Нові знімки землі з космосу. Космічні знімки

Зі змінами, тут публікується в оригінальному вигляді.

Максим Дубінін ( [email protected]сайт)

Однією зі стандартних «підкладок» для відображення об'єктів, процесів та подій є картографічна інформація. Один з її різновидів – супутникові або космічні знімки, або коректніше, дані дистанційного зондуванняоскільки вони можуть бути отримані не тільки з космосу, але і, наприклад, з апаратів повітряного базування. Революцію в цій галузі, що призвела до зміни світового інформаційного «ландшафту» 2005 року. компанія Google. Вона надала першу глобальну, доступну кожному користувачеві мережі Інтернет картку, а також як набір космічних знімків. Увага користувачів виявила значний інтерес до подібної інформації. За різними оцінками, вже в 2008 році лише програма Google Планета Земля (Google Earth) була завантажена 200-400 мільйонів разів. Michael Jones, 2008, Geoweb 2008 keynote speech]. За минулі з 2005 року 6 років на ринок вийшли й інші, не менш амбітні гравці, що розвивають як глобальні, так і регіональні сервіси, що використовують різні набори картографічних даних, отримані з різних джерел, але як правило, що супроводжуються картиною світу з космосу.

Найбільш відомими картографічними сервісами, де розміщено велику кількість даних із супутників, є проекти Google Maps, Bing Maps, Yahoo! Maps, Nokia Ovi Maps. Інтернет-компанії вступають у багатомільйонні угоди з компаніями-постачальниками супутникових даних із космосу і починають купувати компанії-постачальники даних дистанційного зондування та обладнання. Так, Google у 2007 р. купує ImageAmerica, Microsoft ще раніше, у 2006 купує Vexel.

Поділ картографічної та космічної інформації не випадковий. Перша є більш рафінованою моделлю реальності, друга – безпосереднім її зліпком. Над першою працюють сотні компаній по всьому світу, що збирають, перевіряють, що наносять на карту зібрану інформацію, друга є долею набагато меншої кількості, фактично одиниць державних та комерційних постачальників здатних запускати дорогі супутники або виробляти складну апаратуру для прийому даних. Появи докладної карти свого міста чи села багатьом все ще доводиться чекати іноді роками, супутниковими даними багаторазово покрита вся територія Землі. Залежно від дозволу, зрозуміло, такі дані також можуть бути більш-менш доступними, але для того, щоб показати актуальну картину цілого міста у високій деталізації, досить кілька знімків. Продовжуються запуски нових супутників дистанційного зондування, які надають можливість побачити дедалі більшу кількість деталей, перевагами космічних технологійє велика оперативність і охоплення за великого ступеня автономності.

Активна робота з доставки користувачам даних йде не лише на глобальному, а й регіональному рівні. Зараз це називають новим терміном «геопортал», їх створили багато країн світу і вони підтримуються на державному рівні. Стійкого визначення поняття «геопортал» поки що не існує, десь це засіб обміну самими геоданими, десь – метаданими (інформації про інформацію), десь навіть засіб створення геоданих.

• Геопортал Франції (http://www.geoportail.fr);
• Геопортал INSPIRE, Європейська комісія, http://www.inspire-geoportal.eu/index.cfm/pageid/341
• Хорватії: www.geo-portal.hr
• Фінляндії: http://www.paikkatietoikkuna.fi/web/fi/
• Індії: http://gisserver.nic.in/
• Люксембург: http://www.geoportal.lu/Portail/index.jsp?lang=en
• Норвегії: http://gammel.geonorge.no/Portal/
• Сербії: http://www.geosrbija.rs/
• Швейцарії: http://www.geo.admin.ch/

У Росії єдиного державного геопорталу поки немає, але ряд комерційних компаній також надає доступ до даних із космосу та картографічної інформації:

• Яндекс.Карти: http://maps.yandex.ru/
• Космознімки: http://kosmosnimki.ru/
• Мапи Mail.ru: http://maps.mail.ru/

Йде активність і на регіональному рівні, хоча кількість гідних прикладів поки не така велика:

• Геопортал електронного уряду Самарської області: http://geoportal.samregion.ru/samobl
• Геопортал Білгородської області: http://www.map31.ru
• Геопортал Уральського регіону: http://www.geourfo.ru
• Геопортал Воронезької області: http://map.govvrn.ru:8080

Ряд сервісів, що використовують космічні знімки, надається державними структурами:

1. Геопортал Мінприроди (http://fires.rfimnr.ru/api/index.html) - доступна інформація про природні території Росії, що особливо охороняються (у тому числі опубліковані актуальні космічні знімки). Також на ресурсі розміщені супутникові мозаїки міста Сочі, байкальського регіону, дані про пожежну обстановку;
2. Публічна кадастрова карта (http://maps.rosreestr.ru/Portal/) – довідково-інформаційний сервіс для надання користувачам відомостей Державного кадастру нерухомості на територію Росії. Доступні супутникові знімкияк базова підкладка, поверх якої відображаються контури меж кадастрового поділу.
3. Відкритий відомчий геопортал Роскосмосу: http://geoportal.ntsomz.ru/ - дані про космічну зйомку з вітчизняних та зарубіжних супутників.

До недавнього часу, багато хто з можливих способівзастосувань знімків залишалися прерогативою держави, та її технологічне і понятійне відставання у застосуванні нових технологій призвело до того, що активніше реалізовувати ці можливості стала громадськість та недержавні організації. Оскільки космічні знімки є, як правило, невідредагованою картиною світу, вони можуть використовуватися для створення продуктів і сервісів, які дозволяють контролювати діяльність компаній і держави, створювати альтернативні джерела інформації для перевірки офіційної статистики.

Унікальність ситуації у тому, що Інтернет дозволяє користувачеві бути як споживачем інформації, а й її творцем. Як і в багатьох інших сферах порушених Інтернетом у дистанційному зондуванні також починається епоха UGC (user-generated content, зміст, що створюється самими користувачами) та його особливий випадок – VGI (volunteered geographic information, географічна інформація створювана користувачами). Поява в широкому доступі космічних даних вже призвела до запуску проектів, що використовують ці дані як підкладку, і рахунок таких проектів вже йде на тисячі. Поступово починають з'являтися і проекти, що безпосередньо аналізують дані з космосу на предмет виявлення різних процесів, явищ та об'єктів. Проте, що більш високотехнологічної чи наукової вважається галузь знань, то скептично прийнято ставиться до участі у роботі зі специфічною інформацією звичайних користувачів. Тим не менш, радикальне покращення доступу до даних, методології та програмного забезпечення змінило правила гри та щодо космічних знімків. Дешифрування знімків перестає бути прерогативою експертів, зараз спробувати себе у ролі дешифрувальника може кожен.

