Реализация географической привязки данных измерений МТВЗА-ГЯ

Работа посвящена описанию процедуры географической привязки данных дистанционных радиометрических измерений российского сканера/зондировщика МТВЗА-ГЯ, установленного на борту космического аппарата «Метеор-М»№ 2-2. Предложенный вариант данной операции основывается на информации, содержащейся в файлах (в формате .hdf) с данными измерений этого инструмента (время наблюдения каждого элемента поверхности, единого для всех частотных каналов), а также на описании геометрии его сканирования, представленного в научно-периодической литературе (углы визирования, скорость сканирования и т.д.). В качестве дополнительной информации, позволяющей определять местоположение и ориентацию спутника-носителя, используются эфемеридные данные, в свободном доступе присутствующие в сети интернет. Таким образом, любой заинтересованный пользователь может самостоятельно выполнить операцию геопривязки данных МТВЗА-ГЯ с целью их проверки и, при необходимости, последующей корректировки. Процедура геопривязки состоит из нескольких последовательно выполняемых операций, включая: определение координат и ориентации спутника в инерциальной системе координат на основе предиктовой модели SGP4; формирование векторов наблюдения в приборной системе координат с учетом геометрии сканирования прибора; введение поправочных углов, учитывающих геометрию установки прибора на носителе; определение матриц прямых и обратных переходов для шести используемых координатных систем (инерциальной, приборной, системы координат космического аппарата, орбитальной, гринвичской и системы координат «north-east-up»); расчет точки пересечения луча визирования прибора с поверхностью Земли; переход в гринвичскую систему координат на основе расчета гринвичского звездного времени. Кроме описания указанных этапов, изложена методика расчета реальных углов встречи с Землей (надирного и азимутального относительно ориентации спутника). В работе рассмотрены особенности реализации геопривязки МТВЗА-ГЯ, связанные с расхождением имеющегося в литературе описания параметров сканирования прибора с реальностью. Также дано краткое описание общих проблем с данными этого инструмента, не позволяющих организовать процедуру их потоковой обработки в настоящее время. В представленном виде имеется возможность гибкой настройки геопривязки данных МТВЗА-ГЯ, учитывающей нестабильность положения носителя на орбите, вариации скорости сканирования прибора, нестабильность установки временных меток, ошибки монтажа прибора на носителе и т.д. Разработка собственного программного продукта, реализующего описанный алгоритм географической привязки, позволяет использовать его в составе итерационных алгоритмов поиска оптимальных корректирующих параметров (например, углов крена, тангажа и рыскания космического аппарата и/или прибора) для ее более качественного выполнения.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (тема «Мониторинг», госрегистрация № 122042500031-8).