EXPERIENCE OF CREATION OF THE GROUND CALIBRATION POLYGON COMPLEX FOR THE SPACE SYNTHETIC APERTURE RADAR TESTING

全文:

Комплексная проверка качественных характеристик получаемых снимков и калибровка спецаппара-туры на этапе проведения летных испытаний КА и штатной эксплуатации обычно проводится с использованием наземного оборудования полигоннокалибровочного комплекса (ПКК), оснащенного необходимыми метрологическими средствами. В качестве метрологических средств могут быть использованы различного рода миры, отражатели и т. д., что зависит от диапазона длин волн спецаппаратуры, используемой для получения снимков и оцениваемых характеристик снимков. В настоящее время нет готовых для использования по назначению ПКК, поэтому, принимая во внимание теоретические разработки и их практическое применение работ [1; 2], реализованных в рамках темы «Открытое небо» было принято решение о разработке ПКК для МКА «Кондор-Э» МКА «Кондор-Э» является многоцелевым космическим аппаратом легкого класса, который предназначен для получения информации в интересах задач социально-экономического развития и коммерческого использования методом дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Бортовая аппаратура космического аппарата реализует принцип радиолокационного наблюдения земной поверхности. Космический аппарат обеспечивает наблюдение Земной поверхности в диапазоне 80° с. ш. - 80° ю. ш., а получаемая информация позволяет решать коммерческим потребителям следующие задачи: - картографирование и мониторинг за природными ресурсами; - экологический мониторинг заданных территорий с целью предупреждения о катастрофах и бедствиях природного и техногенного характера; - геологическая разведка местности при строительстве объектов социально-экономического назначения и градостроительства; - Контроль ледовой обстановки в северных широтах и проводка морских судов; - контроль за нахождением морских судов в территориальных водах в местах интенсивного лова рыбы; - поиск судов, терпящих бедствие; - контроль оползневых процессов на склонах дамб и инженерных гидротехнических сооружений; - контроль просадок (вспучиваний) почвы техногенного и природного характера; 30 Раздел 1. Радиолокационная поляриметрия и интерферометрия. Радиометрия земных покровов - обнаружение поверхностно-активных пленок на водных поверхностях, а также утечек ряда загрязняющих веществ. МКА состоит из универсальной космической платформы со служебными бортовыми системами и модуля полезной нагрузки, который комплектуется радиолокатором бокового обзора с синтезированной апертурой (РСА). Основные характеристики МКА приведены в таблице. Для проверки и периодического подтверждения сквозных характеристик РСА, оценки радиометрической чувствительности РСА, периодической калибровки радиометрической шкалы и оценки точности привязки получаемых радиолокационных изображений к географическим координатам в настоящее время разработан и апробирован полигонно-калибровочный комплекс [3]. ПКК размещается на территории Харьковской области (Украина). В состав метрологических средств ПКК входят пять маркеров ПКК - центральный (точка прицеливания) и граничные (вблизи углов ПКК), состоящие из четырех трехгранных уголковых отражателей (УО), с треугольными гранями, ориентированных в верхнюю полусферу. По своим характеристикам маркеры обеспечивают ЭПР на уровне 20-40 дБ. Маркеры размещены на стационарных опорных устройствах - плоских деревянных платформах, поднятых на высоту 2,5 м над поверхностью земли. Так же выполнены краевые маркеры контрольно - калибровочного комплекса (ККК) ПКК. На ПКК организовано в виде пикетов и абрисов около 300 опорных точек, на каждой из которых согласно плану эксперимента могут быть в случайном или регулярном порядке размещены метрологические средства. Выделено более 20 эталонных участков -площадок 25 х 25 м2, сохраняющих изоморфность инфраструктуры и отражающих характеристик в любых сезонных и погодных условиях. ККК состоит из потенциальной миры для оценки радиометрической чувствительности и динамического диапазона РСА и пространственной миры для оценки пространственной разрешающей способности РСА, состоящих из самофазированных трехгранных уголковых отражателей с треугольными гранями. Метрологические средства располагаются на опорноповоротных устройствах, обеспечивающих их переориентацию и исключающих влияние переотражений, на подстилающей поверхности с УЭПР -30 дБ. Все метрологические средства ПКК аттестованы и сертифицированы. Итогом разработки и создания ПКК на данном этапе явилось проведение летных испытаний, которые состоялись 14.02.2012 г. с привлечением КА «RadarSat-2» (λ = 5,6 см). Фрагмент РЛИ ККК с потенциальной и пространственной мирами приведен на рисунке. Как видно, созданные метрологические средства и разработанные методы их установки и ориентации обеспечивают получение надежных данных для оценки основных характеристик РСА космического базирования. РЛИ ККК с двумя мирами УО и краевыми маркерами РЛИ ПКК в целом, несмотря на сложные погодные условия (метель, 4оз. = -300°C), обеспечило возможность оценки разрешения по приращению уровня обратного рассеяния сцен, точной (р > 0,99) географической привязки всех тестируемых объектов. Основные характеристики МКА Наименование Значение Параметры рабочей орбиты: - высота; 450-900 км - наклонение до 98° Режимы работы РСА Детальный прожекторный (ДПР) Детальный непрерывный (ДНР) Обзорный (ОР) Характеристики наблюдения: ДПР ДНР ОР - разрешение, м 1-2 1-3 5-30 - полоса захвата, км 10 χ 10 10 X 15 200 - длина маршрута, км до 150 до 800 - полоса обзора, км 2 χ 500 - поляризация Н и/ или V Длины волны, см ~ 9,6 (S-диапозон) Производительность покадровой съемки (ДПР) до 30 кадров в сутки 31 Вестник СибГАУ. № 5(51). 2013 Летные испытания показали [4], что созданный ПКК, разработанные метрологические средства и способы их установки обеспечивают возможность валидации, верификации и калибровки характеристик РСА и полученных с их использованием РЛИ. Специальное описание и оборудование территории ПКК может быть расширено и унифицировано, что значительно расширяет возможности наземного обслуживания ДЗЗ из космоса.

作者简介

L. Atroshenko

Kharkov National University named after V. N. Karazina

4 Svobody square, Kharkov, 61022, Ukraine

N. Gorobec

Kharkov National University named after V. N. Karazina

Email: Nikolay.N.Gorobets@univer.kharkov.ua
4 Svobody square, Kharkov, 61022, Ukraine

M. Krasnogorskiy

Kharkov National University named after V. N. Karazina

4 Svobody square, Kharkov, 61022, Ukraine

V. Malukov

JSC “Military and industrial corporation of “SPA Mashinostroyenie”

33 Gagarin st., Reutov, Moscow Region, 143966, Russia

参考

补充文件