6.2. Структура системи дистанційного зондування

Будь-яка сучасна система ДЗЗ передбачає спільне функціонування двох сегментів: космічного (орбітального) і наземного.

Орбітальний сегмент включає власне базову платформу із установленою на ній цільовою апаратурою ДЗЗ і бортові засоби передачі інформації на Землю по радіоканалу.

Наземний сегмент забезпечує керування польотом космічних супутників, регулювання режимів роботи цільової апаратури й апаратури передачі даних, приймання результатів ДЗЗ, їх зберігання, первинну й тематичну обробку, поширення й продаж продуктів різних рівнів обробки, збір заявок від споживачів.

Наземний сегмент включає наступні структурні елементи:

- центр керування роботою орбітального сегмента, що поєднує ряд спеціальних станцій;

- розподілену мережу регіональних і локальних прийомних станцій для збору даних ДЗЗ;

- інформаційний центр: центри обробки даних ДЗЗ, централізовані й локальні архіви для зберігання й обліку даних, служби, що забезпечують поширення інформаційних продуктів і обслуговування споживачів.

Мережа прийомних станцій розташована таким чином, щоб забезпечити оперативне одержання результатів зйомки для як можна більшої території. Це дозволяє знизити навантаження на бортові запам'ятовуючі пристрої. Регіональні станції приймання, як правило, перебувають у віданні національних або міжнародних космічних служб, а локальні можуть належати організаціям або приватним особам. Устаткування регіональних станцій, крім приймання даних у режимі реального часу, забезпечує повне розвантаження даних з бортових запам'ятовувальних пристроїв, їх попередню обробку й архівацію.

Як приклад сучасної наземної приймальної станції розглянемо станцію УніСкан™, створену Інженерно-технічним центром «Сканекс». Одна така станція дозволяє одержувати оптичні дані з розрізнюючою здатністю від 1 км до 0,7 м і радіолокаційні зображення з розрізнюючою здатністю від 100 м до 8 м про територію в радіусі близько 2,5 тис. км. Комплекс УніСкан™ призначений для приймання й обробки інформації, переданої з низькоорбітальних ШСЗ по радіоканалах діапазону 8 ГГц із темпом до 170 Мбіт/с в одному каналі. У цей час комплекс УніСкан™ дозволяє приймати та обробляти дані із супутників Тerrа, Aqua, SPOT 4, IRS-P5, IRS-P6, Radarsat-1, Envisat-1 і ін.

Зі станцією поставляється програмне забезпечення для керування станцією й прийманням даних, ведення електронного архіву даних, генерації продуктів-зображень.

Якісно нові можливості дистанційного доступу до супутникових даних з'явилися у зв'язку з розвитком мережі Інтернет. Сьогодні практично у всіх провідних центрах функціонують засоби оперативного дистанційного доступу користувачів до даних ДЗЗ.

6.3. Способи передачі даних дзз

Відомості, отримані датчиками, необхідно передати в те місце, де вони будуть проаналізовані. Коли системи одержання даних працюють на супутниках, що перебувають на орбіті кілька років, можливі три способи передачі даних.

Найпростіший і широко розповсюджений спосіб передачі даних ДЗЗ - безперервний радіозв'язок зі приймаючими станціями до яких пред'являються підвищені вимоги по надійності приймання радіосигналу. Найбільш успішне приймання даних можливе при розташуванні прийомної станції на лінії прямої видимості із супутником і цю лінію ніщо не повинне затінювати. Лінія прямої видимості повинна бути розташована високо над горизонтом, щоб звести до мінімуму вплив атмосфери. Усі ці вимоги поєднуються поняттям маски прийомної станції - ділянки поверхні Землі, усередині якої здійснюється приймання даних із супутника. Припустимо, що поверхня Землі - це сфера з радіусом R, h - висота орбіти супутника й на лінії прямої видимості немає перешкод (рис. 6.3).

Рисунок 6.3. Схема розташування супутника відносно приймальної станції

Кутова відстань φ між супутником і станцією визначається з рівняння:

cos( θ + φ) = R · cos(θ) /(R + h), (6.1)

де θ- кут розташування лінії прямої видимості.

Якщо θ = 5°, то для h = 700 км одержуємо φ = 21°. У цьому випадку маска являє собою коло із радіусом 2400 км і приймальною станцією в центрі цього кола.

Зараз усі станції приймання розташовані на суші й не можуть забезпечити зону приймання над океаном. Тому використовується другий спосіб – зберігання даних на борту з наступною їхньою передачею на Землю в зоні прямої видимості. Такий метод вимагає створення на борту обладнання для зберігання великої кількості інформації.

Третій спосіб передбачає використання супутників-ретрансляторів, які збільшують область приймання мережі наземних станцій, що перебувають на суші. Ці супутники перебувають на геостаціонарних орбітах і ретранслюють передані на них дані на наземну приймальну станцію.