Особенности приема и обработки спутниковой информации аппаратно-программным комплексом.

Аппаратно-программный комплекс (АПК) «Лиана». Станция «Лиана» предназначена для приема изображений Земли, передаваемых с полярно-орбитальных спутников серии NOAA в формате APT (Automatic Picture Transmission), в диапа­зоне 137 МГц.

Рис. 5.9. Визуализация изображения в ScanViewer

Основную часть принимаемой информации составляют данные двух спектральных каналов (ближнего ИК и теплового ИК) скани­рующего радиометра AVHRR. Изображения имеют пространственное разрешение 3,3 км в полосе обзора около 3000 км и обычно использу­ются в метеорологических целях. Станция получает изображение ок­ружающей ее территории 8-12 раз в сутки. Объем информации, полу­чаемой за один сеанс связи, т. е. пока спутник проходит через зону ви­димости станции, может составлять 3-3,5 МБ. В состав станции входят антенна, малошумящий ВЧ усилитель (МШУ), кабель снижения, де­модулятор сигнала, интерфейс связи с компьютером, персональный компьютер и программное обеспечение.

Антенна станции «Лиана» — спиральная, ненаправленная, не требует управления. Она сравнительно легка и компактна и может быть установлена на крыше практически любого здания. Размер ан­тенны в рабочем состоянии - 150 х 100 х 100 см, вес - не более 12 кг. Максимальная длина кабеля — до 50 м (на это расстояние антенна может быть отнесена от ПК). МШУ устанавливается на основании ан­тенны. Шумовая температура — 250 К, коэффициент усиления — не менее 36 дБ, полоса пропускания — 136-138 МГц.

Демодулятор и интерфейс конструктивно выполнены на одной плате, устанавливаемой в слот расширения ПК на шине ISA. Компью­тер — обычный ПК с процессором Intel 486 или Pentium.

Рис.

- расчет расписаний приема (т. е. прохождения спутников через зону видимости станции) по орбитальным элементам спутников в стандартных форматах TLE и TBUS;

- автоматическая активизация станции по расписанию;

- запись принимаемых данных на диск ПЭВМ;

- визуализация принимаемых изображений в реальном времени.

Основные функции приложения просмотра и предварительной

обработки данных ScanViewer:

- визуализация изображений (рис. 5.9) — произвольного прямо­угольного фрагмента в произвольном масштабе. в сером или псевдо­цветном представлении;

- географическая привязка изображений с наложением карты и возможностью коррекции привязки по опорным точкам (рис. 5.10);

- фрагментация изображений;

- экспорт изображений в обменные графические форматы и вы­вод на печать.

Станция «Лиана» используется в региональных. областных и авиационных гидрометеорологических центрах. Сегодня в оператив­ной эксплуатации находится более 80 станций «Лиана».

АПК «СканЭкс». Станция СканЭкс предназначена для приема и записи информации. передаваемой с полярно-орбитальных спутников серии NOAA в формате HRPT (High Resolution Picture Transmission) в диапазоне 1.7 ГГц.

Основную часть принимаемого потока составляют данные ска­нирующего радиометра AVHRR. который формирует изображения подстилающей поверхности в 5 спектральных диапазонах (от видимо­го до теплового инфракрасного). в полосе обзора шириной 3000 км. с пространственным разрешением в середине полосы 1.1 км.

Станция получает изображение окружающей ее территории 8­12 раз в сутки. Объем информации. получаемой за один сеанс связи. т.е. пока спутник проходит через зону видимости станции. может со­ставлять до 80 МБ.

В состав станции входят:

- антенная система.

- лабораторный настольный блок.

- интерфейс связи с компьютером.

- персональный компьютер.

- программное обеспечение.

лен облучатель с малошумящим усилителем (МШУ) и преобразовате­лем частоты.

Полярно-орбитальные искусственные спутники Земли серии NOAA (США) выводятся на солнечно-синхронные орбиты. т. е. каж­дые сутки спутник проходит над любой территорией примерно в одно и то же местное время. Высота орбиты порядка -- 830 или 870 км. Ор­биты проходят вблизи полюсов Земли. и с учетом широкой полосы обзора (3000 км) это гарантирует съемку любого участка поверхности не менее 6 раз в сутки с каждого спутника. В настоящее время функ­ционируют NOAA-12. 14. 15. 16.

АПК «СканЭкс» принимает информацию ИСЗ в цифровом фор­мате HRPT в диапазоне 1670-1710 МГц с разрешением 1.1 км. Для сравнения: станция «Лиана» принимает информацию ИСЗ в аналого­вом формате APT в диапазоне 137 МГц с разрешением порядка 3 км. Съемка вдоль подспутниковой трассы и передача информации ведется непрерывно. Для приема не требуется лицензирования. если информа­ция не используется в коммерческих целях. Комплекс «СканЭкс» ра­ботает на базе обычного IBM совместимого персонального компьюте­ра и полностью управляется программно. Участие оператора требуется только для коррекции таймера ПЭВМ. контроля свободного простран­ства диска. замены орбитальных данных и расчета расписания.

В состав персональной станции приема входит аппаратное и программное обеспечение. Аппаратная часть состоит из антенной сис­темы и блока преобразования информации. Программное обеспечение включает следующие приложения:

1) приема: обеспечивает управление комплексом при приеме и тестировании. расчет расписания прохождения спутников в заданном интервале времени. автоматический прием данных по расписанию. расчет траектории спутника для управления антенной. индикацию со­стояния антенны и потока данных в процессе приема. формирование файла принимаемых данных и запись его па жесткий диск. формиро­вание растрового изображения одного из спектральных каналов и ото­бражения его на дисплее в темпе приема;

2) просмотра (рис.

3) архивации: обеспечивает эффективную работу с большим ко­личеством снимков и позволяет организовать запрос по дате и терри­тории съемки;

4) геометрической нормализации: обеспечивает трансформацию изображений в ряд географических проекций и экспорт их в формат

Windows BMP.

Рис. 5.11. Просмотр изображения в АПК