GIS-LAB

Географические информационные системы и дистанционное зондирование

Создание треков пролета спутников

Описание проблемы и средства ее решения

Обсудить в форуме Комментариев — 145

Предсказание положения спутника в заданный момент времени - интересная и увлекательная задача, часто решаемая в областях, где знание, когда спутник пролетит на головой является является важным параметром, например в радиослежении.

С все большим распространением данных дистанционного зондирования Земли получаемых камерами спутников с небольшим периодом просмотра одной и той же точки и очень широкой полосой съемки, таких как MODIS и AVHRR и других, решение этой задачи становится все более важной для получения качественных данных с этих инструментов. Проблема заключается в том, при такой большой полосе неизбежно возникновение определенных искажений растущих по мере удаления от надира. Помочь решить эту проблему может точное определение местоположения спутника в определенный момент времени над нужной точкой, с теми что бы, зная время его появление над этой точкой - заказать нужные сцены, где точка или область находятся как можно ближе к надиру и данные максимально качественные. В данной статье рассматриваются детали процесса и специальное программное обеспечение, генерирующиее данные о пролетах нужного спутника.

В настоящее время в Интернет можно найти довольно много программ позволяющих следить за местоположением спутника в нужный момент времени над нужной точкой, все они обладают двумя, на наш взгляд, большими недостатками, препятствующими их использованию для решения пространственной задачи описанной выше:

  1. Системы предсказания работают для текущего времени (что очевидно, учитывая специалистов их применяющих). Как правило программой используется наиболее свежий набор параметров орбит, что снижает их ценность для ретроспективного предсказания.
  2. Данные о пролетах невозможно экспортировать в нужный формат.

В этой статье мы представляем простое и эффективное решение данной задачи, основанное на реализации модели предсказания положения спутника SGP4. Мы не вдаемся в подробности о том, как именно происходит предсказания, доверяя это используемой модели. Всем, интересующимся математикой и физикой лежащих в основе модели, мы рекомендуем статьи д-ра T.S. Kelso. Далее, по шагам объясняется, что и как необходимо сделать для получения карт пролетов нужного спутника в нужный временной промежуток.

Расчет демонстрируются для спутника TERRA.

Оглавление

  1. Телеметрия спутника
  2. Предсказание
  3. Проверка

1. Телеметрия спутника

Перед началом работы необходимо получить информацию о параметрах орбиты спутника за тот период, на который нужно получить предсказание.

Так как параметры орбиты все время изменяются, чем больше у вас их будет, тем лучше будет ваше предсказание. Если отсутствует телеметрия для значительного периода функционирования спутника, можно ожидать отклонения предсказания от реальности в этот период.

Телеметрия спутников распространяется в формате TLE (two-line element sets). TLE это две строки параметров, каждая по 69 символов, которые могут быть использованы с орбитальной моделью SGP4/SDP4 NORADдля определения местоположение и скорости спутника. TLE включает такие параметры как

Пример TLE:

1 25994U 99068A 07190.44096792 -.00000002 00000-0 95800-5 0 6457
2 25994 098.2038 264.4643 0001401 097.0336 263.1022 14.57105290401942

В данном примере (важные данные):

25994U - номер спутника (TERRA)

99068A - дата запуска

07190.44096792 - год, день и доля дня.

Остальные цифры подробно описывают орбиту спутника, эксцентриситет, перигей, наклонение и содержат служебную информацию. Подробнее о формате TLE можно прочесть на странице T.S. Kelso.

Этот пример показывает телеметрию описывающую орбиту спутника в один отдельный момент времени и хотя ее хватит для предсказания его положения когда и где угодно, ее будет недостаточно для достаточно точного предсказания. Поэтому, файлы телеметрии обычно включают больше данны и выглядят примерно следующим образом (фрагмент):

1 25994U 99068A   99352.83522818 -.00000049  00000-0  00000+0 0    13
2 25994  98.2112  66.9361 0026528 147.8117 212.9753 14.64664121    01
1 25994U 99068A   99352.83522818 -.00000049  00000-0  00000-0 0    14
2 25994  98.2112  66.9361 0026528 147.8117 212.9753 14.64664121    01
1 25994U 99068A   99352.90332991  .00003763  00000-0  67258-3 0    20
2 25994  98.2409  67.0263 0022049 178.3339 181.7941 14.67352071    16
1 25994U 99068A   99352.90332993  .00000516  00000-0  10000-3 0    39
2 25994  98.2376  67.0200 0021347 179.6539 180.4627 14.67358484    17

 

Данные телеметрии c 1980-2004 можно получить на сайте CelesTrak. Для получения остальных данных необходимо отправить специальный запрос через этот же сайт.

Также подробные данные можно получить на сайте Space Track (требуется регистрация).

2. Предсказание

 

3. Проверка

 

Обсудить в форуме Комментариев — 5

Последнее обновление: March 27 2012


(Геокруг)

Если Вы обнаружили на сайте ошибку, выберите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter