ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 3. С. 61-72

Автоматический метод географической привязки изображений AVHRR/3 от полярно-орбитальных спутников серии MetOp

С.Н. Катаманов1 
1 Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Владивосток, Россия
Представлены результаты исследований, проведённых при разработке автоматического метода географической привязки изображений, полученных радиометром AVHRR/3 с европейских спутников серии MetOp в течение полного сеанса приёма. Метод основан на орбитальной модели движения SGP4 (с прогнозными телеграммами TLE) в сочетании с математической моделью, которая достаточно точно учитывает все аспекты формирования изображения. В рамках последней модели учитывается основной режим управления ориентацией спутниковой платформы MetOp (“yaw steering”) и геометрия сканирования радиометром подстилающей поверхности Земли. С помощью метода реперных точек были уточнены номинальные величины угла поля зрения для каждого из радиометров AVHRR/3, установленных на спутниках MetOp-A и MetOp-B. Пиксельная точность привязки каждого изображения достигается вычислением оптимальных значений углов ориентации спутниковой платформы в пространстве (крен, тангаж и рысканье) по автоматически рассчитываемым реперным точкам. Для тех изображений, у которых конфигурация реперных точек не позволяет восстановить полный набор параметров коррекции привязки, выполняется прогноз привязки. На основе установленной зависимости вычисленных углов ориентации спутниковой платформы от расположения трасс витков орбиты на поверхности Земли предложен подход для прогнозирования привязки. Приведены результаты апробации разработанного метода привязки на длительной серии данных AVHRR/3 спутников MetOp-A и MetOp-B, полученных в Региональном спутниковом центре мониторинга окружающей среды (РСЦМОС) ДВО РАН. По web-ссылке (http://www.satellite.dvo.ru/gallery/sat_image) сайта РСЦМОС ДВО РАН размещена галерея RGB-изображений, по которым можно непосредственно оценить результаты привязки предложенным методом.
Ключевые слова: MetOp, AVHRR, спутниковые изображения, “yaw steering”, географическая привязка, реперные точки, углы ориентации спутниковой платформы (крен, тангаж и рысканье), прогноз привязки, близлежащие витки орбиты
Полный текст

Список литературы:

  1. Катаманов С.Н. Разработка автоматического метода географической привязки изображений MVISR полярно-орбитального спутника FengYun-1D // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 85–93.
  2. Катаманов С.Н. Точная географическая привязка изображений AVHRR/NOAA без реперных точек // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 78–91.
  3. Эпштейн Ю.С., Гербек Э.Э. Метод точной географической привязки изображений AVHRR NOAA // Электронный журнал "Исследовано в России". 2001. № 41. С. 456–464.
  4. Ackermann J., Klaes K.D., McKernan E., Montagner F., Heinemann T., Schlüssel P., Schraidt R., Fiedler L., Lang R., Bonsignori R. ATOVS/AVHRR onboard MetOp-A: validation and use of products // Proc. EUMETSAT Meteorological Satellite Conf. Amsterdam, Netherlands. 24–28 Sep. 2007. 7 p.
  5. Damiano A., Righetti P.L., Soerensen A.M. EUMETSAT Multi-Mission Administrative Message goes Operational // Proc. 12th Int. Conf. on Space Operations. Stockholm, Sweden. 11–15 Jun. 2012. Vol. 3. P. 1910–1920.
  6. EUMETSAT Flight Dynamics Team. Multi-Mission Administrative Message User Guide // Darmstadt, Germany. 7 Oct. 2013. Rev. v6B. 77 p.
  7. Katamanov S.N. Automatic navigation of one pixel accuracy for meteorological satellite imagery // Proc. 1st Russia and Pacific Conf. on Computer Technology and Applications. Vladivostok, Russia. 2010. P. 269–274.
  8. Klaes K.D., Cohen M., Buhler Y., Schlüssel P., Munro R., Luntama J.-P., von Engeln A., Ó Clérigh E., Bonekamp H., Ackermann J., Schmetz J. An introduction to the EUMETSAT Polar System // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2007. Vol. 88. No. 7. P. 1085–1096.
  9. Marsouin A., Brunel P., Atkinson N. AAPP documentation – Annex of scientific description: AAPP navigation // EUMETSAT. Oct. 2011. Version 1.3. 29 p.
  10. Patt F.S., Gregg W.W. Exact closed-form geolocation algorithm for Earth survey sensors // Int. J. Rem. Sens. 1994. Vol. 15. No. 18. P. 3719–3734.
  11. Rosborough G.W., Baldwin D., Emery W.J. Precise AVHRR image navigation // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 1994. Vol. 32. P. 644–657.
  12. Sánchez P.G., Cambriles A.P., Eufrásio J., Righetti P.L. New EUMETSAT polar system attitude monitoring software // J. of Aerospace Engineering, Sciences and Applications. 2012. Vol. 4. № 3. P. 80–92.
  13. Vallado D.A., Crawford P.S., Hujsak R., Kelso T.S. Revisiting spacetrack report #3 // AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conf. Keystone, CO. 21–24 Aug. 2006. 94 p.
  14. Wessel P., Smith W.H.F. A global, self-consistent, hierarchical, high-resolution shoreline database // J. Geophys. Res. 1996. Vol. 101. No. B4. P. 8741–8743.