Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Будущая конференция
Архив конференций
2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003
Личный кабинет
Зарегистрироваться на сайте Войти на сайт Забыли пароль?
Электронный сборник статей
«Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли - RORSE 2018»
Журнал
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Дополнительная информация
Контакты Полезная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:

Двадцать третья международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"

XXIII.C.393

Анализ конструкций космических аппаратов и орбитального построения современных и перспективных зарубежных космических систем с СВЧ-радиометрами

Барсуков И.А. (1), Болдырев В.В. (1), Гаврилов М.И. (1), Гришунин С.А. (1), Евсеев Г.Е. (1), Зубков И.А. (1), Стрельцов А.М. (1), Яковлев В.В. (1)
(1) АО "Российские космические системы", Москва, Россия
СВЧ-радиометр космического базирования регистрирует восходящее излучение атмосферы Земли и позволяет получать данные независимо от облачности (погоды) и времени суток, которые обычно используются для решения задач численного прогнозирования погоды (ЧПП), определения стандартных метеорологических параметров (содержание водяного пара и воды в облаках, температуру морской поверхности, скорость приводного ветра и пр.), а также восстанавливать вертикальные профили температуры и влажности воздуха. Одним из современных бортовых приборов является микроволновый сканер/зондировщик МТВЗА-ГЯ разработанный для метеорологического спутника третьего поколения «Метеор-М», который включает в себя функции сканера, температурного и влажностного зондировщиков. За более чем пятнадцатилетний период проведения летных испытаний и эксплуатации приборов МТВЗА-ГЯ в составе КА Метеор-М (запуск первого КА был осуществлен 17 сентября 2009 года) накоплен колоссальный объем данных, огромный опыт и знания, которые позволяют на основе полученных данных выстраивать временные ряды, решать климатические задачи и определять причины и источники проявления тех или иных атмосферных явлений. За этот период было проведено макетирование перспективного СВЧ-сканера/зондировщика/поляриметра МТВЗА-ГЯ-МП для КА «Метеор-МП», создан СВЧ-радиометр (МИРАМ-К) для установки на МКА, были проработаны варианты создания новых приборов: СВЧ-радиометр (МЛР-ГМ) для регистрации малых газовых составляющих, в том числе производных парниковых газов, для решения климатических задач, который предполагалось устанавливать на платформу малого КА, СВЧ-радиометр (МИРА-КГС) для определения параметров влажности (паросодержания) атмосферы для коррекции данных радиовысотомера или радиолокатора, разрабатывались предложения по созданию СВЧ-радиометра для установки на платформу геостационарного спутника. а также предложения по модернизации существующих приборов,которые до настоящего времени пока не были реализованы.
За рубежом в последнее время наступил период модернизации космических средств СВЧ-радиометрии, а также создаются новые приборы с новыми функциональными характеристиками.
На примерах конструктивных решений и орбитального построения современных зарубежных космических систем и космических аппаратов с СВЧ-радиометрами (WSF-M, JPSS, MetOp-SG, AWS, CIMR, GCOM-W1 (AMSR2), GOSAT-GW (AMSR3), FY-3G/FY-3RM-1 (MWRI-RM), HY-4 (IMR и MICAP) проводится анализ вариантов улучшения параметров пространственного разрешения, оперативности обновления данных и расширения функциональных возможностей бортовых микроволновых приборов.
На основе анализа создания космических систем с СВЧ-радиометрами выделены следующие направления модернизации бортовых приборов, космических аппаратов и средств НКУ и НКПОР :
- Модернизация бортовых СВЧ-радиометров, которая включает в себя мероприятия по совершенствованию собственно технических характеристик бортовых СВЧ-радиометров (повышение чувствительности СВЧ-приемников, повышение пространственной разрешающей способности, а также повышение разрешающей способности в измерительных каналах) и совершенствование функциональных характеристик бортовых СВЧ-радиометров (повышение точности систем калибровки; расширение (обеспечение потенциальной) полосы обзора и повышение разрешающей способности зондирующих каналов), которые обеспечиваются в том числе и конструкцией платформы КА;
- Модернизация бортовых систем платформ КА, которые обеспечивают информационные и точностные характеристики получаемых данных (повышение точности поддержания ориентации КА вокруг центра масс КА, увеличение количества (обеспечение требуемого количества) функциональных команд управления, увеличение количества датчиков и скорости передачи ТМИ, обеспечение требуемой скорости передачи ЦИ и особенно обеспечение ЭМС СВЧ-радиометра с другими системами платформы).
- Модернизация наземных средств Наземного комплекса управления (НКУ) и средств Наземного комплекса приема, обработки и распространения ЦИ (НКПОР), которые должны обеспечить эффективную эксплуатацию космического сегмента системы СВЧ-радиометрии. Это включает в себя не только технические (повышение оперативности доставки информации (ТМИ, ЦИ и пр.), сокращение времени подготовки массивов принятой информации (ЦИ, ТМИ и пр.) к процессам обработки, сокращение времени предварительной обработки массивов принятой информации и доставки их тематическому потребителю), но и оперативные и системные мероприятия.
Приведены информационные сообщения о развитии космических гидрометеорологических программ Европейского космического агентства и Китая.

Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), СВЧ-радиометрия, микроволновый сканер/зондировщик, микроволновые радиометры, МТВЗА-ГЯ, одномерный интерферометрический радиометр, временные ряды, спутниковые данные.
Литература:
  1. Рекомендация МСЭ-R RS.1861-1 (12/2021). Типовые технические и эксплуатационные характеристики систем спутниковой службы исследования Земли (пассивной), использующей распределения между 1,4 и 275 ГГц / Серия RS. Системы дистанционного зондирования Земли.
  2. Jackson P. T. J., Hsu A. Y., Armand N., Kutuza B., Shutko A., Tishchenko Y., Petrenko B., Evtushenko A., Smirnov M., Savorskij V., Sorokin I., Nikolaev A., Sidorenko A. Priroda passive microwave observations in the Southern Great Plains 1997 hydrology experiment // Proc. IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS’98). 1998. P. 1568–1570.
  3. Черный И. В., Чернявский Г. М., Успенский А. Б., Пегасов В. М. СВЧ-радиометр МТВЗА спутника ≪Метеор-3М≫ № 1: предварительные результаты летных испытаний // Исследование Земли из космоса. 2003. № 6. С. 1–15.
  4. Наконечный В. П., Панцов В. Ю., Прохоров Ю. Н., Стрельников Н. И., Черный И. В., Чернявский Г. М., Данилов С. Г., Казанцев О. Ю. Оптико-микроволновый сканер/зондировщик МТВЗА-ОК // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. Вып. 1. Т 1. C. 197–203.
  5. Чернявский Г. М. Отечественные технологии спутниковой СВЧ-радиометрии. Аэрокосмический курьер. 2007. № 6. С. 22–24.
  6. Болдырев В. В., Ильгасов П. А., Панцов В. Ю., Прохоров Ю. Н., Стрельников Н. И., Черный И. В., Чернявский Г. М., Яковлев В. В. Спутниковый микроволновый сканер/зондировщик МТВЗА-ГЯ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5. № 1. С. 243–248.
  7. А. В. Кузьмин, Д. М. Ермаков, И. Н. Садовский, В. В. Стерлядкин,
  8. Е. А. Шарков Группировка малых космических аппаратов глобального метеорологического наблюдения на базе микроволнового радиометра-спектрометра // Исследования Земли из космоса, 2020, № 6, с. 85–96
  9. А. А. Асташкин, А. В. Карелин, И. Н. Комиссарова, Ю. А. Кузьмин, В. А. Шувалов, А. А. Яковлев Обзор орбитальных группировок космических аппаратов оперативного метеонаблюдения // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ Т. 181 № 2 2021 с.24-55.
  10. Cherny I. V., Chernyavsky G. M., Mitnik L. M., Kuleshov V. P., Mitnik M. L. Advanced Microwave Imager/Sounder MTVZA-GY-MP for New Russian Meteorological Satellite // Proc. IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS). 2017. P. 1220–1223.
  11. Cherny I. V., Mitnik L. M., Mitnik M. L., Uspensky A. B., Streltsov A. M. Оn-orbit calibration of the “Meteor-M” Microwave Imager/Sounder // Proc. IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS). 2010. P. 558–561.
  12. Kunkee D. B., Hong Y., Thompson D. A., Werner M. F., Poe G. A. Analysis of the Special Sensor Microwave Imager Sounder (SSMIS) fields-of-view on DMSP F-16 // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2008. V. 46. No. 4. P. 934–945.
  13. Weng F., Zou X., Sun N., Yang H., Tian M., Blackwell W. J., Wang X., Lin L., Anderson K. Calibration of Suomi National Polar-Orbiting Partnership (NPP) Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS) // J. Geophys. Research. Atmosphere. 2013. V. 118. P. 1–14.
