Википедия

Landsat-7

Landsat‑7 — спутник дистанционного зондирования Земли, один из запущенных в рамках программы Landsat. Выведен на орбиту в 1999 году и продолжает работу. Основной целью спутника было обновление глобального архива спутниковых фотографий. Хотя программа Landsat управлялась NASA, данные съемок обрабатываются и распространяются Геологической службой США. Программа NASA World Wind и большинство картографических сайтов («Карты Google», Yahoo! Maps, Bing Maps) используют в качестве основы изображения, полученные с Landsat‑7[1]. У спутника есть несколько компаньонов, следующих по близким орбитам с интервалом несколько минут: аппараты Earth Observing-1, SAC-C и «Терра». Вместе данная группировка иногда называется «утреннее созвездие» (The morning constellation)[2][3]. Исходно проекты Landsat-6 и Landsat-7 финансировались Министерством обороны США для применения в военных целях, как разведывательные спутники, но в декабре 1993 года, Министерство обороны прекратило финансирование обоих проектов, перейдя на устаревший к тому времени Landsat-5[4].

Landsat‑7
Заказчик Соединённые Штаты Америки NASA, NOAA
Производитель Соединённые Штаты Америки Lockheed Martin Missiles and Space
Оператор Геологическая служба США
Задачи Дистанционное зондирование Земли
Спутник Земли
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америки База Ванденберг, SLC-2W
Ракета-носитель «Дельта-2» 7920
Запуск 1999-04-15 18:32 UTC
Длительность полёта 25 лет 8 месяцев
COSPAR ID 1999-020A
SCN 25682
Технические характеристики
Масса 1973 кг
Размеры 4,3×2,74 м
Диаметр 2,74 м
Мощность 1550 Вт
Срок активного существования 5 лет
Элементы орбиты
Тип орбиты солнечно-синхронная, приполярная
Большая полуось 7080,6 км
Эксцентриситет 0,00205
Наклонение 98,2°
Период обращения 98,4 минут
Апоцентр 698 км
Перицентр 669 км
Интервал повторения 16 суток
Опорная система WRS-2
Целевая аппаратура
ETM+ Картограф оптического и ближнего инфракрасного (VNIR), коротковолнового инфракрасного (SWIR) и теплового инфракрасного (TIR) диапазонов
Пространственное разрешение ETM+: 15 м (VNIR), 30 м (SWIR) и 60 м (TIR)
Полоса захвата ETM+: 185 км
Спектральная полоса ETM+: 4 канала (VNIR)
Бортовая память 378 Гбит
Логотип миссии
Изображение логотипа
landsat.gsfc.nasa.gov
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

В общей сумме, инвестиции в проект[уточнить (обс.)] превысили 700 млн долл. к 2003 году[5].

Спецификации

править

Миссия Landsat‑7 изначально рассчитана на длительность 5—7 лет. Спутник мог снимать и передавать до 532 изображений в сутки. Спутник находится на полярной солнечно-синхронной орбите, рассчитанной таким образом, что спутник пролетает над всей поверхностью планеты. При высоте 705 км на полное сканирование поверхности уходит 232 оборота, или 16 суток. Съемка местности происходит примерно в 10 часов утра (±15 минут) по местному солнечному времени.

Повторяемость трека поддерживается с помощью маневров с точностью ±5 км[6]. Схема трека получила собственное обозначение WRS (англ. Worldwide Reference System). В ней поверхность планеты делится на 233 столбца (соответствует орбите) и 248 рядов.

Аппарат весит 1973 кг, его длина — 4,3 м, диаметр — 2,8 м. В отличие от предыдущих аппаратов программы, использовавших магнитную ленту, на Landsat‑7 установлен массив твердотельной памяти на 378 гигабит[7] (примерно 100 изображений). Основным инструментом для получения изображений является Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), созданный компанией Raytheon в отделении Santa Barbara Remote Sensing.

Параметры инструмента ETM+[2]:

  • Используется сканирование с помощью подвижного зеркала (7 циклов в секунду);
  • Полоса захвата: 185 км (угол зрения 15º);
  • Телескоп: рефлектор системы Ричи — Кретьена с 2 зеркалами из стекла с низким коэффициентом расширения (ULE, Ultra Low Expansion);
  • Апертура телескопа: 40,6 см; фокусное расстояние: 243,8 см; относительное отверстие: f/6.0;
  • Размеры сканера: 1,5×0,7×2,5 м; масса: 300 кг;
  • Панхроматическая камера с разрешением 15 метров на точку (1 канал);
  • Полноапертурная, 5-процентная абсолютная радиометрическая калибровка;
  • Инфракрасная камера с разрешением 30 метров (6 каналов);
  • Температурный сенсор (дальний ИК-диапазон) с разрешением 60 метров.

