Повышение точности географической привязки данных измерений МТВЗА-ГЯ

Результаты анализа данных спутниковых наблюдений, поступающих с российского сканера/зондировщика МТВЗА-ГЯ, установленного на борту космического аппарата «Метеор-М»№ 2-2, показывают, что их географическая привязка выполнена с ошибками, в некоторых случаях достигающих величин 70-100 км (5-7 элементов разрешения прибора). Общепринятой является практика постоянного контроля качества геопривязки для сканирующих радиометрических комплексов космического базирования с ее последующей (в случае необходимости) корректировкой. Выделяют несколько наиболее частых причин снижения точности геопривязки: смещение спутниковых часов, представляющее собой разницу между показаниями спутниковых часов и всемирным координированным временем (UTC); систематическая несоосность прибора, когда положение надира не указывает на подспутниковую точку (тангаж, крен и рыскание сканера); зависящие от времени ошибки ориентации спутника (тангаж, крен и рыскание космического аппарата); неточность эфемеридных данных, используемых для прогнозирования положения спутника; ошибки моделирования программы сканирования прибора, такие как вариации азимутального углового шага. Подобные ошибки возникают при работе любых радиометрических сканеров, функционирующих на орбите. В ходе эксплуатации происходит их планомерное выявление, корректировка и последующий пересчет всего набора полученной информации, включая и готовые продукты. К сожалению, описание такого рода работ, относящихся к МТВЗА-ГЯ, в открытой литературе отсутствуют.
В настоящее работе представлено описание подхода, позволяющего контролировать качество географической привязки МТВЗА-ГЯ и определять оптимальные значения корректирующих параметров. Проведенный анализ данных этого инструмента показал, что основной вклад в ошибки географической привязки вносят углы крена, тангажа и рыскания, определяющие несовпадение приборной системы координат с системой координат космического аппарата. В связи с этим был предложен итерационный алгоритм подбора этих углов, где в качестве минимизируемой функции использовалась разница измерений на восходящих и нисходящих полувитках МТВЗА-ГЯ. В результате применения данного алгоритма к результатам измерений МТВЗА-ГЯ за 2020 год был произведен расчет средних значений корректирующих углов крена, тангажа и рыскания этого прибора. Найденные значения составили: (- 0,84±0,15) град. (для угла рыскания), (-0,44±0,14) град. (для угла крена) и (+1,13±0,05) град. (для угла тангажа). Было показано, что введение указанных углов в процедуру географической привязки МТВЗА-ГЯ позволяет существенно снизить её ошибки. Так, средние расхождения береговых линий, заимствованных из высокоточных географических баз данных и восстановленных по радиометрическим портретам, при отсутствии корректировки географической привязки составляют (53,70±13,61) км. Аналогичные значения, полученные для реализуемого в настоящее время алгоритма, используемого в программном комплексе предварительной обработки измерений МТВЗА-ГЯ (созданного разработчиками аппаратуры), составляют (20,03±6,77) км. Применение корректирующих углов, найденных авторами настоящего доклада, позволило снизить это значение до (4,36±3,54) км.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (тема «Мониторинг», госрегистрация № 122042500031-8).