Одне з перших логічних застосування величезного масиву космічних даних і не менш величезної армії користувачів - виробництво картографічної інформації. Так з'явилися проекти OpenStreetMap, Google MapMaker та Народна карта Яндекса, де десятки тисяч користувачів створюють картографічні дані щодо космічних знімків. Одна з головних переваг карт створюваних самими користувачами – швидкість реакції, з якою навряд чи можуть зрівнятися надмірно зарегульовані та бюрократизовані державні та орієнтовані на прибуток комерційні організації. Завдяки оперативно наданим космічним знімкам результати картування учасниками OpenStreetMap наслідків землетрусів у Гаїті та Чилі з'явилися в перші дні після трагедії та використовувалися в тому числі й рятувальниками, оскільки іншої картографічної основи просто не було [Рятувальники на Гаїті використовують OpenStreetMap]. Крім створення картографічної основи, почали з'являтися і послуги, що активно залучають громадську участь і доповнюють державні наглядові та контролюючі органи.

У 2009 р. Грінпіс Росії запустив проект Леснадзор, що дозволяє, використовуючи карту, повідомити про незаконні рубки, захоплення земель та інші порушення, доклавши крім інформації про місце розташування передбачуваного порушення фотографію та опис. За 2 роки існування проекту залишено 361 повідомлення. Російська група проекту Letsdoit відзначає на картах місця звалищ. Мабуть найвідомішим явищем у цій галузі є Ushahidi/Crowdmap – відкрита програмна платформа створена однойменною компанією та призначена для оперативного збору та візуалізації інформації, у тому числі просторової, соціальних мереж, СМС. Ushahidi проявила себе в кризових подіях: землетрусах на Гаїті, Чилі, Новій Зеландії, анти-урядових демонстраціях на Близькому Сході та лихах в Японії [Проекти з використанням Ushahidi]. Інформація, що збирається за допомогою широкого загалу, в тому числі демонструвалася на картах, показуючи розташування життєво важливих об'єктів, джерел води, палива, пунктів медичного обслуговування і т.д. У Росії платформа Ushahidi використовувалася проектом Карта допомоги [Карта допомоги] постраждалим від природних пожеж 2010 року.

Крім простого споглядання знімків на предмет цікавих незвичайних об'єктів та використання знімків і карт як географічної підклади, поступово починають з'являтися проекти з планомірного, регулярного спостереження – моніторингу природних об'єктів та процесів та наслідків діяльності людини. Дані дистанційного зондування поступово стають тим, чим вони не могли не стати після їх появи в Інтернеті - засобом контролю за виконанням зобов'язань та законодавства компаніями та державою з боку громадськості, компаній та державних служб. Як правило, поява подібних проектів пов'язане з негативними природними явищами та впливом людини.

Візьмемо, наприклад, природні пожежі. Теоретично, використовуючи інформацію оперативного супутникового моніторингу стежити за пожежною обстановкою в регіоні, аналізувати динаміку горіння за період, за щоденними знімками з космосу, оцінювати напрямок переміщення димних шлейфів тепер може кожен бажаючий, наприклад використовуючи сервіс «Космознімки». У сезон пожеж 2010 р. кілька десятків учасників проекту OpenStreetMap використовуючи актуальну космічну зйомку, надану компанією Сканекс, здійснювали картування кордонів згорілих територій. Вироблена інформація щодо якості не могла зрівнятися з результатами державної системою моніторингу пожеж (ІСДМ Рослісгосп), що створюється професіоналами [ІСДМ Рослісгосп], але відкритість даних дозволила надалі використати результати для їх поліпшення та проведення незалежної оцінки площ згорілих територій.

На жаль, незважаючи на низку цікавих сервісів, держава поки що не йде в ногу з часом і накладає велику кількість обмежень, що заважають інтенсивному розвитку систем моніторингу. Незважаючи на заяви офіційних осіб і очевидну невідповідність сучасної дійсності (дані надвисокої роздільної здатності відкрито доступні на багатьох згаданих вище сайтах), до цих пір з даними з роздільною здатністю краще двох метрів застосовується режим секретності. Хоча контролювати появу таких даних на території РФ на зарубіжних сайтах держава не може, обмежувати російські компанії у проведенні такої зйомки намагається [Суд відклав на 4 серпня скаргу у справі про заборону зйомки Землі з високою роздільною здатністю]. Ліцензія «на держтаємницю», ліцензія на космічну діяльність, ліцензія на картографічну діяльність, - такий набір «паперового» навантаження сьогодні необхідний хіба що при допуску до вирішення питань, як мінімум, національної безпеки країни. З одним лише уточненням – в інформаційно та економічно розвинених країнах. Однак, в Росії вони знадобляться будь-якій організації, що серйозно займається картографічними проектами. Це обмежує конкуренцію і не пускає в область молоді та здібні колективи. Інше негативне наслідок обмежень - неможливість створення по-справжньому ефективної незалежноїсистеми моніторингу. Перемагати в державних тендерах будуть організації, що перебувають у добрих відносинах із спец- та іншими службами, а не справжні експерти. Зокрема, "зелені" організації отримувати доступ до держтаємниці не будуть і формально проводити моніторинг за даними високого дозволу не зможуть. А якщо все-таки наважаться провести його, то при великому ступені "незручності" висновків, можливість натрапити на питання "на якій підставі ви таку діяльність ведете" буде до 100%. Тому держава продовжує проводити конкурси із закупівлі даних із подібними вимогами, наприклад, влітку 2011-го ФГУП «Рослесінфорг» оголосив тендери з постачання. цифрової інформаціїкосмічної зйомки на площі понад 200 млн га. Зважаючи на те, що супутниковий моніторинг лісового фонду Росії вже не перший рік здійснюється за допомогою закордонних супутників дистанційного зондування Землі, залишається незрозумілим, від кого намагаються засекретити матеріали космозйомки, вимагаючи від виконавця ліцензію «на держтаємницю».

Планується також розширення роботи з високодетальними знімками населених пунктів та сільгоспугідь Росії, які мають бути сфотографовані у високому дозволі(0,5 метра на піксель), згідно з наказом, який був підписаний міністром економічного розвитку Ельвірою Набіулліною [Росреєстр сфотографує Росію чіткіше «Яндекса» та Google]. Представники Росреєстру обіцяють, що для некомерційного використання ці дані будуть доступні безкоштовно. Як це узгоджується з режимом секретності і чи можна буде створювати на їх основі похідні продукти – покаже час.

У майбутньому експерти очікують все більшого залучення інститутів громадянського суспільства на створення механізмів контролю, що використовують географічну інформацію. Можливо, вже найближчими роками саме потреби різних громадянських тематичних спільнот і визначатимуть вектор розвитку всієї галузі зйомки Землі з космосу.

Приклади тематичних напрямів, де можливе застосування космічних даних для створення альтернативних джерелданих ( можливе врізання):

• Картографічна основа
• Розвиток інфраструктури
• Наслідків надзвичайних ситуацій
• Вирубки
• Природні пожежі
• Льодова та паводкова обстановка
• Сільськогосподарські землі, закидання та заростання земель

• Космічних знімків стало дуже багато;
• Космічні знімки стали набагато доступнішими, у тому числі мільйонам користувачів Інтернету;
• Космічні знімки стали використовуватися як підкладка тисяч проектів пов'язаних з просторовими даними;
• За рахунок власної неупередженості (на відміну від карт), знімки можуть стати ще одним інструментом незалежного контролю діяльності держави та компаній;
• Цей контроль може здійснюватися як самою державою та компаніями (конкуренція та експертиза), так і широкою громадськістю;
• Поточна нормативно-правова ситуація стримує розвиток систем моніторингу у цьому напрямі.

