего бортового измерительного комплекса (БИК). В результате координатная точность изображений КА Ikonos-2

составляет 12 м (СКП), а КА WorldView-2 - 3 м без использования наземных контрольных точек. Для этого бортовой измерительный комплекс КА WorldView-2 включает звездные датчики с субсекундной точностью, динамический GPS-приемник с точнос тью 1 м и высокоточный инерциальный датчик. Планируемая координатная точность изображений

позволит создавать карты масштаба 1:10 000 и крупнее без использования наземных опорных точек.

Необходимо срочно пересмотреть Концепцию создания космических средств ДЗЗ в части обеспечения ими точностных характеристик. Все космические системы оптико-

электронного наблюдения, космические комплексы высокодетального радиолокационного наблюдения, не говоря уже о космических комплексах картографического назначения

должны быть оснащены высокоточными бортовыми измерительными комплексами.

Разработка таких БИК вполне по силам нашей промышленности, но необходимы усилия по преодолению устаревшей концепции ведомственного деления космических систем на измерительные и не измерительные.

В Концепции указывается, что важнейшим негативным фактором, который

сдерживает совершенствование КС ДЗЗ, является ограниченный уровень госбюджетного финансирования. В связи с этим, особенностью современного этапа является необходимость, во-первых, восстановления орбитальной группировки и, во-вторых, ее совершенствования для ликвидации растущего отставания от зарубежных космических

средств ДЗЗ. Ясно, что без изыскания дополнительных источников финансирования и

поиска всех внутренних ресурсов повышения технического уровня отечественных КА ДЗЗ, достижение сформулированных целей невозможно. И далее об изыскании источников финансирования ничего не говориться.

Очевидно, что единственным способом привлечения финансового капитала в космическую отрасль является государственная поддержка и государственные гарантии возврата инвестиций на основе выполнения госзаказов. Может быть, тогда в

инвестиционный процесс включатся наиболее заинтересованные в космической информации министерства и ведомства. В любом случае общественность,

заинтересованные организации, специалисты должны понимать, что без решения

проблемы внебюджетного финансирования говорить о ликвидации отставания в области создания КС ДЗЗ не приходится и Концепцию необходимо увязать с государственными решениями в этой области. В конце концов, именно эта отрасль обеспечивает

95

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

информационную безопасность страны, а, с другой стороны, именно эта отрасль ещё способна осуществить технический прорыв российских технологий.

В Концепции должны быть отражены вопросы госбюджетного финансирования разработки, запуска и поддержания в работоспособном состоянии программ критически важных систем ДЗЗ, например, природноресурсного и метеорологического наблюдения и предусмотрен механизм участия инвесторов в реализации наиболее

коммерциализируемых или инновационных программ ДЗЗ, например, высокодетальной съемки и микроаппаратов с аппаратурой ДЗЗ.

Концепция не затронула принципиальных вопросов, от которых зависит развитие рынка геопространственных данных: ограничений по точности и пространственному

разрешению. Необходимо отметить, что политика распространения данных ДЗЗ на рынке связана с решениями по координатной точности геопривязки изображений и поэтому

должна быть согласована с политикой в области спутниковых навигационных систем

ГЛОНАСС и GPS.

Например, в США действует “Космическая политика в области коммерческих систем ДЗЗ”, утвержденная 25.4.03 г. президентом США. Основной целью политики считается

усиление и защита национальной безопасности США и интересов страны на

международной арене путем укрепления лидирующих позиций в области космических систем ДЗЗ и развития национальной промышленности. Задачами, которые преследует политика, являются стимулирование роста экономики, защита окружающей среды и укрепление научного и технологического превосходства.

Конечно, состояние и задачи отрасли ДЗЗ в США и России отличаются, но многие

организационные решения и принципы можно было позаимствовать. Прежде всего, концепция должна затронуть вопросы вхождения России в мировой рынок ДЗЗ и приема данных ведущих программ ДЗЗ для насыщения отечественного рынка разнообразными геопространственными продуктами ДЗЗ.

Как следует из ФКП-2015 и Концепции-2025, создание национальной группировки ДЗЗ растягивается на предстоящие годы, а потребителям нужна оперативная

космическая информация уже сегодня. Концепция могла бы предусматривать централизованное финансирование закупок космической информации для их

использования госструктурами. Опасения, что мы, закупая за рубежом данные ДЗЗ,

будем финансировать строительство новых иностранных спутников, безосновательны. Сегодня стоимость космической информации даже для крупных проектов неизмеримо меньше стоимости космического аппарата ДЗЗ, именно поэтому до сих пор ни одна программа ДЗЗ не стала рентабельной. Например, стоимость годового контракта

96

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

бразильской нефтяной компании Petrobras на ежесуточный мониторинг шельфа спутником Radarsat-1 составляет 570 тыс. долл., что равно средней стоимости коттеджа в

Подмосковье. В то же время стоимость спутника с РСА составляет 300 млн. - 0 млн. долл Космические изображения, закупаемые на незначительные суммы (несколько сотен тыс. долларов), позволяют создавать геопространственные продукты стоимостью несколько миллионов долларов и поэтому служат исходным сырьем и катализаторами для рынка

геоинформатики.