Фокальная плоскость разделена при помощи специальной оптической системы на основную и «холодную» часть. В основной части находится 32 кремниевых фотодиода (SiPD — silicon photodiode) панхроматического диапазона и 4 группы по 16 фотодиодов видимого и ближнего инфракрасного диапазона (до 0,9 мкм). В холодной части фокальной плоскости, охлаждаемой до 91 K, находятся 2 группы по 16 фотодиодов на антимониде индия (InSb) коротковолнового инфракрасного диапазона (SWIR, 1,55—1,75 мкм и 2,09—2,35 мкм) и 8 фотодиодов на теллуриде ртути-кадмия[англ.] (HgCdTe) теплового ИК-диапазона (TIR, 10,4—12,5 мкм)[2].

Для связи с Землей используются 2 ненаправленные антенны S-диапазона (5 ватт, скорость передачи — около 0,3 Мбит/с, часто́ты 2106,4 и 2287,5 МГц) и 3 антенны X-диапазона (3,5 ватт, общая скорость в 6 каналах — 450 Мбит/с, частоты 8082,5, 8212,5, 8342,5 МГц)[7]. Протокол совместим с CCSDS 701.0-B-1[8].

Также велись работы по проектированию для аппарата четырёхканального сенсора HRMSI (Мультиспектральный стереосенсор оптического и ближнего инфракрасного диапазонов). Планировавшееся разрешение: 5 м (в панхроматическом канале) и 10 м (в мультиспектральном); полоса захвата: 60 км. Работы над инструментом были прекращены в мае 1994 года из-за недостаточного финансирования[9].

Сбой Scan Line Corrector

править

31 мая 2003 года вышел из строя прибор Scan Line Corrector (SLC) в инструменте ETM+. Прибор SLC состоит из пары небольших зеркал, которые вращаются вместе с движением основного сканирующего зеркала ETM+. Назначение прибора — компенсация продольного движения спутника, таким образом, чтобы итоговые полосы сканирования были расположены параллельно друг другу и перпендикулярно направлению движения спутника. Без компенсации при помощи SLC, получаемые изображения имеют вид «зигзага», когда некоторые участки поверхности снимаются дважды, а некоторые вообще не снимаются. Спутник поставляет примерно на четверть меньше данных без такой коррекции[10].

После аварии SLC была организована группа Anomaly Response Team (ART) из представителей USGS, NASA и Hughes Santa Barbara Remote Sensing (производитель инструмента ETM+). Группа предоставила список возможных причин поломки, бо́льшая часть из которых указывала на механические проблемы самого SLC. Поскольку на борту нет запасного прибора SLC, механическая проблема инструмента не может быть исправлена. Однако, группа не могла исключить электрическую поломку. Поэтому 3 сентября 2003 года директор USGS Charles G. Groat разрешил проекту Landsat перенастроить инструмент ETM+ и другие системы космического аппарата, чтобы использовать запасное электрическое оборудование («Side-B»).

5 сентября 2003 года, после перенастройки, инструмент ETM+ был включен и снова стал передавать данные в наземный центр Landsat в EROS недалеко от Sioux Falls, South Dakota. Сразу же стало ясно, что переключение на запасное электрическое оборудование не исправило проблемы с SLC. Затем инструмент был перенастроен обратно на основное электрическое оборудование. Последующее заключение группы признало механические причины поломки и их неустранимость.

Landsat‑7 продолжил собирать данные в подобном режиме. Некоторые ГИС позволяют пользователям заполнять неотснятые участки изображения данными с других витков Landsat‑7[11] или путём интерполяции. Чтобы продолжить программу Landsat, до конца 2010-го десятилетия должен быть выведен в космос эквивалентный научный датчик на новом спутнике.

Отключение SLC не повлияло на радиометрическую точность и на качество работы фотодиодов[5].

Спутниковые мозаики

править
 
Инфракрасная спутниковая фотография Токио, снятая Landsat-7.