Обговорити на форумі

Супутникова карта Росії - знімки з високою роздільною здатністю, зроблені з космосу орбітальними станціями. Зображення, яке бачить користувач, складається з багатьох окремих знімків. Висока якість, використовуваного на орбітальних станціях, обладнання дозволило досягти найвищої якості зйомки. В результаті на екранах мобільних пристроїв, моніторах ПК нам доступні високоточні знімки високої роздільної здатності, зображення на якому дуже точне і чітке.

Супутникова карта Росії в реальному часі відображає знімки з високою роздільною здатністю. Там можна бачити практично всі російські міста. Шляхом наближення-віддалення об'єктів, переміщення курсору окремими ділянками карти, вдасться розглядати вулиці, будівлі, окремі конструкції та площі. Чим більша величина міста, тим детальнішою буде для нього ділянка супутникової карти.

Супутник карта онлайн в реальному часі 2016 рік - вивчаємо країну разом

Супутникові карти з високою роздільною здатністюонлайн 2016 - сукупність високоточних знімків, за допомогою яких можна вивчати населені пункти різної величини конкретний момент часу. Користувач, вибираючи потрібний об'єкт і масштаб, отримує його знімок в той же момент часу. Вибираючи відповідні параметри замість режиму "вид із супутника" можна вивести зображення:

• ландшафтний вигляд;
• схематичне зображення Росії, окремих її міст;
• вид із супутника - реальне зображення.

Супутникові карти високої роздільної здатності онлайн 2015-2016 років - найбільш адаптовані для користувача моделі інтерактивних карток від сервісу сайт. Вони дозволять здійснити подорожі територією всієї держави, з будь-якої точки світу. Супутники дають можливість відстежувати актуальні дані про місцезнаходження та стан тих чи тинних об'єктів з різних населених пунктів неосяжної Росії.

Аерокосмічні методи - сукупність методів неконтактної зйомки (дистанційного зондування) та вивчення Землі та її частин шляхом реєстрації та аналізу їх власного та відбитого випромінювання з літальних повітряних та космічних апаратів. Одні з основних методів отримання геозображень.

Дистанційне зондування - неконтактна зйомка Землі чи інших планет із літальних повітряних чи космічних апаратів, суден, підводних човнів.

Аерокосмічне зондування, бурхливо розвиваючись останнім часом, надало нові методи дослідження земної поверхні. Практичне використаннякосмічних знімків лежить у тематичному картографуванні та кадастрових завданнях.

Розвиток методів дистанційного зондування сприяло розвитку дешифрування та спроб автоматизувати цей процес, який нині лише частково реалізований.

11.3. Особливості зйомки із космосу

Космічні знімки отримують з висоти понад 100 км., тобто при русі носія апаратури поза атмосферою, в космічному просторі, з ракет, що пілотуються космічних кораблів і орбітальних станцій, автоматичних штучних супутниківЗемлі та інші космічні апарати.

11.3.1. Вплив параметрів орбіти

Зйомка із космосу має дві основні особливості: виконується з орбіт, параметри яких впливають на властивості знімків; виробляються з великої відстані через товщу атмосфери. Порівняно з літаком космічний апарат має обмежені можливості маневрування. Зйомку роблять із певної орбіти. Параметри орбіти та швидкість космічного кораблязазвичай відомі, тому може бути знайдено його просторове положення у заданий момент фотографування.

Орбіта має такі параметри, що впливають на знімки:

· Форма орбіт, обумовлена ​​законами небесної механіки, залежно від швидкості руху корабля, може бути круговою, еліптичною, параболічною та гіперболічною. Незамкнені параболічні та гіперболічні орбіти використовуються для виведення космічних апаратів до інших планет, а спостереження за Землею проводиться зазвичай із кругових та еліптичних орбіт (замкнутих). Для зйомки найкращі кругові орбіти, у яких висоти в перигеї та апогеї близькі. Кругова орбіта забезпечує однакову висоту зйомки земної поверхні.

· Нахилення,визначається кутом iміж площиною орбіти та площиною екватора, поділяють орбіти екваторіальні ( i=0), полярні ( i=90) та похилі. У реальних умовах через особливості гравітаційного поля Землі суворо полярних і екваторіальних орбіт (як і строго кругових) не існує, і під ними розуміють навколополярні, навколоекваторіальні (біля кругові). До похилих орбіт входять прямі (0<i<90) и обратные (90 <i <180). Это разделение зависит от направления запуска космического аппарата относительно вращения Земли.

· Висота,можна виділити три групи найчастіше використовуваних орбіт - з висотами 100-500 і км. Перша - це орбіти пілотованих кораблів і орбітальних станцій, їм найбільш характерні висоти 200-400 км. Друга включає орбіти ресурсних та метеорологічних супутників; для ресурсних супутників характерні висоти 600, 900 км., для метеорологічних км. Третя група – це орбіти геостаціонарних супутників; кутова швидкість руху супутника у яких дорівнює швидкості обертання Землі, і тому супутник рухається синхронно з підсупутниковою точкою земної поверхні. Таким чином, орбіти різної висоти забезпечують розв'язання різних знімальних завдань: низькі навколоземні орбіти використовуються для детальної фотографічної зйомки, орбіти середньої висоти – для оперативної менш детальної зйомки та віддалені геостаціонарні орбіти – для постійного спостереження за окремим районом.

· Період зверненняT . - час обороту супутника навколо Землі - також цікавий з точки зору зйомки, від нього залежить кількість витків на добу і відповідно міжвиткову відстань, що визначає можливість перекриття знімків сусідніх трас. Зазвичай супутники на навколоземних орбітах мають за швидкості 11 км/с період обігу 1.5 години, добу близько 16 витків навколо Землі. Міжвиткова відстань при цьому становить приблизно 25.5 градусів, що на екваторі відповідає 2500 км. Враховуючи, що охоплення знімків для більшості видів апаратури істотно менше (для фотографічної апаратури, наприклад, 100-200 км.), така зйомка без розривів із сусідніх витків однієї доби неможлива. Якщо траси щодобово повторюються (такі орбіти називаються добовими періодичними, що буває при періоді обігу, кратному 24 год.), то й розриви у зйомці зберігатимуться. Тому для зйомки розраховують орбіти таким чином, щоб невелике добове зміщення трас забезпечувало зйомку в добу без розривів і з деяким перекриттям. Це можливо на про квазіперіодичних орбітах з певним добовим зрушенням траси супутника на ширину зони охоплення зйомкою з урахуванням необхідного перекриття смуг огляду.

· Становище орбіти стосовно Сонцю.Для космічних зйомок велике значення має здатність орбіти зберігати постійну орієнтацію Сонце. Гідність таких сонячно-синхронних орбіт, у яких кут між площиною орбіти і напрямом на сонці залишається постійним, полягає в тому, що вони забезпечують однакову освітленість земної поверхні вздовж траси польоту космічного апарату.

Таким чином, для глобальної зйомки Землі доцільно використовувати орбіти, що одночасно є круговими, полярними, квазіперіодичними та сонячно-синхронними. В інтервалі висот кілометрів. Ці вимоги задовольняють орбіти з 14 та 15 витками на добу та висотою близько 570, 700 та 900 км. Вони застосовуються для ресурсних супутників.

У разі наявності на борту супутника приладів, що мають різні за шириною смуги огляду (різною роздільною здатністю на місцевості), розраховуються такі орбіти, які могли б забезпечити повне покриття Землі зйомкою за допомогою кожного виду апаратури.

11.3.2. Вплив атмосфери

Зйомка з космосу ведеться через товщу атмосфери, що викликає ускладнення різного характеру: вплив хмарності, що екранує, поглинання сонячних променів певних довжин хвиль атмосферою, розсіювання променів, вплив атмосферного серпанку та ін.

· Хмарністьявляє собою найбільші перешкоди для зйомки в оптичному діапазоні. Кожного часу вона закриває понад 50% поверхні земної кулі. Деякі райони Землі залишаються закритими більшу частину року. Супутнику LandSat потенційно достатньо 18 діб, щоб покрити зйомкою поверхню Землі, але знадобилося більше 10 років для реального отримання знімків планети.

· Поглинання променів атмосфери.Навіть за безхмарного неба зйомку доводиться вести через всю товщу атмосфери, яка поглинає частину променів. Це поглинання залежить від довжини хвилі випромінювання. Зйомку виконують ті ділянки спектра, де електромагнітне випромінювання не поглинається, т. е. у про «вікнах прозорості» атмосфери. Велике вікно прозорості (0.4-1.3 мкм) посідає видимий і ближній інфрачервоний діапазон; в тепловому інфрачервоному діапазоні три вужчі вікна, і тут можливе використання обмеженого набору довжин вільний. Найбільша прозорість спостерігається за радіодіапазону. (від сотень Кгц до десятка Мгц)

· Розсіювання променів, атмосферний серпанок.Вплив атмосфери полягає також у розсіюванні променів атмосферою, неоднаковим у різних спектральних діапазонах. Атмосферний серпанок найбільш сильно проявляється в синій, блакитній зонах спектра. Вона знижує контрасти зображення на космічних знімках, спотворює колір об'єктів під час зйомки кольорової плівки. Її необхідно враховувати при фотометричних спектральних визначеннях багатозональних знімках.

11.4. Властивості космічних знімків

Найбільш універсальною формою подання інформації при космічних дослідженнях є знімок - двовимірне зображення, отримане в результаті дистанційної реєстрації технічними засобами власного або відбитого випромінювання та призначене для виявлення, якісного чи кількісного вивчення об'єктів, явищ та процесів шляхом дешифрування, вимірювання та картографування.

Космічні знімки мають велику пізнавальну цінність порівняно з аерофотознімками, оскільки мають велику оглядовість, генералізованість зображення, комплексне відображення всіх компонентів геосфери, регулярну повторюваність через певні інтервали часу, оперативність надходження інформації, можливість її отримання для об'єктів, недоступних вивченню іншими засобами.

· Огляд знімків.Космічні знімки в порівнянні з аерознімками охоплює істотно велику площу, тобто має властивості великої оглядовості. При використанні однієї і тієї ж фотографуючої системи для аерофотозйомки з висоти 5 км і космічної зйомки з висоти 250 км охоплення зйомки з космосу збільшується в 50 разів збоку знімка і в 2500 разів по площі. Один космічний знімок перекриває таку площу як аерофотознімків. При цьому великі регіони охоплюються одноразово за тих самих умов. З'являється можливість вивчення регіональних та зональних закономірностей, глобальні явища, вести дослідження у планетарному масштабі.

· Комплексне відображення компонентів геосфери.Спільне відображення різних компонентів геосфери - літосфери, гідросфери, біосфери та атмосфери - дає можливість вивчити їх зв'язки, причому набір цих компонентів збільшується і у висоту і в глибину за рахунок того, що завдяки великій висоті зйомки на космічних знімках відображаються хмари планети, а в Через генералізацію зображення на них знаходять відображення глибинні геологічні структури, які не виявляються при аероснімках. Знімки забезпечують вивчення атмосферних процесів, взаємодії атмосфери та океану, проявів гідродинаміки – течій, фронтальних зон в океані. Спільне відображення багатьох компонентів ландшафту має дві переваги - по-перше, взаємозв'язки об'єктів полегшують дешифрування, по-друге, можливість використання знімків для різних тематичних карток при комплексному картографуванні.

· Регулярна повторюваність знімків.Космічні методи забезпечують регулярну повторюваність зйомки з інтервалом роки, місяці, дні, тижні, години та хвилини, що важко реалізувати при аерозйомці.

· Знімки як моделі реальності.Крім пізнавального значення знімків, вони можуть використовуватися як модель місцевості, наприклад ландшафтної структури території. Для такого використання важливо, що за розмірністю об'єктів, що відображаються, найбільш поширені знімки з космосу з роздільною здатністю 10-100 м виявилися адекватні найважливішим рангам об'єктів географічних досліджень на земній поверхні. Інша важлива перевага моделей знімків полягає в тому, що вони є просторово-часові моделі, що дозволяють на основі просторових змін вивчить тимчасові зміни, використовуючи концепцію просторово-часових рядів.

11.4.1. Геометричні властивості знімків

Особливості проекцій космічних знімків. Існують обставини, що ускладнюють роботу зі знімками, в основному вони пов'язані з геометричними властивостями знімків, насамперед з особливістю проекцій космічних зображень.

У цьому плані космічні знімки різноманітні залежно від технології їх отримання. Для фотографічних знімків характерна центральна проекція, для сканерних (і інфрачервоних теплових та мікрохвильових знімків) - особлива проекція, близька до центральної в межах кожного рядка сканування (а при малому охопленні знімків, тобто невеликих кутах сканування - близька до ортогональної), яка ускладнюється неодномоментним отриманням знімка, оскільки під час сканування рухається носій апаратури та об'єкт зйомки (з рухом Землі). Геометрія радіолокаційних знімків залежить від відстані від знімальної апаратури до об'єкта зйомки (що фіксується під час проходження радіосигналу). У всіх цих випадках також дається взнаки кривизна земної поверхні, рельєфу поверхні.

Загального вчення про проекції космічних знімків поки що не створено, хоча розроблені системи комп'ютерної обробки знімків із супутників «Метеор-Природа», MSS та TM LandSat, SPOT, NOAA практично вирішують проблему проектного перетворення зображення на різні картографічні проекції.

Спотворення через кривизну Землі.Велике охоплення території одним знімків призводить до спотворень, пов'язаних із сферичністю земної поверхні. Для оцінки планових зміщень точок фотознімків, викликаних кривизною Землі, користуються формулою

Де x -відстань від точки до центру знімка , H -висота орбіти , R -радіус Землі , f -фокусна відстань камери , K -коефіцієнт збільшення знімка.

Для сканерних знімків подібну оцінку можна зробити за співвідношенням охоплення та висоти зйомки.

Спотворення за рельєфземної поверхні

11.5. Як працює супутник

11.5.1. Передавальні системи супутника

Базовий елемент комунікаційної системи супутника показано на рис. 11.1

Процес починається зі станції Землі, встановленої передачі і прийому сигналу від супутника, який перебуває в орбіті Землі. Кожна станція надсилає інформацію у формі високо потужних (високовольтних), високочастотних (ГГц) на супутник, який приймає та передає сигнал назад на Землю, де сигнал приймається іншими станціями на поверхні Землі в області покриття супутника. Область, де приймається сигнал прийнятної потужності з супутника називається слідом супутника (або опорної поверхнею супутника) (footprint). Система передачі від станції із Землі на супутник називається Зв'язок вгору (Uplink). Система від супутника до Землі називається Зв'язок вниз DownLink.

11.5.2. Частотні смуги супутника

Найбільш часто використовувані смуги супутника – це C-band, Ku-band та Ka-band. C-band, Ku-band - це два найбільш загальні частотні спектри, що використовуються сьогоднішніми супутниками. Існує зворотне відношення між частотою та довжиною хвилі - тобто коли частота збільшується, довжина хвилі зменшується. Коли довжина хвилі збільшується, велика антена (супутникова тарілка) необхідна прийому сигналу.

Смуга С (С-band) розташовується від 4 до 8 ГГц. Ці відносно маленькі частоти передаються при більшій у порівнянні з Ku-band та Ka-band довжиною хвилі. Це означає, що велика антена супутникова потрібна для прийому мінімальної інтенсивності, і, отже, мінімальний розмір середньої C-band антени повинен становити приблизно 2-3 метри в діаметрі.

Рис. 11.2. Супутникова антена C-Band.

Супутникова передача Ku-band відбувається на частотах від 11 до 17 ГГц. Ці відносно високі частоти передаються більш короткою хвилею, і, отже, менша антена може використовуватися для прийому мінімальної інтенсивності (сигналу). Ku-Band може використовувати 45 см антени. (Системи RSA DSS, Sony DSS).

Рис.11.3 Ku-band Sony DSS система

Ka-band передається на частотах від 20 ГГц до 30 ГГц. Це дуже високочастотна передача означає дуже маленьку довжину хвилі, і, отже, дуже маленький діаметр приймальної антени.

11.5.3. Супутники Геосинхронної земної орбіти (Гео супутник) (геостаціонарної земної орбіти)

Сьогодні переважна більшість супутників на земній орбіті розташована на мілі вище земного екватора в геосинхронній земній орбіті (ГЕО). Geosynchronous Earth Orbit), або, що іноді називається орбітою Кларка. Ця орбіта названа на честь Артура Кларка, який першим запропонував у 1945 р., щоб супутники на геосинхронній орбіті землі використовувалися у комунікаційних цілях. Як показано на рис.11.4 точне відстань орбіти становить 22238 миль, де супутник робить повне коло за 24 години. Так як такі супутники рухаються з тією ж відносною швидкістю, що й Земля, вони знаходяться нерухомо над поверхнею Землі. Тому більшість антен Землі нічого не винні рухатися за Супутником, що вони націлені на супутник.

11.5.4. Супутники середньої земної орбіти (MEO medium earth orbit)

Протягом останніх кількох років технологічний прогрес у космічній комунікації досягнув нових орбіт та побудови нових систем. Нова серія MEO супутників була випущена на орбіту радіусу 8000 миль. Сигнали передані з MEO подорожують більш короткі відстані, які переносять поліпшену інтенсивність сигналу в приймачі. Це означає, що можна використовувати дрібніші, полегшені приймальні термінали. Крім того, так як орбіта меншого радіусу, то відстані, які сигнал проходить від і до супутника менше, отже, менше і затримка передачі. Затримка передачі - це час, який потрібний сигналу, щоб пройти до супутника та назад на приймальну станцію. Для комунікацій у реальному часі що менше затримка, то краще. Наприклад, для GEO супутників потрібно 0.25 с для кругової подорожі. А для MEO супутників менше ніж 0.1 секунди. MEO оперують у діапазоні від 2 і вище ГГц.

11.5.5. Супутники нижньої земної орбіти (LEO low)

Супутники LEO поділяються на три категорії. Маленькі LEO, великі LEO та мега LEO. Супутники LEO розміщуються на орбітах із радіусом від 500 до 1000 миль. Це відносно короткий відстань зменшує час затримки до 0.05 сек. і надалі зменшиться необхідність у чутливих та громіздких приймачах. Невеликі LEO будуть діяти на частотах 800 МГц, великі LEO від 2 ГГц і вище, мега LEO будуть оперувати в діапазоні 20-30 ГГц. Більш високі частотні, асоційовані з Мега LEO, передають більше інформації в несучій, мають більші можливості для реального часу, менші затримки відео передачі. Microsoft Corporation і McCaw Cellular (зараз відома як AT&T Wireless Services) об'єдналися для розгортання 840 супутників (формувати Теледиск), з основою Мега LEO.

11.5.6. Платформи Висока висота довга тривалість (High Altitude Long Endurance )

Експериментальні HALE платформи є високоефективними та полегшеними літаками, що несуть комунікаційне обладнання, який працюватиме на дуже низькій земній орбіті геостаціонарного супутника. На висоті 7000 футів HALE платформи будуть передавати із затримками не більше 0.001 сек. Вони працюватимуть на батареях та солярці. Приймальні пристрої можна тримати в руках.

11.5.7. Орбітальні слоти

Коли супутників на геостаціонарній орбіті стає до 200 виникає питання, як зберегти супутники від зіткнень один з одним або від використання одного місця в космосі? Щоб вирішити цю проблему міжнародні організації типу International Telecommunications Union (ITU) та національні урядові організації типу Federal Communications Commission (FCC) домовляються та розміщують супутники на геостаціонарній орбіті. Ці розташування визначаються градусами довготи та відомі як орбітальні слоти. У відповідь на величезні вимоги в орбітальних слотах ITU і FCC прогресивно зменшують потрібну відстань до 2 градусів для C-band and Ku-band супутників.

11.6. Технічні аспекти систем супутникового зв'язку

Системи супутникового зв'язку (ССС) широко використовуються у багатьох регіонах світу та стали невід'ємною частиною інфраструктури телекомунікацій більшості країн. Не тільки промислово розвинені країни з різноманітними сучасними мережами телекомунікацій, але все частіше і країни, що розвиваються, успішно впроваджують ССС. Нові супутникові програми забезпечують швидке створення нових широкомовних служб та приватних мереж.

Хоча комерційне використання геосинхронних супутників зв'язку почалося майже 25 років тому, їхнє широке застосування в мережах зв'язку стало можливим лише на початку 1980-х років. Телебачення, телефонія, широкосмугова передача даних домінують у списку послуг ССС. Сучасні системи супутникового зв'язку надають безпрецедентні можливості для розвитку приватних мереж, організації служб зв'язку типу "крапка-крапка" і "крапка-множина точок".

11.6.1. Супутниковий зв'язок

Супутник - пристрій зв'язку, який приймає сигнали від земної станції (ЗС), посилює і транслює в широкомовному режимі одночасно на всі ЗС, що знаходяться в зоні видимості супутника. Супутник не ініціює і не термінує жодної користувальницької інформації за винятком сигналів контролю та корекції технічних проблем, що виникають, і сигналів його позиціонування. Супутникова передача починається в деякій ЗС, проходить через супутник, і закінчується в одній або більше ЗС.