Схема бюджетного финансирования закупок данных ДЗЗ для госструктур

реализована в США, Китае, Индии и других странах. В США, несмотря на крупнейшую в мире группировку собственных спутников ДЗЗ, госструктуры также закупают некоторые

материалы космической съемки в рамках госпроектов у зарубежных операторов программ ДЗЗ: RADARSAT (Канада), IRS (Индия), SPOT (Франция). То есть действует

универсальная практика: в случае отсутствия нужных национальных данных ДЗЗ или их

несоответствия требованиям, закупается подходящая (по экономическим и техническим критериям) зарубежная космическая информация. Аналогичный подход наблюдается во всех ведущих странах. В России заполнение информационного вакуума зарубежными

данными ДЗЗ осуществляется не всегда выгодным для российского клиента образом: в

виде поставок уже готовой продукции или продуктов начального уровня обработки. Цивилизованное вхождение России в мировой рынок ДЗЗ предполагает участие

российских станций в международных сетях прямого приема данных ведущих мировых программ ДЗЗ, что позволяет принимать “сырую” телеметрию, полностью обрабатывать

ее в России, сокращая сроки поставок и уменьшая стоимость конечных продуктов.

Такой подход перспективен, так как по мере ускорения развития национального рынка геоинформатики появится устойчивый спрос на геопространственные данные, который можно будет восполнять отечественными системами ДЗЗ по мере их появления и развития. Проблемы развития отрасли ДЗЗ не решаются в один день сразу после запуска нового спутника, необходим достаточно длительный этап формирования устойчивого спроса на данные ДЗЗ.

В заключение приведем перечень мероприятий, выполнение которых обеспечит повышение эффективности использование космической информации в интересах

социально-экономического развития Российской Федерации:

1.Ввести в содержание концепции ФКП перечень приоритетных задач решаемых с использованием перспективных средств космической техники. Экономическим критерием включения задачи в этот список должна быть величина экономического

97

Геоинновационноеагентство «Иннотер»

вклада в бюджет РФ в случае решения этой задачи с использованием космической информации.

2.Информационные продукты создаваемые с использованием национальных космических систем должны быть конкурентоспособны на мировом рынке данных ДЗЗ. Следовательно, информационные параметры перспективных национальных космических систем по своим информационным параметрам не должны уступать

лучшим зарубежным образцам космической техники.

3.До принятия решения о включения новой разработки в ФКП обеспечить широкое

обсуждение характеристик новых разработок и перечня решаемых с их использованием задач с тем, чтобы обеспечить максимальный вклад этой

Программы в социально-экономическое развитие РФ.

4.Учитывая необходимость участия в международной кооперации для рационального

использования собственных ресурсов и компенсации отсутствие национальных

разработок необходимого качества в некоторых сферах космической деятельности, следует предложить в концепции ФКП рациональное сотрудничество с операторами зарубежных космических систем в области получения потребителями всей

необходимой номенклатуры первичных данных с необходимой оперативностью и

качеством. Возможным вариантом сотрудничества может быть включение в состав национальной космической системы зарубежных источников космической информации на согласованных условиях.

5.Определить стратегических потребителей национальной космической информации и

обеспечить их определяющее влияние на информационные параметры новых

проектов разработки средств космической техники для ДЗЗ. Предусмотреть организационный и финансовый механизм такого влияния. Определить в качестве единственного механизма финансирования новых проектов ДЗЗ – частногосударственное партнерство. Проекты ДЗЗ с другими источниками финансирования должны быть исключены из гражданского раздела новых проектов ДЗЗ.

6.Для повышения качества услуг потребителям космической информации разработать

и внедрить технический регламент, определяющий виды и характеристики информационной продукции, создаваемой с помощью космических средств ДЗЗ.

7.Считать обязательным условием ввода в эксплуатацию КА ДЗЗ метрологическую

сертификацию их как средства измерения тематических параметров.

8.Ввести в обязательную практику подготовки потребителей к использованию информации разрабатываемых космических систем имитацию будущих первичных

98