De nouvelles images de la terre depuis l'espace. images de l'espace

Avec des modifications, il est publié ici dans sa forme originale.

Maxime Dubinin ( [courriel protégé] site)

L'un des "substrats" standard pour afficher des objets, des processus et des événements est l'information cartographique. L'une de ses variétés est constituée d'images satellitaires ou spatiales, ou plus exactement, de données télédétection, car ils peuvent être obtenus non seulement de l'espace, mais aussi, par exemple, de véhicules aériens. La révolution dans ce domaine, qui a conduit à un changement du « paysage » mondial de l'information en 2005, a été faite par Google. Il a fourni la première carte mondiale accessible à tous les internautes, ainsi qu'un ensemble de images satellites. L'attention des utilisateurs a montré un intérêt considérable pour ces informations. Selon diverses estimations, déjà en 2008, seul le programme Google Earth a été téléchargé 200 à 400 millions de fois [ Michael Jones, 2008, discours d'ouverture de Geoweb 2008]. Au cours des 6 dernières années depuis 2005, d'autres acteurs tout aussi ambitieux sont entrés sur le marché, développant des services à la fois mondiaux et régionaux utilisant divers ensembles de données cartographiques obtenues de diverses sources, mais généralement accompagnées d'une image du monde vue de l'espace.

Les services de cartographie les plus connus qui hébergent une grande quantité de données satellitaires sont Google Maps, Bing Maps, Yahoo! Cartes, Cartes Nokia Ovi. Les sociétés Internet concluent des accords de plusieurs millions de dollars avec des sociétés de données satellitaires et commencent à acquérir des sociétés qui fournissent des données et des équipements de télédétection. Ainsi, Google en 2007 rachète ImageAmerica, Microsoft encore plus tôt, en 2006 rachète Vexel.

La séparation des informations cartographiques et spatiales n'est pas fortuite. Le premier est un modèle plus raffiné de la réalité, le second est sa distribution directe. Des centaines d'entreprises à travers le monde travaillent sur la première, collectant, vérifiant, cartographiant les informations collectées, la seconde est le lot d'un nombre beaucoup plus restreint, en fait, des unités de fournisseurs étatiques et commerciaux capables de lancer des satellites coûteux ou de produire des équipements complexes pour recevoir des données. De nombreuses personnes doivent encore attendre une carte détaillée de leur ville ou de leur village, parfois pendant des années, alors que les données satellitaires couvrent plusieurs fois l'ensemble du territoire de la Terre. Selon la résolution, bien sûr, ces données peuvent également être plus ou moins disponibles, mais pour montrer une image à jour de toute la ville avec beaucoup de détails, quelques prises de vue suffisent. Les lancements de nouveaux satellites de télédétection continuent d'offrir l'occasion de voir de plus en plus de détails, les avantages technologies spatiales sont une plus grande efficacité et une couverture avec un haut degré d'autonomie.

Un travail actif sur la fourniture de données aux utilisateurs se poursuit non seulement au niveau mondial, mais également au niveau régional. Maintenant, cela s'appelle le nouveau terme "géoportail", ils ont été créés par de nombreux pays du monde et ils sont pris en charge au niveau de l'État. Une définition stable du terme "géoportail" n'existe pas encore, quelque part c'est un moyen d'échanger des géodonnées elles-mêmes, quelque part - des métadonnées (informations sur l'information), quelque part même un moyen de créer des géodonnées.

• Géoportail de la France (http://www.geoportail.fr) ;
• Géoportail INSPIRE, Commission européenne, http://www.inspire-geoportal.eu/index.cfm/pageid/341
• Croatie : www.geo-portal.hr
• Finlande : http://www.paikkatietoikkuna.fi/web/fi/
• Inde : http://gisserver.nic.in/
• Luxembourg : http://www.geoportal.lu/Portail/index.jsp?lang=fr
• Norvège : http://gammel.geonorge.no/Portal/
• Serbie : http://www.geosrbija.rs/
• Suisse : http://www.geo.admin.ch/

La Russie ne dispose pas encore d'un géoportail d'État unifié, mais un certain nombre de sociétés commerciales fournissent également un accès aux données spatiales et aux informations cartographiques :

• Yandex.Maps : http://maps.yandex.ru/
• Images spatiales : http://kosmosnimki.ru/
• Cartes Mail.ru : http://maps.mail.ru/

Il y a aussi une activité au niveau régional, bien que le nombre d'exemples valables ne soit pas encore si grand :

• Géoportail du gouvernement électronique de la région de Samara : http://geoportal.samregion.ru/samobl
• Géoportail de la région de Belgorod : http://www.map31.ru
• Géoportail de la région de l'Oural : http://www.geourfo.ru
• Géoportail de la région de Voronej : http://map.govvrn.ru:8080

Un certain nombre de services utilisant des images spatiales sont fournis par des agences gouvernementales :

1. Géoportail du ministère des Ressources naturelles (http://fires.rfimnr.ru/api/index.html) - des informations sur les zones naturelles spécialement protégées de Russie sont disponibles (y compris des images satellite à jour). La ressource contient également des mosaïques satellites de la ville de Sotchi, dans la région du Baïkal, des données sur la situation des incendies ;
2. La carte cadastrale publique (http://maps.rosreestr.ru/Portal/) est un service de référence et d'information pour fournir aux utilisateurs des informations du cadastre immobilier de l'État sur le territoire de la Russie. Disponible Imagerie par satellite comme substrat de base, au-dessus duquel les contours des frontières de la division cadastrale sont affichés.
3. Géoportail départemental ouvert de Roscosmos: http://geoportal.ntsomz.ru/ - données sur l'imagerie spatiale provenant de satellites nationaux et étrangers.

Jusqu'à récemment, beaucoup de les voies possibles les applications d'images sont restées la prérogative de l'État, mais son retard technologique et conceptuel dans l'utilisation des nouvelles technologies a conduit au fait que les organisations publiques et non gouvernementales ont commencé à mettre en œuvre plus activement ces opportunités. Étant donné que les images spatiales représentent généralement une image inédite du monde, elles peuvent être utilisées pour créer des produits et des services qui vous permettent de contrôler les activités des entreprises et de l'État, de créer des sources d'informations alternatives pour vérifier les statistiques officielles.

La singularité de la situation réside dans le fait qu'Internet permet à l'utilisateur d'être non seulement consommateur d'information, mais aussi son créateur. Comme dans de nombreux autres domaines touchés par Internet, la télédétection entre également dans l'ère de l'UGC (contenu généré par les utilisateurs, contenu créé par les utilisateurs eux-mêmes) et de son cas particulier - VGI (information géographique volontaire, information géographique générée par les utilisateurs). L'émergence de données spatiales largement disponibles a déjà conduit au lancement de projets utilisant ces données comme substrat, et de tels projets se comptent déjà par milliers. Peu à peu, des projets commencent à apparaître qui analysent directement les données de l'espace afin de détecter divers processus, phénomènes et objets. Cependant, plus le domaine de la connaissance est considéré comme high-tech ou scientifique, plus il est sceptique de participer à travailler avec des informations spécifiques. utilisateurs ordinaires. Cependant, l'amélioration radicale de l'accès aux données, à la méthodologie et aux logiciels a également changé la donne pour l'imagerie satellitaire. Le décodage des images n'est plus l'apanage des experts, désormais chacun peut s'essayer au décodeur.

L'une des premières applications logiques d'un vaste éventail de données spatiales et non moins d'une immense armée d'utilisateurs est la production d'informations cartographiques. C'est ainsi qu'apparaissent les projets OpenStreetMap, Google MapMaker et Yandex People's Map, où des dizaines de milliers d'utilisateurs créent des données cartographiques à partir d'images satellites. L'un des principaux avantages des cartes créées par les utilisateurs est la rapidité de réponse, qui peut difficilement être égalée par un gouvernement trop réglementé et bureaucratique et des organisations commerciales à but lucratif. Grâce aux images spatiales fournies rapidement, les résultats de la cartographie par les participants d'OpenStreetMap des conséquences des tremblements de terre en Haïti et au Chili sont apparus dans les premiers jours après la tragédie et ont été utilisés, y compris par les sauveteurs, car il n'y avait tout simplement pas d'autre base cartographique [Sauveteurs en Haïti, utilisez OpenStreetMap]. Outre la création d'une base cartographique, des services ont commencé à apparaître qui attirent activement la participation du public et complètent les autorités de contrôle et de réglementation de l'État.

En 2009, Greenpeace Russie a lancé le projet Lesnadzor, qui permet d'utiliser une carte pour signaler l'exploitation forestière illégale, l'accaparement des terres et d'autres violations, ainsi que des informations sur l'emplacement de la violation présumée, ainsi qu'une photo et une description. En 2 ans d'existence du projet, 361 messages ont été laissés. L'équipe de projet russe Letsdoit cartographie les sites de décharges. Le phénomène le plus célèbre dans ce domaine est peut-être Ushahidi / Crowdmap - une plate-forme logicielle ouverte créée par la société du même nom et conçue pour la collecte et la visualisation rapides d'informations, y compris spatiales, à partir de réseaux sociaux, SMS. Ushahidi s'est illustré lors d'événements de crise : tremblements de terre en Haïti, au Chili, en Nouvelle-Zélande, manifestations anti-gouvernementales au Moyen-Orient et catastrophes au Japon [Projets utilisant Ushahidi]. Les informations recueillies avec l'aide du grand public ont également été affichées sur des cartes, indiquant les emplacements des installations vitales, des sources d'eau, de carburant, des installations médicales, etc. En Russie, la plateforme Ushahidi a été utilisée par le projet 2010 Wildfire Aid Map [Help Map].

En plus de simplement contempler des images pour des objets insolites intéressants et d'utiliser des images et des cartes comme base géographique, des projets d'observation systématique et régulière commencent progressivement à apparaître - surveillant les objets naturels et les processus et conséquences de l'activité humaine. Les données de télédétection deviennent peu à peu ce qu'elles ne pouvaient que devenir après leur apparition sur Internet : un moyen de contrôle de l'application des obligations et de la législation par les entreprises et l'État par le public, les entreprises et les services gouvernementaux. En règle générale, l'apparition de tels projets est associée à des phénomènes naturels négatifs et à l'influence humaine.

Prenons, par exemple, les incendies de forêt. Théoriquement, en utilisant les informations de surveillance opérationnelle par satellite, n'importe qui peut désormais surveiller la situation des incendies dans la région d'intérêt, analyser la dynamique de la combustion sur une période, en utilisant des images quotidiennes de l'espace, et évaluer la direction du mouvement des panaches de fumée, par exemple , en utilisant le service Kosmosnimki - Fires. Au cours de la saison des incendies de 2010, plusieurs dizaines de participants au projet OpenStreetMap, à l'aide d'images satellite à jour fournies par Scanex, ont cartographié les limites des territoires brûlés. La qualité des informations produites n'a pu être comparée aux résultats du système national de surveillance des incendies (ISDM Rosleskhoz) créé par des professionnels [ISDM Rosleskhoz], mais l'ouverture des données a permis d'utiliser les résultats dans le futur pour les améliorer et mener une évaluation indépendante des superficies de territoires brûlés.

Malheureusement, malgré un certain nombre de services intéressants, l'État n'a pas encore suivi le rythme de son temps et impose un grand nombre de restrictions qui entravent le développement intensif des systèmes de surveillance. Malgré les déclarations des responsables et l'incohérence évidente avec la réalité moderne (les données à ultra haute résolution sont librement disponibles sur de nombreux sites mentionnés ci-dessus), le secret est toujours appliqué aux données d'une résolution supérieure à deux mètres. Bien que l'État ne puisse pas contrôler l'apparition de telles données sur le territoire de la Fédération de Russie sur des sites Web étrangers, il tente d'empêcher les entreprises russes de mener de telles enquêtes [Le tribunal a reporté au 4 août la plainte dans le cas d'une interdiction de haute- résolution d'imagerie de la Terre]. Licence "pour secret d'état", licence pour activités spatiales, une licence pour l'activité cartographique - un tel ensemble de charge de travail "papier" n'est nécessaire aujourd'hui que pour être admis à résoudre les problèmes, au moins, de la sécurité nationale du pays. Avec une seule précision - dans l'information et les pays économiquement développés. Cependant, en Russie, ils seront nécessaires à toute organisation sérieusement impliquée dans des projets cartographiques. Cela limite la concurrence et ne laisse pas entrer les équipes jeunes et talentueuses dans la région. Une autre conséquence négative des restrictions est l'impossibilité de créer une véritable indépendant systèmes de surveillance. Les organisations qui entretiennent de bonnes relations avec des services spéciaux et autres, et non de vrais experts, gagneront dans les appels d'offres publics. En particulier, les organisations "vertes" n'auront pas accès aux secrets d'État et, par conséquent, elles ne pourront pas effectuer de surveillance formelle selon des données à haute résolution. Et s'ils décident toujours de le réaliser, alors avec un degré élevé de «désagréments» des conclusions, la probabilité de rencontrer la question «sur quelle base menez-vous de telles activités» aura-t-elle tendance à 100%. Par conséquent, l'État continue de lancer des appels d'offres pour l'achat de données avec des exigences similaires, par exemple, à l'été 2011, la FSUE Roslesinforg a annoncé un appel d'offres pour la fourniture de informations numériques imagerie spatiale sur une superficie de plus de 200 millions d'hectares [Appel d'offres pour la fourniture d'informations numériques d'imagerie spatiale par FSUE Roslesinforg]. Considérant que la surveillance par satellite du fonds forestier russe est effectuée depuis plusieurs années avec l'aide de satellites étrangers pour la télédétection de la Terre, on ne sait toujours pas de qui ils essaient de classer les matériaux d'imagerie spatiale, nécessitant une licence de l'entrepreneur " pour secrets d'État ».

Il est également prévu d'étendre le travail avec des images très détaillées de colonies et de terres agricoles en Russie, qui devraient être photographiées en haute résolution(0,5 mètre par pixel), selon l'ordre signé par la ministre du Développement économique Elvira Nabiullina [Rosreestr photographiera la Russie plus clairement que Yandex et Google]. Les représentants de Rosreestr promettent que ces données seront disponibles gratuitement pour un usage non commercial. Comment cela est-il compatible avec le régime du secret et s'il sera possible de créer des produits dérivés basés sur eux - le temps nous le dira.

À l'avenir, les experts s'attendent à une implication de plus en plus grande des institutions de la société civile dans la création de mécanismes de contrôle utilisant l'information géographique. Peut-être, dans les années à venir, ce sont les besoins des différentes communautés d'utilisateurs thématiques civils qui détermineront le vecteur de développement de toute l'industrie de l'imagerie de la Terre depuis l'espace.

Exemples de domaines thématiques où il est possible d'utiliser les données spatiales pour créer sources alternatives Les données ( rattachement possible):

• Base cartographique
• Le développement des infrastructures
• Conséquences des urgences
• Dégagements
• feux naturels
• Conditions de glace et d'inondation
• Terres agricoles, abandon des terres et surcroissance

• Il y a beaucoup d'images satellites;
• Les images spatiales sont devenues beaucoup plus accessibles, y compris pour des millions d'internautes ;
• Les images spatiales sont devenues un substrat pour des milliers de projets liés aux données spatiales ;
• En raison de leur impartialité (contrairement aux cartes), les images peuvent devenir un autre outil de contrôle indépendant des activités de l'État et des entreprises ;
• Ce contrôle peut être exercé aussi bien par l'État lui-même et les entreprises (concurrence et savoir-faire), que par le grand public ;
• La situation réglementaire et juridique actuelle entrave le développement de systèmes de surveillance dans ce sens.

Discutez sur le forum

Carte satellite de la Russie - images haute résolution prises depuis l'espace par des stations orbitales. L'image que l'utilisateur voit est composée de nombreux plans individuels. La haute qualité de l'équipement utilisé dans les stations orbitales a permis d'obtenir la meilleure qualité de prise de vue. En conséquence, sur les écrans des appareils mobiles, les moniteurs de PC, des images haute résolution de haute précision sont à notre disposition, l'image sur laquelle est très précise et claire.

La carte satellite de la Russie en temps réel affiche des images haute résolution. Vous pouvez voir presque toutes les villes russes dessus. En zoomant et dézoomant sur les objets, en déplaçant le curseur sur des sections individuelles de la carte, il sera possible d'examiner les rues, les bâtiments, les structures individuelles et les places. Plus la taille de la ville est grande, plus la section de la carte satellite sera détaillée.

Carte satellite en ligne en temps réel 2016 - explorer le pays ensemble

Cartes satellites haute résolution en ligne 2016 - une collection d'images de haute précision à travers lesquelles vous pouvez étudier des colonies de différentes tailles à un moment précis. L'utilisateur, choisissant l'objet et l'échelle dont il a besoin, obtient son image en même temps. En choisissant les paramètres appropriés, à la place du mode "vue satellite", vous pouvez afficher une image :

• vue paysage;
• une représentation schématique de la Russie, ses villes individuelles;
• vue satellite - image réelle.

Les cartes satellite haute résolution en ligne 2015-2016 sont les modèles les plus conviviaux d'images cartographiques interactives du service de site Web. Ils vous permettront de voyager sur tout le territoire de l'État, de n'importe où dans le monde. Les satellites permettent de suivre des données à jour sur l'emplacement et l'état de certains objets boueux provenant de différentes colonies de la vaste Russie.

Méthodes aérospatiales - un ensemble de méthodes de prise de vue sans contact (télédétection) et d'étude de la Terre et de ses parties en enregistrant et en analysant leur propre rayonnement et le rayonnement réfléchi provenant de l'air et vaisseau spatial. L'une des principales méthodes d'obtention de géoimages.

Télédétection - prise de vue sans contact de la Terre ou d'autres planètes à partir de véhicules aéroportés ou spatiaux, de navires, de sous-marins.

Le sondage aérospatial, qui s'est rapidement développé ces dernières années, a fourni de nouvelles méthodes pour étudier la surface terrestre. Utilisation pratique images de l'espace réside dans la cartographie thématique et les tâches cadastrales.

Le développement des techniques de télédétection a contribué au développement du décryptage et tente d'automatiser ce processus, qui n'est actuellement que partiellement mis en œuvre.

11.3. Caractéristiques de la prise de vue depuis l'espace

Les images spatiales sont obtenues à partir d'une hauteur de plus de 100 km, c'est-à-dire lorsque le porteur de l'équipement se déplace hors de l'atmosphère, dans l'espace extra-atmosphérique, à partir de fusées, d'engins spatiaux habités et stations orbitales, automatique satellites artificiels Terre et autres engins spatiaux.

11.3.1. Influence des paramètres orbitaux

La prise de vue depuis l'espace a deux caractéristiques principales : elle est réalisée à partir d'orbites dont les paramètres affectent les propriétés des images ; produite à grande distance à travers l'atmosphère. Comparé à un avion, un vaisseau spatial a des capacités de manœuvre limitées. La prise de vue est effectuée à partir d'une certaine orbite. Paramètres d'orbite et vitesse vaisseau spatial sont généralement connus, de sorte que sa position spatiale à un moment donné de la prise de vue peut être trouvée.

L'orbite a les paramètres suivants qui affectent les images :

· La forme des orbites, déterminé par les lois de la mécanique céleste, en fonction de la vitesse du navire, peut être circulaire, elliptique, parabolique et hyperbolique. Les orbites paraboliques et hyperboliques ouvertes sont utilisées pour lancer des engins spatiaux vers d'autres planètes, tandis que l'observation de la Terre est généralement effectuée à partir d'orbites circulaires et elliptiques (fermées). Pour l'arpentage, les orbites circulaires sont les plus préférées, dans lesquelles les hauteurs au périgée et à l'apogée sont proches. Une orbite circulaire fournit la même altitude pour étudier la surface de la Terre.

· Humeur, déterminé par l'angle je entre le plan de l'orbite et le plan de l'équateur, séparent les orbites équatoriales ( je=0), polaire ( je=90) et oblique. Dans des conditions réelles, en raison des particularités du champ gravitationnel de la Terre, les orbites strictement polaires et équatoriales (ainsi que strictement circulaires) n'existent pas, et elles sont comprises comme circumpolaires, quasi-équatoriales (presque circulaires). Les orbites inclinées comprennent des lignes droites (0<je<90) и обратные (90 <je <180). Это разделение зависит от направления запуска космического аппарата относительно вращения Земли.

· Hauteur, trois groupes d'orbites les plus fréquemment utilisées peuvent être distingués - avec des altitudes de 100 à 500 et km. Le premier est les orbites des engins spatiaux habités et des stations orbitales, les hauteurs de 200 à 400 km sont les plus typiques pour eux. La seconde comprend les orbites des satellites ressources et météorologiques ; les satellites ressources sont caractérisés par des hauteurs de 600, 900 km, pour km météorologiques. Le troisième groupe est les orbites des satellites géostationnaires ; la vitesse angulaire du satellite en eux est égale à la vitesse de rotation de la Terre, et donc le satellite se déplace de manière synchrone avec le point sous-satellite de la surface de la Terre. Ainsi, les orbites d'altitudes différentes fournissent des solutions pour diverses tâches d'enquête : les orbites terrestres basses sont utilisées pour les levés photographiques détaillés, les orbites à moyenne altitude pour les levés opérationnels moins détaillés et les orbites géostationnaires éloignées pour l'observation continue d'une zone particulière.

· Période de circulationJ . - le temps de révolution du satellite autour de la Terre est également intéressant du point de vue de la prise de vue, le nombre d'orbites par jour et, par conséquent, la distance inter-tours, qui détermine la possibilité de chevauchement d'images de trajectoires voisines, dépendent de ce. Habituellement, les satellites en orbite proche de la Terre ont une période de révolution de 1,5 heure à une vitesse de 11 km / s, soit environ 16 orbites autour de la Terre par jour. Dans ce cas, la distance entre spires est d'environ 25,5 degrés, ce qui correspond à 2500 km à l'équateur. Étant donné que la couverture des images pour la plupart des types d'équipements est nettement inférieure (pour les équipements photographiques, par exemple, 100-200 km), une telle enquête sans interruption des virages voisins en une journée est impossible. Si les traces sont répétées tous les jours (de telles orbites sont dites périodiques diurnes, ce qui se produit lorsque la période de révolution est un multiple de 24 heures), alors les discontinuités du relevé seront préservées. Par conséquent, pour les levés, les orbites sont calculées de telle manière qu'un petit décalage quotidien des traces assure un levé sur des jours successifs sans interruption et avec un certain chevauchement. Ceci est possible sur les orbites dites quasi-périodiques avec un certain décalage journalier de la trajectoire du satellite de la largeur de la zone de couverture du relevé, compte tenu de la couverture nécessaire des fauchées.

· La position de l'orbite par rapport au Soleil. Pour les relevés spatiaux, la capacité de l'orbite à maintenir une orientation constante vers le Soleil est d'une grande importance. L'avantage de telles orbites héliosynchrones, dans lesquelles l'angle entre le plan orbital et la direction du soleil reste constant, est qu'elles fournissent le même éclairement de la surface de la Terre le long de la trajectoire de vol de l'engin spatial.

Ainsi, pour le relevé global de la Terre, il convient d'utiliser des orbites à la fois circulaires, polaires, quasi-périodiques et héliosynchrones. Dans l'intervalle d'altitude km. Ces exigences sont satisfaites par des orbites à 14 et 15 révolutions par jour et à des altitudes d'environ 570, 700 et 900 km. Ils sont utilisés pour les satellites de ressources.

S'il y a des instruments à bord du satellite qui ont des fauchées de différentes largeurs (différentes résolutions au sol), de telles orbites sont calculées qui pourraient fournir une couverture complète de la surface de la Terre en tirant avec chaque type d'équipement.

11.3.2. Influence de l'atmosphère

La prise de vue depuis l'espace s'effectue à travers l'épaisseur de l'atmosphère, ce qui entraîne des complications d'une autre nature : effet écran des nuages, absorption de la lumière solaire de certaines longueurs d'onde par l'atmosphère, diffusion des rayons, influence de la brume atmosphérique, etc. .

· Nébulosité représente la plus grande interférence pour la prise de vue dans la plage optique. À tout moment, il couvre plus de 50 % de la surface du globe. Certaines régions de la Terre restent fermées pendant la majeure partie de l'année. LandSat prend potentiellement 18 jours pour couvrir la surface de la Terre, mais il a fallu plus de 10 ans pour prendre réellement des photos de la planète.

· Absorption des rayons atmosphériques. Même avec un ciel sans nuages, il faut photographier dans toute l'épaisseur de l'atmosphère qui absorbe une partie des rayons. Cette absorption dépend de la longueur d'onde du rayonnement. La prise de vue est effectuée uniquement dans les parties du spectre où le rayonnement électromagnétique n'est pas absorbé, c'est-à-dire dans les soi-disant "fenêtres de transparence" de l'atmosphère. Une grande fenêtre de transparence (0,4 à 1,3 µm) se situe dans les gammes visible et proche infrarouge; dans la gamme infrarouge thermique, il y a trois fenêtres plus étroites, et ici un ensemble limité de longueurs d'onde peut être utilisé. La plus grande transparence est observée dans la gamme radio. (de la centaine de kHz à la dizaine de MHz)

· Diffusion des rayons, brume atmosphérique. L'influence de l'atmosphère consiste également dans la diffusion des rayons par l'atmosphère, qui n'est pas la même dans les différentes gammes spectrales. La brume atmosphérique est plus prononcée dans les zones bleues et bleues du spectre. Il réduit les contrastes d'image dans les images spatiales, déforme la couleur des objets lors de la prise de vue sur un film couleur. Il doit être pris en compte dans les déterminations spectrales photométriques à partir d'images multizones.

11.4. Propriétés des images spatiales

La forme la plus universelle de présentation d'informations dans la recherche spatiale est un instantané - une image bidimensionnelle obtenue à la suite d'un enregistrement à distance par des moyens techniques de son propre rayonnement ou d'un rayonnement réfléchi et destinée à la détection, à l'étude qualitative ou quantitative d'objets, de phénomènes et processus en déchiffrant, mesurant et cartographiant.

Les images satellites ont une grande valeur cognitive par rapport aux photographies aériennes, car elles ont une plus grande visibilité, une généralisation des images, un affichage complexe de tous les composants de la géosphère, une répétition régulière à certains intervalles de temps, une rapidité de réception des informations, la possibilité de l'obtenir pour des objets qui sont inaccessibles à l'étude par d'autres moyens.

· Visibilité des photos. Les photographies satellites, par rapport aux photographies aériennes, couvrent une zone nettement plus grande, c'est-à-dire qu'elles ont les propriétés d'une grande visibilité. Lorsque vous utilisez le même système photographique pour la photographie aérienne à une hauteur de 5 km et la photographie spatiale à une hauteur de 250 km, la couverture pour la prise de vue depuis l'espace augmente de 50 fois le long du côté de l'image et de 2500 fois sur la zone. Une image satellite couvre une zone telle que les photographies aériennes. En même temps, de grandes régions sont couvertes en même temps dans les mêmes conditions. Il y a une opportunité d'étudier les modèles régionaux et zonaux, les phénomènes mondiaux, de mener des recherches à l'échelle planétaire.

· Cartographie complexe des composants de la géosphère. L'affichage conjoint des différents composants de la géosphère - la lithosphère, l'hydrosphère, la biosphère et l'atmosphère - permet d'étudier leurs relations, et l'ensemble de ces composants augmente à la fois en hauteur et en profondeur du fait que, en raison de la forte altitude de l'enquête, la couverture nuageuse de la planète est affichée sur les images satellites, et en raison de la généralisation des images, des structures géologiques profondes y sont affichées, qui ne sont pas détectées sur les photographies aériennes. Les images fournissent l'étude des processus atmosphériques, l'interaction de l'atmosphère et de l'océan, les manifestations de l'hydrodynamique - courants, zones frontales dans l'océan. L'affichage conjoint de nombreux composants du paysage présente deux avantages - d'une part, la relation des objets facilite le décryptage et, d'autre part, la possibilité d'utiliser des images pour diverses cartes thématiques dans une cartographie complexe.

· Répétition régulière d'images. Les méthodes spatiales permettent une répétition régulière des prises de vue à des intervalles d'années, de mois, de jours, de semaines, d'heures et de minutes, ce qui est difficile à mettre en œuvre en photographie aérienne.

· Les images comme modèles de la réalité. En plus de la valeur cognitive des images, elles peuvent être utilisées comme modèle de la zone, par exemple, la structure paysagère du territoire. Pour une telle utilisation, il est important que les images spatiales les plus courantes avec une résolution de 10 à 100 m en termes de dimensions des objets affichés se soient avérées adéquates pour les rangs les plus importants d'objets de recherche géographique à la surface de la terre . Un autre avantage important des modèles d'imagerie est qu'il s'agit de modèles spatio-temporels qui permettent, à partir des changements spatiaux, d'étudier les changements temporels en utilisant le concept de séries spatio-temporelles.

11.4.1. Propriétés géométriques des images

Caractéristiques des projections d'images spatiales. Il existe des circonstances qui rendent difficile le travail avec des images, elles sont principalement associées aux propriétés géométriques des images, principalement à la particularité des projections d'images spatiales.

À cet égard, les images satellites sont diverses en fonction de la technologie de leur obtention. Pour les images photographiques, une projection centrale est caractéristique, pour le scanner (et les images thermiques infrarouges et micro-ondes) - une projection spéciale proche de la centrale à moins de k de chaque ligne de balayage (et avec une petite couverture d'images, c'est-à-dire de petits angles de balayage - proche de l'orthogonal), ce qui est compliqué par l'acquisition non simultanée d'une image, puisque lors du balayage le porte-équipement et l'objet de prise de vue (avec le mouvement de la Terre) se déplacent. La géométrie des images radar dépend de la distance entre l'équipement de levé et l'objet de levé (fixe lors du passage du signal radio). Dans tous ces cas, la courbure de la surface terrestre, la topographie de surface, affecte également.

Une théorie générale des projections d'images satellites n'a pas encore été créée, bien que les systèmes développés pour le traitement informatique des images des satellites Meteor-Nature, MSS et TM LandSat, SPOT, NOAA résolvent pratiquement le problème de la transformation d'images projectives en diverses projections cartographiques. .

Distorsion due à la courbure de la Terre. Une large couverture du territoire par une image entraîne des distorsions liées à la sphéricité de la surface terrestre. Pour estimer les déplacements prévus des points de la photographie dus à la courbure de la Terre, utilisez la formule

Où X- distance du point au centre de l'image , H- hauteur d'orbite , R- Rayon terrestre , F- distance focale de la caméra , K- facteur d'agrandissement de l'image.

Pour les images de scanner, une évaluation similaire peut être faite par le rapport entre la couverture et la hauteur de prise de vue.