ССС складається з трьох базисних частин: космічного сегмента, сигнальної частини та наземного сегмента (рис. 1). Космічний сегмент охоплює питання проектування супутника, розрахунку орбіти та запуску супутника. Сигнальна частина включає питання спектру частоти, впливу відстані на організацію та підтримку зв'язку, джерела інтерференції сигналу, схем модуляції та протоколів передачі. Наземний сегмент включає розміщення та конструкцію ЗС, типи антен, що використовуються для різних додатків, схеми мультиплексування, що забезпечують ефективний доступ до каналів супутника. Космічний сегмент, сигнальна частина та наземний сегмент обговорюються у наступних розділах.

Переваги та обмеження ССС

ССС мають унікальні особливості, що відрізняють їхню відмінність від інших систем зв'язку. Деякі особливості забезпечують переваги, що роблять супутниковий зв'язок привабливим для низки додатків. Інші створюють обмеження, які є неприйнятними при реалізації деяких прикладних завдань.

ССС має ряд переваг:

Стійкі витрати. Вартість передачі через супутник по одному з'єднанню не залежить від відстані між передавальної та приймаючої ЗС. Понад те, всі супутникові сигнали - широкомовні. Вартість супутникової передачі, отже, залишається незмінною незалежно кількості приймаючих ЗС. Широка смуга пропускання. Мінімальна ймовірність помилки.У зв'язку з тим, що при цифровій супутниковій передачі побітові помилки дуже випадкові, застосовуються ефективні та надійні статистичні схеми їх виявлення та виправлення.

Виділимо також низку обмежень у використанні ССС:

Значна затримка.Велика відстань від ЗС до супутника на геосинхронній орбіті призводить до затримки поширення, довжиною майже чверть секунди. Ця затримка цілком відчутна при телефонному з'єднанні і робить надзвичайно неефективним використання супутникових каналів при передачі неадаптованої для ССС даних. Розміри ЗС. Надзвичайно слабкий на деяких частотах супутниковий сигнал, що доходить до ЗС (особливо для супутників старих поколінь), змушує збільшувати діаметр антени ЗС, ускладнюючи цим процедуру розміщення станції. Захист від несанкціонованого доступу до інформації.Широкомовлення дозволяє будь-якій ЗС, налаштованій на відповідну частоту, приймати інформацію, що транслюється супутником. Лише шифрування сигналів, досить складне, забезпечує захист інформації від несанкціонованого доступу. Інтерференція.Супутникові сигнали, що діють у Ku- або Ka-смугах частот (про них нижче), вкрай чутливі до поганої погоди. Супутникові мережі, що діють у C-смузі частот, сприйнятливі до мікрохвильових сигналів. Інтерференція внаслідок поганої погоди погіршує ефективність передачі в Ku- та Ka-смугах на період від декількох хвилин до декількох годин. Інтерференція у С-смузі обмежує розгортання ЗС у районах проживання з високою концентрацією мешканців.

Вплив згаданих переваг та обмежень на вибір супутникових систем для приватних мереж є досить значним. Рішення про використання ССС, а не розподілених наземних мереж, щоразу необхідно економічно обґрунтувати. Дедалі більшу конкуренцію ССС становлять оптоволоконні мережі зв'язку.

11.6.2. Космічний сегмент

Сучасні супутники зв'язку, які у комерційних ССС, займають геосинхронні орбіти, у яких період орбіти дорівнює періоду позначки лежить на Землі. Це стає можливим при розміщенні супутника над заданим місцем Землі на відстані 35800 км у площині екватора.

Велика висота, необхідна підтримки геосинхронної орбіти супутника, пояснює нечутливість супутникових мереж до відстані. Довжина шляху від заданої точки на Землі через супутник на такій орбіті до іншої точки Землі в чотири рази більша за відстань по поверхні Землі між двома її максимально віддаленими точками.

В даний час найбільш щільно зайнята орбітальна дуга дорівнює 76о (приблизно; 67о по 143о західної довготи). Супутники цього сектора забезпечують зв'язок країн Північної, Центральної та Південної Америки.

Головними компонентами супутника є конструкційні елементи; системи управління становищем, живлення; телеметрії, трекінгу, команд; прийомопередавачі та антена.

Структура супутника забезпечує функціонування його компонентів. Наданий сам собі супутник зрештою перейшов би до випадкових обертань, перетворившись на марний для забезпечення зв'язку пристрій. Стійкість та необхідна орієнтація антени підтримується системою стабілізації. Розмір та вага супутника обмежені переважно можливостями транспортних засобів, вимогами до сонячних батарей та обсягом палива для життєзабезпечення супутника (зазвичай протягом десяти років).

Телеметричне обладнання супутника використовується передачі на Землю інформації про його положенні. У разі потреби корекції положення на супутник передаються відповідні команди, після отримання яких включається енергетичне обладнання та корекція здійснюється.

Ширина смуги

Ширина смуги (bandwidth) супутникового каналу характеризує кількість інформації, яку може передавати в одиницю часу. Типовий супутниковий приймач має ширину смуги 36 МГц на частотах від 4 МГц до 6 МГц.

Зазвичай ширина лінії супутникового каналу велика. Наприклад, один кольоровий телевізійний канал займає смугу 6 МГц. Кожен приймач на сучасних супутниках зв'язку підтримує смугу в 36 МГц, при цьому супутник несе 12 або 24 приймачів, що дає в результаті 432 МГц або 864 МГц, відповідно.

спектр частот

Супутники зв'язку повинні перетворювати частоту отриманих від ЗС сигналів перед їх ретрансляцією до ЗС, тому спектр частот супутника зв'язку виражений в парах. З двох частот у кожній парі, нижня використовується передачі від супутника до ЗС (низхідні потоки), верхня - передачі від ЗС на супутник (висхідні потоки). Кожна пара частот називається смугою.

Сучасні супутникові канали найчастіше застосовують одну з двох смуг: C-смугу (від супутника до ЗС в області 6 ГГц і назад в області 4 ГГц), або Ku-смугу (14 ГГц і 12 ГГц, відповідно). Кожна смуга частот має характеристики, зорієнтовані різні завдання зв'язку (таблиця 1).

Більшість діючих супутників використовують C-смугу. Передача С-смузі може покривати значну область земної поверхні, що робить супутники особливо придатними для сигналів широкомовлення. З іншого боку, сигнали С-смуги є відносно слабкими і вимагають розвинених і досить дорогих антен на ЗС. Важлива особливість сигналів С-смуги – їхня стійкість до атмосферного шуму. Атмосфера землі є майже прозорою для сигналів у діапазоні 4/6 ГГц. На жаль, цим же фактором обумовлено те, що сигнали С-смуги найбільше підходять для наземних двоточкових мікрохвильових передач, що псують слабші супутникові сигнали. Ця обставина змушує розміщувати ЗС, що використовують під час передачі С-смугу, за багато кілометрів від міських центрів та місць щільного проживання населення.