В августе 1998 года NASA заключило контракт с EarthSat на производство глобальной мозаики Landsat GeoCover (Geocover 2000 в программе NASA World Wind). Данная мозаика доступна для бесплатной загрузки в формате MrSID и стала первой[источник не указан 4520 дней] глобальной свободно доступной мозаикой.

Спутниковые снимки для большей части поверхности Земли, используемые на онлайн-сервисах «Карты Google»[12], «Google Планета Земля»[13], Bing Maps (ранее MSN Maps)[1] и Yahoo! Maps, основаны на обработанных и приведённых к естественным цветам снимках Landsat‑7[14].

См. также

править

Примечания

править
  1. ↑ 1 2 Russian inputs into international GLS-2010 project Архивная копия от 26 июля 2014 на Wayback Machine «Tiled images, created based on the Landsat satellite images, are used basically in all popular web-mapping services abroad (Google Earth, Bing Maps, Yahoo! Maps)»
  2. ↑ 1 2 3 eoPortal directory: Landsat-7 (недоступная ссылка)
  3. ↑ https://atrain.nasa.gov/intro.php Архивная копия от 13 апреля 2019 на Wayback Machine «the Morning Constellation, whose members all have equator crossings in the late morning around 10:30 a.m. (and late evening, at about 10:30 p.m.) The morning constellation presently consists of Terra, Landsat-7, SAC-C and the New Millennium Program’s Earth Observing-1 (EO-1)»
  4. ↑ Kane, Robert B. Land Remote-Sensing Satellite Архивная копия от 18 ноября 2016 на Wayback Machine. / The Encyclopedia of Middle East Wars: The United States in the Persian Gulf, Afghanistan, and Iraq Conflicts.  (англ.) — Santa Barbara, Calif.: ABC-CLIO, 2010. — Vol.I — P.717 — 1887 p. — ISBN 978-1-85109-947-4.
  5. ↑ 1 2 http://www.conae.gov.ar/simposio/am/Williams.pdf (недоступная ссылка) slide 26, 14, 23
  6. ↑ http://www.conae.gov.ar/simposio/am/Williams.pdf (недоступная ссылка) slide 14, 23
  7. ↑ 1 2 Observation of the earth and its environment: survey of missions and sensors. 4th edition Архивная копия от 4 апреля 2015 на Wayback Machine, H. J. Kramer // Springer 2002, ISBN 3-540-42388-5 Section «D.21.3 Landsat-7», pages 447—451 «378 Gbit capacity to capture data»
  8. ↑ [landsat.usgs.gov/documents/DFCB_Vol_IV.L.pdf Ebook LANDSAT 7 SYSTEM]
  9. ↑ Three Decades of Landsat Instruments. «As a result, work on HRMSI ceased in May of 1994»
  10. ↑ https://landsat.usgs.gov/Landsat_7_ETM_SLC_off_data_products.php Архивная копия от 7 июля 2012 на Wayback Machine «estimated 22 % of any given scene is lost because of the SLC-off failure»
  11. ↑ Landsat missons FAQ, How do I fill in the gaps in my SLC-off image? Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано из оригинала 24 марта 2016 года. «Multiple SLC-off images are required to utilize this method»
  12. ↑ GEOG 205 — CARTOGRAPHY & Geomatics. Lecture 16 SATELLITE IMAGERY. Архивировано из оригинала 10 ноября 2010 года. «Landsat 7 data are the basis of Google maps and Google Earth»
  13. ↑ Landsat Data Base Map for Google Earth. Архивировано из оригинала 28 июля 2011 года. «however, over the vast majority … of Earth’s surface, the highest-resolution data available is Landsat 7 ETM+ pan-sharpened data (15 m)». «On March 23, 2006, Google Earth™ announced its switch to TruEarth® for the Google Earth™ base map. TruEarth® is a TerraMetrics® product also made from orthorectified Landsat 7 data. TerraMetrics® produced TruEarth® using its proprietary natural-color processing»
  14. ↑ The Landsat Program Архивная копия от 23 ноября 2018 на Wayback Machine // HIS 135 History of the Contemporary World. «Landsat data … is seen … on web mapping services like Google Maps/Google Earth, MSN Maps or Yahoo Maps. These large area displays are based on enhanced and color balanced Landsat-7 imagery»

Ссылки

править
Источник — https://ru.wiki.x.io/w/index.php?title=Landsat-7&oldid=138998800