Distorsion du terrain la surface de la terre

11.5. Comment fonctionne le satellite

11.5.1. Systèmes de transmission par satellite

L'élément de base du système de communication par satellite est illustré à la fig. 11.1

Le processus commence par une station sur Terre configurée pour transmettre et recevoir un signal d'un satellite en orbite autour de la Terre. Chaque station envoie des informations sous forme de haute puissance (haute tension), haute fréquence (GHz) au satellite, qui reçoit et retransmet le signal vers la Terre, où le signal est reçu par d'autres stations à la surface de la Terre dans la zone de couverture du satellite. La zone sur laquelle un signal de puissance acceptable du satellite est reçu est appelée l'empreinte du satellite (ou surface de référence du satellite) (empreinte). Le système de transmission de la station de la Terre au satellite est appelé Uplink. Le système du satellite à la Terre s'appelle DownLink.

11.5.2. Bandes de fréquences satellitaires

Les bandes satellites les plus couramment utilisées sont la bande C, la bande Ku et la bande Ka. La bande C et la bande Ku sont les deux spectres de fréquences les plus couramment utilisés par les satellites d'aujourd'hui. Il existe une relation inverse entre la fréquence et la longueur d'onde - c'est-à-dire que lorsque la fréquence augmente, la longueur d'onde diminue. À mesure que la longueur d'onde augmente, une grande antenne (antenne parabolique) est nécessaire pour recevoir le signal.

La bande C (bande C) est située de 4 à 8 GHz. Ces fréquences relativement petites sont transmises à des longueurs d'onde plus longues que la bande Ku et la bande Ka. Cela signifie qu'une grande antenne parabolique est nécessaire pour recevoir l'intensité minimale. Par conséquent, la taille minimale d'une antenne moyenne en bande C doit être d'environ 2 à 3 mètres de diamètre.

Riz. 11.2. Antenne parabolique en bande C.

La transmission par satellite en bande Ku se produit à des fréquences de 11 à 17 GHz. Ces fréquences relativement élevées sont transmises dans une longueur d'onde plus courte et, par conséquent, une antenne plus petite peut être utilisée pour recevoir l'intensité minimale (signal). La bande Ku peut utiliser des antennes de 45 cm. (Systèmes RSA DSS, Sony DSS).

Fig.11.3 Système Sony DSS en bande Ku

La bande Ka est transmise à des fréquences de 20 à 30 GHz. Cette émission à très haute fréquence signifie une très petite longueur d'onde, et donc un très petit diamètre d'antenne de réception.

11.5.3. Satellites en orbite terrestre géosynchrone (satellite géo) (orbite terrestre géostationnaire)

Aujourd'hui, la grande majorité des satellites en orbite terrestre sont situés à des kilomètres au-dessus de l'équateur terrestre en orbite terrestre géosynchrone (GEO) ( Orbite terrestre géosynchrone), ou ce qu'on appelle parfois l'orbite de Clarke. Cette orbite porte le nom d'Arthur Clark, qui a proposé pour la première fois en 1945 que les satellites en orbite terrestre géosynchrone soient utilisés à des fins de communication. Comme le montre la figure 11.4, la distance orbitale exacte est de 22 238 milles, à laquelle le satellite effectue un cercle complet en 24 heures. Étant donné que ces satellites se déplacent à la même vitesse relative que la Terre, ils sont stationnaires au-dessus de la surface de la Terre. Par conséquent, la plupart des antennes sur Terre ne sont pas tenues de suivre le satellite lorsqu'elles sont dirigées vers le satellite.

11.5.4. Satellites en orbite terrestre moyenne (orbite terrestre moyenne MEO)

Au cours des dernières années, les progrès technologiques dans les communications spatiales ont atteint de nouvelles orbites et de nouveaux systèmes. Une nouvelle série de satellites MEO a été lancée sur une orbite de 8 000 milles. Les signaux transmis par les MEO parcourent des distances plus courtes qui transportent une force de signal améliorée au niveau du récepteur. Cela signifie que des terminaux de réception plus petits et légers peuvent être utilisés. De plus, comme l'orbite a un rayon plus petit, les distances parcourues par le signal depuis et vers le satellite sont plus petites, donc le retard de transmission est également plus petit. Le délai de transmission est le temps qu'il faut pour qu'un signal se rende au satellite et revienne à la station de réception. Pour les communications en temps réel, plus la latence est faible, mieux c'est. Par exemple, pour les satellites GEO, il faut 0,25 seconde pour faire le tour. Et pour les satellites MEO, moins de 0,1 seconde. Les MEO fonctionnent dans la gamme de 2 GHz et plus.

11.5.5. Satellites en orbite terrestre basse (LEO low)

Les satellites LEO se répartissent en trois catégories. Petits LEO, grands LEO et méga LEO. Les satellites LEO sont situés sur des orbites d'un rayon de 500 à 1 000 milles. Cette distance relativement courte réduit le temps de retard à 0,05 sec. et le besoin de récepteurs sensibles et encombrants diminuera encore. Les petits LEO fonctionneront à 800 MHz, les grands LEO à partir de 2 GHz et plus, les méga LEO fonctionneront dans la gamme 20-30 GHz. Les fréquences plus élevées associées à Mega LEO transmettent plus d'informations par porteuse, ont une plus grande capacité en temps réel et des retards de transmission vidéo plus faibles. Microsoft Corporation et McCaw Cellular (maintenant connu sous le nom de AT&T Wireless Services) se sont associés pour déployer 840 satellites (pour former Teledisk), avec Mega LEO au cœur.

11.5.6. Plateformes Haute Altitude Longue Endurance )

Les plates-formes expérimentales HALE sont des aéronefs très efficaces et légers transportant des équipements de communication qui fonctionneront sur l'orbite terrestre très basse d'un satellite géostationnaire. À une altitude de 7000 pieds, les plates-formes HALE transmettront avec des retards ne dépassant pas 0,001 seconde. Ils fonctionneront avec des batteries et du carburant diesel. Les appareils de réception peuvent être tenus dans les mains.

11.5.7. Fentes orbitales

Lorsqu'il y a jusqu'à 200 satellites en orbite géostationnaire, la question se pose, comment empêcher les satellites d'entrer en collision les uns avec les autres ou d'utiliser le même endroit dans l'espace ? Pour résoudre ce problème, des organisations internationales telles que l'Union internationale des télécommunications (UIT) et des organisations gouvernementales nationales telles que la Commission fédérale des communications (FCC) négocient et placent des satellites en orbite géostationnaire. Ces emplacements sont définis par des degrés de longitude et sont appelés créneaux orbitaux. En réponse aux énormes demandes de créneaux orbitaux, l'UIT et la FCC réduisent progressivement la distance requise à seulement 2 degrés pour les satellites en bande C et en bande Ku.

11.6. Aspects techniques des systèmes de communication par satellite

Les systèmes de communication par satellite (SCC) sont largement utilisés dans de nombreuses régions du monde et font désormais partie intégrante de l'infrastructure de télécommunications de la plupart des pays. Non seulement les pays industrialisés disposant d'une variété de réseaux de télécommunications modernes, mais aussi de plus en plus de pays en développement mettent en œuvre avec succès le CCC. Les nouvelles applications satellitaires permettent la création rapide de nouveaux services de diffusion et de réseaux privés.

Bien que l'utilisation commerciale des satellites de communication géosynchrones ait commencé il y a près de 25 ans, leur utilisation généralisée dans les réseaux de communication n'est devenue possible qu'au début des années 1980. La télévision, la téléphonie et la transmission de données à large bande continuent de dominer la liste des services CCC. Les systèmes modernes de communication par satellite offrent des opportunités sans précédent pour le développement de réseaux privés, l'organisation de services de communication point à point et point à multipoint.

