Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 4. С. 101-110
Оценка эффективности многоспутниковых космических систем дистанционного зондирования Земли
М.А. Иванушкин
1, 2 , И.С. Ткаченко
1 1 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия
2 Институт систем обработки изображений РАН ― филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Самара, Россия
Одобрена к печати: 14.08.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-101-110
Рассматриваются многоспутниковые космические системы мониторинга Земли, обеспечивающие глобальный обзор. Цель работы — создание комплексной модели для оценки эффективности многоспутниковых космических систем мониторинга. Во-первых, рассмотрены вопросы проектирования современных многоспутниковых космических систем дистанционного зондирования Земли и проанализирован состав многоспутниковой системы компании Planet. Во-вторых, исследованы модели для оценки покрытия, оперативности и периодичности, а также предложено ввести ряд ограничений при выполнении имитационного моделирования. Показано, что использование таких ограничений в процессе имитационного моделирования позволяет проводить настройку системы, моделировать различные сценарии работы бортовой аппаратуры, благодаря чему можно получить результаты, приближённые к реальности. И наконец, предложена комплексная модель для оценки эффективности многоспутниковых космических систем дистанционного зондирования Земли. В состав разработанной модели входят модель оценки охвата космических аппаратов, модели оценки работоспособности и периодичности наблюдения. В результате проведено моделирование и выполнена оценка эффективности трёх космических систем, обеспечивающих глобальный обзор поверхности Земли со временем повторного посещения любой точки не менее одного раза в сутки.
Ключевые слова: малый космический аппарат, космические системы дистанционного зондирования Земли, многоспутниковые системы
Полный текстСписок литературы:
- Можаев Г. В. Задача о непрерывном обзоре Земли и кинематически правильные спутниковые системы. I // Космич. исслед. 1972. Т. 10. Вып. 6. С. 833–840.
- Можаев Г. В. Задача о непрерывном обзоре Земли и кинематически правильные спутниковые системы. II // Космич. исслед. 1973. Т. 11. Вып. 1. С. 59–69.
- Можаев Г. В. Синтез орбитальных структур спутниковых систем (теоретико-групповой подход). М.: Машиностроение, 1989. 304 с.
- Boshuizen С. R., Mason J., Klupar P., Spanhake S. Results from the Planet Labs Flock Constellation // Proc. 28th Annual AIAA/USU Conf. Small Satellites. 2014. SSC14-I-1.
- Colton K., Klofas B. Supporting the Flock: Building a Ground Station Network for Autonomy and Reliability // Proc. 30th Annual AIAA/USU Conf. Small Satellites. 2016. SSC16-IX-05.
- d’Angelo P., Kuschk G., Reinartz P. Evaluation of Skybox video and still image products // Intern. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. ISPRS Technical Commission I Symp. 17–20 Nov. 2014, Denver, Colorado, USA. 2014. V. 40. No. 1. https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-1-95-2014.
- Easton R. L., Brescia R. Continuous visible satellite constellations. Reports 6896 / National Research Laboratory. Washington DC, 1969. 45 p.
- Gobetz F. W. Satellite networks for global coverage // J. Astronautical Sciences. 1961. V. 8. No. 4. P. 114.
- Ivanushkin M., Tkachenko I., Krestina A. Design methodology for a multi-satellite global continuous observation system of the Earth // 8th Intern. Conf. Information Technology and Nanotechnology (ITNT 2022). 2022. DOI: 10.1109/ITNT55410.2022.9848609.
- Ivliev N., Evdokimova V., Podlipnov V. et al. First Earth-Imaging CubeSat with Harmonic Diffractive Lens // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 9. Article 2230. https://doi.org/10.3390/rs14092230.
- Luders R. D. Satellite networks for continuous zonal coverage // American Rocket Society J. 1961. V. 31. No. 2. P. 179–184.
- Marshall W., Boshuizen C. Planet Labs’ Remote Sensing Satellite System // Proc. 27th Annual AIAA/USU Conf. Small Satellites. 2013. SSC13-WK-15.
- Ullock M. H., Shoen A. H. Optimum Polar Satellite Networks for Continuous Earth Coverage // American Institute of Aeronautics and Astronautics J. 1963. V. 1. P. 69–72. https://doi.org/10.2514/3.1471.
- Vargo L. G. Orbital patterns for satellite systems // J. Astronautical Sciences. 1960. V. 7. No. 4. P. 78–86.
- Walker J. G. Circular Orbit Patterns Providing Continuous Whole Earth Coverage. Technical Report 70211 / Royal Aircraft Establishment. Farnborough, England, 1970. 45 p.
- Walker J. G. Some Circular Orbit Patterns Providing Continuous Whole Earth Coverage // J. British Interplanetary Society. 1971. V. 24. No. 11. P. 369–384.
- Walker J. G. Satellite constellations // J. British Interplanetary Society. 1984. V. 37. No. 12. P. 559.