Передача у Ku-смузі має протилежні властивості. Промінь за такої передачі сильний, вузький, що робить передачу ідеальною для двоточкових з'єднань або з'єднань від точки до кількох точок. Наземні мікрохвильові сигнали жодним чином не впливають на сигнали Ku-смуги, і ЗС Ku-смуги можуть бути розміщені в центрах міст. Природна потужність сигналів Ku-полосы дозволяє обійтися меншими, більш дешевими антенами ЗС. На жаль, сигнали Ku-смуги надзвичайно чутливі до атмосферних явищ, особливо туману та сильного дощу. Хоча подібні погодні явища, як відомо, впливають на невелику область протягом короткого часу, результати можуть бути досить серйозними, якщо такі умови збігаються з ЧНН (година найбільшого навантаження, наприклад, 4 години пополудні, опівдні п'ятниці).

Передача мови та даних

Мультиплексування з поділом частот (FDM) широко використовується для мультиплексування декількох мовних каналів або каналів даних на один супутниковий приймач.

FDM хвильова форма кожного індивідуального телефонного сигналу фільтрується для обмеження ширини смуги діапазоном звукових частот між 300 і 3400 Гц, потім перетворюється. Далі сигнали дванадцяти каналів мультиплексуються у складовий сигнал основної лінії. Кожна група складається з телефонних сигналів, розміщених в інтервалах із шириною смуги, що дорівнює 4 кГц. Потім кілька груп повторно мультиплексуються та формують велику групу, яка може містити від 01.01.01 окремих мовних каналів.

Мультиплексування з тимчасовим поділом (TDM) - інший метод передачі мови та/або даних по одному каналу. Якщо FDM передачі мовного сигналу (або даних) призначаються окремі сегменти частоти всередині всієї смуги, у методі TDM передача ведеться по всій виділеної смузі частот. У вихідному каналі повторювані базові часові періоди, звані іноді фреймами (frame), розділені на фіксоване число тактів, які виділяються послідовно передачі сигналів вхідних мовних каналів і каналів даних. Для запобігання можливим втратам інформації використовуються накопичувачі (буфери).

Система Aloha

Вплив розробленого в Гавайському університеті на початку 1970-х протоколу множинного доступу Aloha (відомого також під назвою система Aloha) на розвиток супутникових та локальних мереж зв'язку важко переоцінити.

У цій системі ЗС використовують пакетну передачу загальному супутниковому каналу. Будь-якої миті часу кожна ЗС може передавати лише один пакет. Оскільки супутнику по відношенню до пакетів відведена роль ретранслятора, завжди, коли пакет однієї ЗС досягає супутника під час трансляції ним пакета деякої іншої ЗС, обидві передачі накладаються (інтерферують) і "руйнують" один одного. Виникає конфліктна ситуація, що вимагає вирішення.

Відповідно до раннього варіанта системи Aloha, відомої під назвою "чиста система Aloha", ЗС можуть почати передачу в будь-який момент часу. Якщо згодом поширення вони прослуховують свою успішну передачу, то укладають, що уникнули конфліктної ситуації (тобто цим отримують позитивну квитанцію). Інакше вони знають, що відбулося накладення (або, можливо, діяло якесь інше джерело шуму) і вони повинні повторити передачу (тобто отримують негативну квитанцію). Якщо ЗС відразу після прослуховування повторять свої передачі, то напевно знову потраплять у конфліктну ситуацію. Потрібна деяка процедура вирішення конфлікту для того, щоб ввести випадкові затримки при повторній передачі, і рознести пакети, що входять у конфлікт.

Інший варіант системи Aloha полягає в розбитті часу на відрізки - вікна, довжина яких дорівнює довжині одного пакета при передачі (передбачається, що всі пакети мають ту саму довжину). Якщо тепер вимагати, щоб передача пакетів починалася тільки на початку вікна (час прив'язаний до супутника), то вийде подвійний виграш в ефективності використання супутникового каналу, оскільки накладання при цьому обмежуються довжиною одного вікна (замість двох, як у чистій системі Aloha) . Ця система називається синхронною системою Aloha (рис. 2).

Рисунок 2. Період вразливості системи Aloha.

Третій підхід базується на резервуванні тимчасових вікон на вимогу ЗС.

Читачі, знайомі з протоколами множинного доступу в локальних мережах, зрозуміють, що описана система Aloha є попередником протоколу множинного доступу, що використовується в мережах Ethernet, з перевіркою несучої та виявленням конфліктів (CSMA-CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Особливість протоколу CDMA-CD полягає у можливості швидкого визначення конфліктів (протягом мікро - і навіть наносекунди) та миттєвого припинення передачі. На супутникових каналах через великий час розповсюдження оперативне припинення передачі заздалегідь зіпсованих пакетів, на жаль, неможливе.

Іншим удосконаленням системи Aloha може бути призначення пріоритетів для ЗС із великою інтенсивністю навантаження.

Наземний сегмент

Технологічний розвиток спричинив значне зменшення розмірів ЗС. На початковому етапі супутник не перевищував кількох сотень кілограмів, а ЗС були гігантськими спорудами з антенами понад 30 м у діаметрі. Сучасні супутники важать кілька тонн, а антени, які часто не перевищують 1 м в діаметрі, можуть бути встановлені в найрізноманітніших місцях. Тенденція зменшення розмірів ЗС разом із спрощенням установки обладнання призводить до зниження його вартості. На сьогоднішній день вартість ЗС є, мабуть, головною характеристикою, що визначає широке поширення ССС. Перевага супутникового зв'язку ґрунтується на обслуговуванні географічно віддалених користувачів без додаткових витрат на проміжне зберігання та комутацію. Будь-які чинники, що знижують вартість установки нової ЗС, однозначно сприяють розвитку додатків, орієнтованих використання ССС. Щодо високі витрати розгортання ЗС дозволяють наземним волоконно-оптичним мережам часом успішно конкурувати з ССС.

Отже, головна перевага супутникових систем полягає у можливості створювати мережі зв'язку, що надають нові послуги зв'язку або розширюють колишні, при цьому з економічного погляду перевагу ССС обернено пропорційно вартості ЗС.

Залежно від типу ЗС має можливості передачі та/або прийому. Як зазначалося, практично всі інтелектуальні функції у супутникових мережах здійснюються в ЗС. Серед них - організація доступу до супутника та наземних мереж, мультиплексування, модуляція, обробка сигналу та перетворення частот. Зазначимо, що більшість проблем у супутниковій передачі вирішується обладнанням ЗС.

В даний час виділяються чотири типи ЗС. Найбільш складними і дорогими є орієнтовані на велику інтенсивність навантаження користувача ЗС з дуже високою пропускною здатністю. Станції такого типу призначені для обслуговування популяцій користувача, що вимагають для забезпечення нормального доступу до ЗС волоконно-оптичних ліній зв'язку. Подібні ЗС коштують мільйони доларів.

Станції середньої пропускної спроможності ефективні обслуговування приватних мереж корпорацій. Розміри подібних мереж ЗС можуть бути різноманітними залежно від реалізованих додатків (передача мови, відео, даних). Розрізняються два типи корпоративних ССС.

Розвинена корпоративна ССС з великими капіталовкладеннями зазвичай підтримує такі послуги, як відеоконференція, електронна пошта, передача відео, мови та даних. Всі ЗС такої мережі мають однаково велику пропускну спроможність, а вартість станції сягає 1 мільйона доларів.