11.6.1. Connexion satellite

Un satellite est un dispositif de communication qui reçoit des signaux d'une station terrienne (ES), amplifie et diffuse en mode diffusion simultanément vers tous les ES situés dans la plage de visibilité du satellite. Le satellite ne lance ni ne termine aucune information utilisateur, à l'exception des signaux de surveillance et de correction des problèmes techniques émergents et des signaux pour son positionnement. Une transmission par satellite commence à un ES, voyage à travers le satellite et se termine à un ou plusieurs ES.

Le SSN se compose de trois parties de base : le segment spatial, la partie signal et le segment sol (Fig. 1). Le segment spatial couvre la conception de satellites, le calcul d'orbite et le lancement de satellites. La partie signal comprend les questions du spectre de fréquence utilisé, l'influence de la distance sur l'organisation et le maintien de la communication, les sources d'interférence du signal, les schémas de modulation et les protocoles de transmission. Le segment sol comprend le placement et la conception de l'ES, les types d'antennes utilisées pour diverses applications, les schémas de multiplexage qui fournissent un accès efficace aux canaux satellites. Le segment spatial, la partie signal et le segment terrestre sont abordés dans les sections suivantes.

Avantages et limites du CCC

Les CCC ont des caractéristiques uniques qui les distinguent des autres systèmes de communication. Certaines caractéristiques offrent des avantages qui rendent les communications par satellite attrayantes pour un certain nombre d'applications. D'autres créent des restrictions inacceptables dans la mise en œuvre de certaines tâches appliquées.

SSS présente plusieurs avantages :

Coûts durables. Le coût de la transmission par satellite sur une connexion ne dépend pas de la distance entre le SE émetteur et le SE récepteur. De plus, tous les signaux satellites sont diffusés. Le coût de la transmission par satellite reste donc le même quel que soit le nombre d'ES récepteurs. Large bande passante. Petit risque d'erreur. Du fait que les erreurs sur les bits sont très aléatoires dans la transmission par satellite numérique, des schémas statistiques efficaces et fiables pour leur détection et leur correction sont utilisés.

Nous soulignons également un certain nombre de limites à l'utilisation de CCC :

Retard important. La grande distance entre l'ES et un satellite en orbite géosynchrone entraîne un délai de propagation de près d'un quart de seconde. Ce retard est assez sensible avec une connexion téléphonique et rend l'utilisation des canaux satellites extrêmement inefficace lorsque la transmission des données n'est pas adaptée au CCC. Dimensions AP. Un signal satellite extrêmement faible atteignant l'ES à certaines fréquences (en particulier pour les satellites d'anciennes générations) oblige à augmenter le diamètre de l'antenne ES, compliquant ainsi la procédure de placement de la station. Protection contre l'accès non autorisé aux informations. La diffusion permet à tout ES syntonisé sur la fréquence appropriée de recevoir des informations diffusées par le satellite. Seul le cryptage des signaux, souvent assez complexe, protège les informations contre les accès non autorisés. Ingérence. Les signaux satellites fonctionnant dans les bandes Ku ou Ka (plus d'informations ci-dessous) sont extrêmement sensibles aux intempéries. Les réseaux satellites fonctionnant dans la bande C sont sensibles aux signaux micro-ondes. Les interférences dues aux intempéries dégradent les performances de transmission dans les bandes Ku et Ka pendant des périodes allant de quelques minutes à plusieurs heures. Les interférences dans la bande C limitent le déploiement des points d'accès dans les zones de résidence à forte concentration de résidents.

L'influence des avantages et limitations mentionnés sur le choix des systèmes satellitaires pour les réseaux privés est assez importante. La décision d'utiliser le CCC plutôt que les réseaux terrestres distribués doit à chaque fois être économiquement justifiée. Les réseaux de communication à fibre optique deviennent de plus en plus compétitifs pour les SSN.

11.6.2. Segment spatial

Les satellites de communication modernes utilisés dans les SSS commerciaux occupent des orbites géosynchrones, dans lesquelles la période de l'orbite est égale à la période de la marque à la surface de la Terre. Cela devient possible lorsque le satellite est placé au-dessus d'un endroit donné sur la Terre à une distance de 35800 km dans le plan de l'équateur.

La haute altitude nécessaire pour maintenir une orbite géosynchrone des satellites explique l'insensibilité à la distance des réseaux satellitaires. La longueur du trajet d'un point donné sur la Terre à travers un satellite sur une telle orbite jusqu'à un autre point sur la Terre est quatre fois la distance à la surface de la Terre entre ses deux points les plus éloignés.

À l'heure actuelle, l'arc orbital le plus densément occupé est de 76 ° (environ; 67 ° par 143 ° W). Les satellites de ce secteur assurent la communication entre les pays d'Amérique du Nord, Centrale et du Sud.

Les principaux composants d'un satellite sont ses éléments structurels; systèmes de contrôle de position, alimentation électrique; télémétrie, suivi, commandes ; émetteurs-récepteurs et antenne.

La structure du satellite assure le fonctionnement de tous ses composants. Laissé à lui-même, le satellite finirait par entrer dans des rotations aléatoires, devenant un appareil de communication inutile. La stabilité et l'orientation souhaitée de l'antenne sont prises en charge par le système de stabilisation. La taille et le poids du satellite sont principalement limités par les capacités des véhicules, les besoins en panneaux solaires et la quantité de carburant pour le support de vie du satellite (généralement pendant dix ans).

L'équipement de télémétrie du satellite est utilisé pour transmettre des informations sur sa position à la Terre. S'il est nécessaire de corriger la position, les commandes correspondantes sont transmises au satellite, à la réception desquelles l'équipement électrique est allumé et la correction est effectuée.

La largeur de la ligne

La bande passante (bandwidth) d'un canal satellite caractérise la quantité d'informations qu'il peut transmettre par unité de temps. Un émetteur-récepteur satellite typique a une bande passante de 36 MHz à des fréquences de 4 MHz à 6 MHz.

Typiquement, la bande passante du canal satellite est grande. Par exemple, un canal de télévision couleur occupe une bande passante de 6 MHz. Chaque émetteur-récepteur sur les satellites de communication modernes prend en charge une bande passante de 36 MHz, le satellite transportant 12 ou 24 émetteurs-récepteurs, ce qui donne respectivement 432 MHz ou 864 MHz.

Spectre de fréquences

Les satellites de communication doivent convertir la fréquence des signaux reçus de l'ES avant de les relayer vers l'ES, donc le spectre de fréquence du satellite de communication est exprimé en paires. Parmi les deux fréquences de chaque paire, la plus basse est utilisée pour la transmission du satellite vers l'ES (vers l'aval), la plus haute est utilisée pour la transmission de l'ES vers le satellite (vers l'amont). Chaque paire de fréquences est appelée une bande.

Les chaînes satellite modernes utilisent le plus souvent l'une des deux bandes suivantes : la bande C (du satellite à l'ES dans la région des 6 GHz et retour dans la région des 4 GHz) ou la bande Ku (14 GHz et 12 GHz, respectivement). Chaque bande de fréquence a ses propres caractéristiques orientées vers différentes tâches de communication (tableau 1).

La plupart des satellites actifs utilisent la bande C. Une transmission en bande C peut couvrir une grande partie de la surface terrestre, ce qui rend les satellites particulièrement adaptés aux signaux de diffusion. D'autre part, les signaux en bande C sont relativement faibles et nécessitent des antennes développées et plutôt coûteuses sur l'ES. Une caractéristique importante des signaux en bande C est leur immunité au bruit atmosphérique. L'atmosphère terrestre est presque transparente aux signaux dans la bande 4/6 GHz. Malheureusement, ce même facteur rend également les signaux en bande C mieux adaptés aux transmissions hertziennes terrestres point à point qui corrompent les signaux satellites plus faibles. Cette circonstance oblige à placer des points d'accès utilisant la bande C pendant la transmission à plusieurs kilomètres des centres urbains et des zones densément peuplées.

