Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 5. С. 63-74
Алгоритм определения проектных параметров малого космического аппарата с радиолокационной съёмочной аппаратурой на начальных этапах проектирования
О.Д. Жалдыбина
1 , М.Д. Коровин
1 , 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 — Самара, НИЦ “Курчатовский институт”, Самара, Россия
Одобрена к печати: 26.08.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-5-63-74
В настоящее время всё большее распространение получают малые космические аппараты с радиолокационной аппаратурой наблюдения. Работа направлена на повышение эффективности использования таких аппаратов. Проведён обзор современных космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, оснащённых радарами с синтезированной апертурой. Рассмотрен процесс предварительного проектирования целевой аппаратуры с планарной антенной решёткой для решения задач дистанционного зондирования Земли из космоса. Предложен алгоритм расчёта малого космического аппарата с радаром с синтезированной апертурой, учитывающий неопределённость орбитальных характеристик аппарата на этапе предварительного проектирования. Разработанный алгоритм позволяет получить предварительную оценку таких рабочих параметров, как угол отклонения и частота повторения импульсов, которые необходимы для обеспечения требуемой полосы захвата и разрешения в зависимости от высоты орбиты на этапе проектирования аппаратуры наблюдения. С помощью предложенной методики была проведена оценка проектных характеристик разрабатываемого малого космического аппарата по предложенному алгоритму, также был выполнен расчёт основных параметров системы электропитания. Результаты проведённого исследования могут применяться при определении проектных характеристик малых космических аппаратов радиолокационного назначения на этапе эскизного проектирования.
Ключевые слова: малый космический аппарат, радар с синтезированной апертурой, дистанционное зондирование Земли, кубсат, орбитальные характеристики
Полный текстСписок литературы:
- Барталев С. А., Бурнаев Е. В., Верба В. С., Ивлиев Н. А., Казанский Н. Л., Каперко А. Ф., Лупян Е. А., Никоноров А. В., Скиданов Р. В., Черниенко А. А. Мультиспектральный интеллектуальный мониторинг природной и техногенной среды / под ред. акад. РАН Панченко В. Я. Самара: Новая техника. 2023. 184 c.
- Костров В. В., Ракиткин А. В. Радиолокационный космический сегмент дистанционного зондирования земли в 2023 году: состояние и перспективы развития // Радиотехн. и телекоммуникац. системы. 2023. № 4. С. 11–31. DOI: 10.24412/2221-2574-2023-4-11-31.
- Нафиева Е. Н., Гречищев А. В. Космические радиолокационные системы мониторинга Земли // Экология. Экономика. Информатика. Сер.: Геоинформац. технологии и косм. мониторинг. 2020. Т. 2. № 5. С. 89–95. DOI: 10.23885/2500-123X-2020-2-5-89-95.
- Bouça P., Matos J. N., Cunha S. R. et al. Low-profile aperture-coupled patch antenna array for CubeSat applications // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 20473–20479. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2968060.
- Engelen S., van den Oever M., Mahapatra P., Sundaramoorthy P., Gill E., Meijer R., Verhoeven C. NanoSAR — Case study of synthetic aperture radar for nano-satellites // Proc. 63rd Intern. Astronautical Congress. 2012. P. 1–6.
- Freeman A., Johnson W. T. K., Honeycutt B. et al. The myth of the minimum SAR antenna area constraint // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing. 2000. V. 38. P. 320–324. DOI: 10.1109/36.823926.
- Fursov V. A. Images recognition with selection of informative subspaces by conjugacy criterion // Pattern Recognition and Image Analysis. 2022. V. 32. P. 528–532. DOI: 10.1134/S1054661822030129.
- Fursov V., Zherdev D., Kazanskiy N. Support subspaces method for synthetic aperture radar automatic target recognition // Intern. J. Advanced Robotic Systems. 2016. V. 13. No. 5. P. 1–11. DOI: 10.1177/1729881416664848.
- García Mondéjar A. Feasibility study on SAR systems on small satellites / Escola Tècnica Superior d’Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona, Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions. Barselona, 2009. 84 p.
- Ma H., Stove A. G., Atkinson G. et al. Passive SAR using small satellite receivers for persistent Earth observation // Intern. Conf. Radar Systems (Radar 2017). 2017. P. 1–6. DOI: 10.1049/cp.2017.0490.
- Kazanskiy N. L., Fursov V. A., Minaev E. et al. Radar image modeling and recognition // Proc. 17th Intern. Scientific and Technical Conf. “Optical Technologies for Telecommunications“. 2020. V. 11516. Article 115161J. DOI: 10.1117/12.2566467.
- Pavlov V. А., Belov A. А., Volvenko S. V. et al. Application of convolutional neural networks trained on optical images for object detection in radar images // Computer Optics. 2024. V. 48. No. 2. P. 253–259. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1316.
- Peral E., Im E., Wye L. et al. Radar technologies for Earth remote sensing from CubeSat platforms // Proc. IEEE. 2018. V. 106. No. 3. P. 404–418. DOI: 10.1109/JPROC.2018.2793179.
- Urata K. N., Sri Sumantyo J. T., Santosa C. E. et al. Development of an L-band SAR microsatellite antenna for Earth observation // Aerospace. 2018. V. 5. No. 4. Article 128. DOI: 10.3390/aerospace5040128.