Менш дорогим типом корпоративної мережі є ССС великої кількості (до кількох тисяч) мікротерміналів (VSAT – Very Small Aperture Terminal) пов'язаних з однією головною ЗС (MES – Master Earth Station). Дані мережі обмежуються зазвичай прийомом/передачею даних та прийомом аудіо-відеопослуг у цифровому вигляді. Мікротермінали спілкуються між собою у вигляді транзиту з обробкою через головну ЗС. Топологія таких мереж є зіркоподібною.

Четвертий тип ЗС обмежений можливостями прийому. Це найдешевший варіант станції, оскільки її обладнання оптимізується під надання однієї чи кількох конкретних послуг. Ця ЗС може бути орієнтована на прийом даних, аудіосигналу, відео або їх комбінацій. Топологія також зіркоподібна.

Консорціум Intelsat (The International Telecommunications Satellite Organization) - найстаріший і найбільший - утворений у 1965 році з метою надання державам-учасницям консорціуму (в основному країнам, що розвиваються) сучасних технологій зв'язку. Intelsat – це організація, що включає понад 120 країн повних учасників та близько 60 країн – асоційованих учасників.

Перший комерційний супутник Early Bird було виведено Intelsat на орбіту у квітні 1965 року. До червня того ж року супутник офіційно розпочав передачу 240 телефонними каналами, що еквівалентно одному телевізійному каналу за шириною смуги. Intelsat швидко виріс до найбільшої ССС з 18 супутниками, що розташовані над Атлантикою, Індійським та Тихим океанами. В даний час базовими супутниками Intelsat є найпотужніші Intelsat VIII та Intelsat-К, які значно перевершують за своїми характеристиками перший Early Bird. Так у порівнянні навіть з Intelsat VI, обладнаним 48 приймачами, Intelsat VIII має 36 С-смуг і 10 Ku-смуг і підтримує сотні тисяч телефонних каналів. Ціна супутника на один канал зі 100 тис. дол. знизилася до кількох тисяч, а ціна хвилини використання каналу абонентом, що становила раніше 10 дол., знизилася до 1 долара. Потужність сонячних батарей Intelsat VIII становить 4 кВт, тобто зросла порівняно з Intelsat VI на 54% і, відповідно, вчетверо порівняно з Intelsat V.

Консорціум Eutelsat (The European Telecommunications Satellite Organization) був створений 1977 для передачі телефонних викликів і європейських телевізійних програм на континенті. У 1994 році учасниками Eutelsat були 36 країн Європи, в даний час країни східної Європи стають повноправними учасниками консорціуму.

Сучасна технологічна програма Eutelsat базується на потужних супутниках Eutelsat II, а надалі, починаючи з 1998 року, буде переорієнтована на супутники третього покоління Eutelsat III, що надають розширені операційні можливості та призначені для використання в першому десятилітті наступного століття.

Консорціум Inmarsat (The International Marine Satellite Organization) утворений у 1979 році на прохання Міжнародної морської організації (IMO) зі штаб-квартирою в Лондоні з метою організації супутникового зв'язку для рухомих об'єктів (морських суден та авіаційної техніки). Організація включає 64 держави, містить 20 великих, розміщених у всьому світі фіксованих ЗС та дозволяє одночасно обслуговувати до 10 тис. рухомих об'єктів.

Тенденції технології

Останні досягнення технології в галузі супутникового зв'язку говорять про великі потенційні можливості ССЗ у розширенні пропускної спроможності каналів передачі, розробки та впровадження нових служб зв'язку. Майбутнє ССС за широкосмуговими широкомовними додатками та супутниковими системами рухомого зв'язку.

До лав великих консорціумів і організацій, орієнтованих на геосинхронні супутники, активно вливаються нові учасники, що пропонують послуги рухомих зв'язків і використовують низькоорбітальні супутникові системи (LEO - Low Earth Orbit). Системи LEO, що розробляються рядом американських фірм, використовують велику кількість легких супутників на орбітах нижче 2 тис. км для організації послуг з передачі повідомлень та мовлення, визначення місцезнаходження та термінових комунікацій між мобільними терміналами. На відміну від наземних стільникових мереж рухомого зв'язку, у яких абонент послідовно переміщається через суміжні стільники невеликого розміру, у системі LEO подібна "стільника" обмежена лише горизонтом землі. Низька орбіта супутників різко скорочує затримку проти системами, орієнтованими на геосинхронні орбіти супутників.

Одним з найбільш амбітних проектів системи LEO є система Iridium, що розробляє компанія Motorola, яка включає 66 супутників, що дозволяють забезпечити двосторонній радіотелефонний мовний зв'язок. В принципі, немає жодних технічних перешкод для повного розгортання системи Iridium, проте глобальний характер та можливість функціонування поза національними телефонними мережами передбачають попереднє вивчення та встановлення необхідних регулюючих бар'єрів. Великі інвестиції в проект Iridium зроблено рядом компаній, серед яких Motorola, Nippon Iridium, Lockheed/Raytheon, Sprint та China Great Wall Industry.

Серед інших великих проектів систем LEO відзначимо Globalstar, Odyssey, Ellipso та Aries.

На закінчення відзначимо, що ССЗ постійно і ревниво порівнюються з волоконно-оптичними мережами зв'язку. Впровадження цих мереж прискорюється у зв'язку з швидким технологічним розвитком відповідних областей волоконної оптики, що змушує поставити питання про долю ССС. Порадимо любителям супутникового зв'язку залишатися оптимістами: еволюційно/революційним перетворенням схильні, як слід очікувати, і ССС. Наприклад, розробка та, головне, впровадження конкатенуючого (складеного) кодування різко зменшують ймовірність виникнення невиправленої побітової помилки, що, у свою чергу, дозволяє подолати головну проблему ССС – туман та дощ. Бррр!

Під оперативним моніторингом розуміються завдання дистанційного зондування Землі з роздільною здатністю більше 10 м на піксель, тобто тяжіє більше до тематичного дешифрування масштабів 1: і дрібніших, ніж до детальних (масштаби більше 1: катографо-топографічним завданням.

Лідерами з реалізації космозйомок є Spot Image (Франція – серія супутників SPOT) та Space Imaging EOSAT (США – серія супутників LandSat), що має у тому числі і виняткові права щодо реалізації даних з індійського супутника серії IRS. Російські супутники серії Ресурс-0 мають 3 супутники (SPOT – 3, LandSat – 5).

На серії IRS стоїть сканер WIFS, що забезпечує спектральну зйомку з роздільною здатністю 180 м, МСУ-СК з Ресурс-03 забезпечує 150 м. Американський Resourse-21 оголосив про оснащення камерою з роздільною здатністю 10, 20 і 100 м.

Наземний сегмент провідних космічних програм є до двох десятків приймальних комплексів, розташованих у всьому світі, вартістю до декількох мільйонів доларів.

Сьогодні спостерігається вибуховий інтерес до ДДЗ. Нові країни виступають із програмами (Індія, Німеччина, Китай, Ізраїль).

якщо стоять традиційні камери, то відзняті плівки скидають на землю у контейнерах

якщо якісь електронні камери (типу тієї, що у Грудіна, але з найкращою роздільною здатністю), то з неї можна передати інфо по телекомунікаційному каналу

якщо стоять решітки або лінійки фотоприймачів, то дані передають по телевізору. каналу на землю