La transmission en bande Ku a les propriétés opposées. Le faisceau de cette transmission est puissant et étroit, ce qui rend la transmission idéale pour les connexions point à point ou point à multipoint. Les signaux hertziens terrestres n'interfèrent en aucune façon avec les signaux en bande Ku, et les points d'accès en bande Ku peuvent être placés dans les centres-villes. La puissance élevée inhérente aux signaux en bande Ku permet de se contenter d'antennes ES plus petites et moins chères. Malheureusement, les signaux en bande Ku sont extrêmement sensibles aux conditions atmosphériques, en particulier au brouillard et aux fortes pluies. Bien que de tels événements météorologiques soient connus pour affecter une petite zone pendant une courte période, les résultats peuvent être assez graves si ces conditions coïncident avec le HHP (heure de pointe, par exemple 16 h, vendredi midi).

Transmission voix et données

Le multiplexage par répartition en fréquence (FDM) est largement utilisé pour multiplexer plusieurs canaux vocaux ou de données sur un seul émetteur-récepteur satellite.

En FDM, la forme d'onde de chaque signal téléphonique individuel est filtrée pour limiter la bande passante à la plage de fréquences audio entre 300 et 3400 Hz, puis convertie. Les douze signaux de canal sont ensuite multiplexés en un signal composite en bande de base. Chaque groupe est composé de signaux téléphoniques placés dans des intervalles d'une largeur de bande de 4 kHz. Ensuite, plusieurs groupes sont remultiplexés et forment un grand groupe, qui peut contenir à partir du 01.01.01 des canaux vocaux individuels.

Le multiplexage temporel (TDM) est une autre technique de transmission de voix et/ou de données sur un seul canal. Alors que le FDM attribue des segments de fréquence séparés dans toute la bande pour la transmission de la voix (ou des données), le TDM transmet sur toute la bande de fréquence allouée. Dans le canal sortant, les périodes de temps de base répétitives, parfois appelées trames (trame), sont divisées en un nombre fixe de cycles, qui sont alloués séquentiellement pour signaler les canaux vocaux entrants et les canaux de données. Pour se protéger contre une éventuelle perte d'informations, des périphériques de stockage (tampons) sont utilisés.

Système Aloha

L'impact du protocole d'accès multiple Aloha (également connu sous le nom de système Aloha) développé à l'Université d'Hawaï au début des années 1970 sur le développement des réseaux satellitaires et locaux ne peut être surestimé.

Dans ce système, les points d'accès utilisent la transmission de paquets sur un canal satellite commun. Chaque ES ne peut transmettre qu'un seul paquet à la fois. Étant donné que le satellite se voit attribuer le rôle de relais par rapport aux paquets, chaque fois qu'un paquet d'un ES atteint le satellite alors qu'il diffuse un paquet d'un autre ES, les deux transmissions se chevauchent (interfèrent) et se "détruisent". Une situation conflictuelle survient et doit être résolue.

Dans une première version du système Aloha, connue sous le nom de "système Aloha pur", les points d'accès peuvent commencer la transmission à tout moment. Si, après le temps de propagation, ils écoutent leur transmission réussie, ils concluent qu'ils ont évité une situation de conflit (c'est-à-dire qu'ils reçoivent ainsi une réception positive). Sinon, ils savent qu'un chevauchement s'est produit (ou peut-être qu'une autre source de bruit a fonctionné) et ils doivent retransmettre (c'est-à-dire recevoir un accusé de réception négatif). Si les points d'accès immédiatement après avoir écouté répètent leurs programmes, ils tomberont sûrement à nouveau dans une situation de conflit. Une sorte de procédure de résolution de conflit est nécessaire afin d'introduire des retards de retransmission aléatoires et d'espacer les paquets en conflit dans le temps.

Une autre version du système Aloha consiste à diviser le temps en segments - des fenêtres dont la longueur est égale à la longueur d'un paquet pendant la transmission (on suppose que tous les paquets ont la même longueur). Si nous exigeons maintenant que la transmission des paquets ne commence qu'au début de la fenêtre (le temps est lié au satellite), nous obtiendrons un double gain d'efficacité d'utilisation du canal satellite, puisque les chevauchements sont limités à la longueur d'une fenêtre (au lieu de deux, comme dans un système Aloha pur) . Ce système est appelé système Aloha synchrone (Figure 2).

Figure 2. Période de vulnérabilité du système Aloha.

La troisième approche est basée sur la réservation de fenêtres temporelles à la demande de l'AP.

Les lecteurs familiarisés avec les protocoles d'accès multiple LAN reconnaîtront que le système Aloha décrit est un précurseur du protocole d'accès multiple avec détection de porteuse avec détection de collision (CSMA-CD) utilisé sur les réseaux Ethernet. Une caractéristique du protocole CDMA-CD est la capacité de détecter rapidement les conflits (en l'espace d'une micro - et même nanosecondes) et d'arrêter instantanément la transmission. Sur les canaux satellitaires, en raison du long temps de propagation, il est malheureusement impossible d'arrêter rapidement la transmission de paquets manifestement corrompus.

Une autre amélioration du système Aloha peut être la priorisation des points d'accès avec une intensité de charge élevée.

Segment sol

Le développement technologique a conduit à une réduction significative de la taille de l'AP. Au stade initial, le satellite ne dépassait pas plusieurs centaines de kilogrammes, et les ES étaient des structures géantes avec des antennes de plus de 30 m de diamètre. Les satellites modernes pèsent plusieurs tonnes et les antennes, souvent de moins de 1 m de diamètre, peuvent être installées dans une grande variété d'endroits. La tendance à la réduction de la taille du PA, associée à la simplification de l'installation des équipements, conduit à une diminution de son coût. À ce jour, le coût de l'AP est peut-être la principale caractéristique qui détermine l'utilisation généralisée du CCC. L'avantage des communications par satellite repose sur la desserte d'utilisateurs géographiquement éloignés sans frais supplémentaires de stockage intermédiaire et de commutation. Tout facteur réduisant le coût d'installation d'un nouveau point d'accès encouragera certainement le développement d'applications orientées vers l'utilisation de SSS. Les coûts relativement élevés du déploiement de l'ES permettent aux réseaux terrestres à fibre optique, dans certains cas, de concurrencer avec succès le SSN.

Par conséquent, le principal avantage des systèmes satellitaires est la possibilité de créer des réseaux de communication qui fournissent de nouveaux services de communication ou d'étendre ceux qui existent déjà, tandis que d'un point de vue économique, l'avantage du SSN est inversement proportionnel au coût de l'ES.

Selon le type, l'ES a des capacités d'émission et/ou de réception. Comme on l'a déjà noté, pratiquement toutes les fonctions intelligentes des réseaux à satellite sont exécutées dans l'ES. Parmi eux - l'organisation de l'accès aux réseaux satellitaires et terrestres, le multiplexage, la modulation, le traitement du signal et la conversion de fréquence. Enfin, notons que la plupart des problèmes de transmission par satellite sont résolus par les équipements 3S.

Il existe actuellement quatre types de points d'accès. Les plus complexes et les plus coûteux sont les ES orientés vers une forte intensité de charge utilisateur avec un débit très élevé. Les stations de ce type sont conçues pour desservir des populations d'utilisateurs qui ont besoin de lignes de communication à fibre optique pour fournir un accès normal à l'ES. De tels points d'accès coûtent des millions de dollars.

Les stations de débit moyen sont efficaces pour desservir les réseaux privés des entreprises. Les tailles de tels réseaux ES peuvent être très diverses selon les applications mises en œuvre (voix, vidéo, transmission de données). Il existe deux types de CCC d'entreprise.

Un CCC d'entreprise avancé avec un investissement en capital important prend généralement en charge des services tels que la vidéoconférence, le courrier électronique, la vidéo, la voix et les données. Tous les points d'accès d'un tel réseau ont une bande passante également importante et le coût de la station atteint 1 million de dollars.

Un type de réseau d'entreprise moins coûteux est le CCC d'un grand nombre (jusqu'à plusieurs milliers) de microterminaux (VSAT - Very Small Aperture Terminal) connectés à un ES principal (MES - Master Earth Station). Ces réseaux se limitent généralement à la réception/transmission de données et à la réception de services audio-vidéo sous forme numérique. Les microterminaux communiquent entre eux par transit avec traitement via le point d'accès principal. La topologie de tels réseaux est en forme d'étoile.

Le quatrième type de PA est limité par les possibilités de réception. C'est l'option de gare la moins chère, car ses équipements sont optimisés pour la fourniture d'un ou plusieurs services spécifiques. Ce point d'accès peut être orienté pour recevoir des données, de l'audio, de la vidéo ou des combinaisons de ceux-ci. La topologie est également en étoile.

Le consortium Intelsat (The International Telecommunications Satellite Organization) - le plus ancien et le plus important - a été formé en 1965 pour fournir aux États membres du consortium (principalement des pays en développement) des technologies de communication modernes. Intelsat est une organisation qui compte plus de 120 pays membres à part entière et environ 60 pays membres associés.

Le premier satellite commercial, Early Bird, a été lancé en orbite par Intelsat en avril 1965. En juin de cette année-là, le satellite avait officiellement commencé à transmettre plus de 240 canaux téléphoniques, ce qui équivaut à un canal de télévision en bande passante. Intelsat est rapidement devenu le plus grand STS avec 18 satellites répartis sur les océans Atlantique, Indien et Pacifique. À l'heure actuelle, les satellites de base d'Intelsat sont les Intelsat VIII et Intelsat-K les plus puissants, qui sont nettement supérieurs dans leurs caractéristiques au premier Early Bird. Ainsi, même en comparaison avec Intelsat VI, équipé de 48 émetteurs-récepteurs, Intelsat VIII dispose de 36 bandes C et 10 bandes Ku et prend en charge des centaines de milliers de canaux téléphoniques. Le prix d'un satellite pour une chaîne est passé de 100 000 $ à plusieurs milliers, et le prix d'une minute d'utilisation d'une chaîne par un abonné, qui était auparavant de 10 $, est tombé à 1 $. La puissance des batteries solaires Intelsat VIII est de 4 kW, c'est-à-dire qu'elle a augmenté de 54% par rapport à Intelsat VI et, par conséquent, de 4 fois par rapport à Intelsat V.

Le consortium Eutelsat (The European Telecommunications Satellite Organization) a été créé en 1977 pour transporter les appels téléphoniques et les programmes de télévision européens sur le continent. En 1994, 36 pays européens étaient membres d'Eutelsat, actuellement les pays d'Europe de l'Est deviennent membres à part entière du consortium.

Le programme technologique actuel d'Eutelsat est basé sur les puissants satellites Eutelsat II, et sera recentré à partir de 1998 sur les satellites Eutelsat III de troisième génération, offrant des capacités opérationnelles renforcées et destinés à être utilisés dans la première décennie du siècle prochain.

Le consortium Inmarsat (The International Marine Satellite Organization) a été créé en 1979 à la demande de l'Organisation maritime internationale (OMI), dont le siège est à Londres, pour organiser les communications par satellite pour les objets mobiles (navires et aéronefs). L'organisation comprend 64 États, contient 20 grands points d'accès fixes situés dans le monde entier et vous permet de desservir simultanément jusqu'à 10 000 objets en mouvement.

Tendances technologiques

Les récents progrès technologiques dans le domaine des communications par satellite indiquent le grand potentiel du CCC dans l'expansion de la capacité des canaux de transmission, le développement et la mise en œuvre de nouveaux services de communication. L'avenir de CCC réside dans les applications de diffusion à large bande et les systèmes mobiles par satellite.

De nouveaux membres rejoignent activement les rangs de grands consortiums et organisations axés sur les satellites géosynchrones, offrant des services de réseau de communication mobile et utilisant des systèmes satellitaires en orbite terrestre basse (LEO - Low Earth Orbit). Les systèmes LEO, développés par un certain nombre d'entreprises américaines, utilisent un grand nombre de satellites légers sur des orbites inférieures à 2 000 km pour fournir des services de messagerie, de voix, de localisation et de communications d'urgence entre terminaux mobiles. Contrairement aux réseaux mobiles cellulaires terrestres, dans lesquels l'abonné se déplace séquentiellement à travers de petites cellules adjacentes, dans le système LEO, une telle "cellule" n'est limitée que par l'horizon de la terre. L'orbite satellite basse réduit considérablement la latence par rapport aux systèmes orientés vers des orbites satellites géosynchrones.

L'un des projets les plus ambitieux du système LEO est le système Iridium développé par Motorola, qui comprend 66 satellites pour fournir des communications vocales radiotéléphoniques bidirectionnelles. En principe, il n'y a pas d'obstacles techniques au déploiement complet du système Iridium, mais la nature mondiale et la capacité à fonctionner en dehors des réseaux téléphoniques nationaux nécessitent une étude préalable et la mise en place des barrières réglementaires nécessaires. Un certain nombre d'entreprises ont réalisé des investissements majeurs dans le projet Iridium, notamment Motorola, Nippon Iridium, Lockheed/Raytheon, Sprint et China Great Wall Industry.

Parmi les autres grands projets de systèmes LEO, on note Globalstar, Odyssey, Ellipso et Aries.

En conclusion, notons que les SSN sont constamment et jalousement comparés aux réseaux de communication à fibre optique. L'introduction de ces réseaux s'accélère en raison du développement technologique rapide des domaines concernés de la fibre optique, ce qui soulève des questions sur le sort du SSN. Conseillons aux fans de communications par satellite de rester optimistes : les transformations évolutives/révolutionnaires sont également sujettes aux transformations évolutives/révolutionnaires, comme on pouvait s'y attendre, et CCC. Par exemple, le développement et, surtout, la mise en œuvre du codage de concaténation (composite) réduit considérablement la probabilité d'une erreur de bit non corrigée, ce qui, à son tour, permet de surmonter le principal problème de CCC - le brouillard et la pluie. Brr !

On entend par surveillance opérationnelle les tâches de télédétection de la Terre avec une résolution supérieure à 10 m par pixel, c'est-à-dire s'orientant davantage vers un décodage thématique de 1 : et des échelles plus petites que vers des échelles détaillées (échelles supérieures à 1 : catographique et topographique Tâches.

Spot Image (France - une série de satellites SPOT) et Space Imaging EOSAT (États-Unis - une série de satellites LandSat), qui détient également les droits exclusifs de mise en œuvre des données de la série de satellites indiens IRS, sont des leaders dans la mise en œuvre de l'imagerie spatiale. Les satellites russes de la série Resurs-0 ont 3 satellites (SPOT - 3, LandSat - 5).

La série IRS est équipée d'un scanner WIFS qui fournit une imagerie spectrale avec une résolution de 180 m, MSU-SK avec Resurs-03 fournit 150 M. L'américain Resourse-21 a annoncé qu'il est équipé d'une caméra avec une résolution de 10, 20 et 100 m.

Le segment terrestre des principaux programmes spatiaux comprend jusqu'à deux douzaines de complexes de réception situés dans le monde entier, coûtant jusqu'à plusieurs millions de dollars.

Aujourd'hui, il y a un intérêt explosif pour la télédétection. De nouveaux pays proposent des programmes (Inde, Allemagne, Chine, Israël).

s'il y a des caméras traditionnelles, les films capturés sont déposés au sol dans des conteneurs

s'il y a des caméras électroniques (comme celle de Grudin, mais avec une meilleure résolution), alors les informations peuvent être transmises via un canal de télécommunication

s'il y a des réseaux ou des lignes de photodétecteurs, alors les données sont transmises par télécom. canal vers la terre