Метод расчета длительности съемки заданного района в задачах анализа основных характеристик космической системы дистанционного зондирования Земли

Современные космические системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), как оптического, так и радиолокационного диапазонов, используют схемы наблюдения в разных режимах. Важной задачей при использовании космического аппарата (КА) является выбор режима съемки для наблюдения конкретного района при планировании включений съемочной аппаратуры, разработки программ управления и наведения КА с обеспечением требуемого качества получаемых системой изображений.
Выбор параметров функционирования системы дистанционного зондирования в зависимости от целевого назначения получаемых изображений представляет собой многокритериальную задачу. Решение такой задачи на основе обобщенных критериев эффективности в настоящее время является ресурсоемким мероприятием. Поэтому на практике для выбора параметров съемки традиционно проводится анализ частных показателей системы, по каждому из которых определяется область допустимых решений.
В настоящей работе для выявления связи показателей производительности и детальности предлагается использовать суммарное время нахождения КА над заданной территорией – продолжительность контакта с районом наблюдения, в течении которого обеспечивается требуемое качество получаемых изображений.
В докладе рассматриваются основные соотношения, используемые для расчета производительности и временных параметров, а также показана зависимость данных параметров от геометрических условий съемки. К таким условиям относятся баллистические параметры группировки КА, параметры целевой аппаратуры и предельные углы отклонения оси визирования оптико-электронной камеры (или диаграммы направленности антенны в случае использования радиолокатора с синтезированной апертурой) для заданной детальности съемки.
Связь между информационными и временными показателями осуществляется с использованием аналитической модели съемки, в которой устанавливается зависимость между перечисленными параметрами с учетом основных искажающих факторов, влияющих на качество получаемого изображения. В качестве такой модели в работе используется динамическая фотограмметрическая модель в виде соотношений между координатами района наблюдения на снимке и на местности в единой системе координат с учетом формы земной поверхности. В докладе рассмотрены две модели, характерные для наиболее частых случаев съёмки. Первая модель подходит для случая использования радиолокатора с синтезированной апертурой антенны и основывается на аналитическом решении системы уравнений наклонной дальности, земного сфероида и доплеровской частоты отраженного сигнала [3]. Вторая модель предназначена для описания съемки оптико-электронной линейной камерой с программным сканированием и включает уравнение пересечения поверхности Земли лучом заданного направления.
Данные фотограмметрические модели позволяют найти предельные углы визирования, определяющие границы полосы захвата в полосе обзора для заданного режима съемки и пространственной детальности. Полученные углы используются для расчетов длительности контакта КА с районом наблюдения и частных показателей системы ДЗЗ. С использованием полученных соотношений можно решать обратную задачу по определению оптимальных параметров и режимов съемки для достижения максимальной обзорности системы с обеспечением требуемого качества получаемых изображений, а также проводить оценивание возможностей системы при ее проектировании.