  14. Imaoka K., Kachi M., Rasahara M., Ito N., Nakagawa K., Oki T. Instrument performance and calibration of AMSR-E and AMSR2 // Intern. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science. Kyoto, Japan, 2010. V. 38. Pt. 8.
  15. Барсуков И.А., Митник Л.М., Болдырев В.В., Кулешов В.П., Гришунин С.А., Евсеев Г.Е., Митник М.Л., Баранюк А.В. и Стрельцов А.М.: «Метеор-М» № 2-3: предварительные результаты микроволнового зондирования Земли», «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», т.22 №1 (2025) с.315-326.
  16. James J. Jewell, Narinder S. Chauhan, David B. Kunkee, THE CONICAL MICROWAVE IMAGER/SOUNDER (CMIS): NEXT GENERATION CONICAL-SCANNING MICROWAVE RADIOMETER FOR NPOESS, IEEE IGARSS, 2002
  17. Митник Л. М., Митник М. Л., Чернявский Г. М., Черный И. В., Выкочко А. В., Пичугин М. К. Приводный ветер и морской лёд в Баренцевом море по данным микроволновых измерений со спутников ≪Метеор-М≫ № 1 и GCOM-W1 в январе – марте 2013 г. // Исследование Земли из космоса. 2015. № 6. С. 1–11.
  18. Чернявский Г.М., Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л., Черный И.В. Микроволновое зондирование океана, атмосферы и земных покровов по данным спутника «Метеор-М» №2. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Сборник научных статей. Том 15, №3, 2018, с.152-174.
  19. PENG ZHANG, SONGYAN GU , LIN CHEN, JIAN SHANG, MANYUN LIN, AIJUN ZHU, HONGGANG YIN, QIONG WU, YIXUAN SHOU, AND NAIMENG LU //JOURNAL OF REMOTE SENSING, 19 Dec 2023, Vol 3, Article ID: 0097
  20. https://www.c4isrnet.com/battlefield-tech/space/2020/05/19/new-military-weather-satellite-passes-key-milestones/
  21. https://eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/content/-/article/wsf-m
  22. https://en.wikipedia.org/wiki/Weather_System_Follow-on_Microwave
  23. https://www.ball.com/aerospace/Aerospace/media/Aerospace/Downloads/D3395_WSF-M_1217.pdf?ext=.pdf
  24. https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Meteorological_missions/Arctic_Weather_Satellite
  25. https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Meteorological_missions/Arctic_Weather_Satellite/Arctic_Weather_Satellite_s_first_images_capture_Storm_Boris
  26. https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Meteorological_missions/MetOp/MetOp_Second_Generation_instruments
  27. Overview of GPM Products, Version 2.1, January, 2017
  28. Jeffrey R. Piepmeier RFI Problems and Solutions in Spaceborne Microwave Radiometrs. // Proc. IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS’2005). 2005. P. 168–170.
  29. Первый китайский дождемер - http://novosti-kosmonavtiki.ru›articles/85869/
  30. Xinran XIA , Wenying HE, Shengli WU, Disong FU, Wei SHAO, Peng ZHANG ,Xiangao XIA, «A Thorough Evaluation of the Passive Microwave Radiometer Measurements onboard Three Fengyun-3 Satellites», Journal of Meteorological Research > 2023 > 37(4): p.p.573-588
  31. https://space.oscar.wmo.int/instruments/view/mwri_rm
  32. www.aviastat.ru Китай успешно запустил свой первый спутник для определения солености океана (AviaStat 14.11.2024 11:04);
  33. https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/10/Copernicus_Imaging_Microwave_Radiometer_mission_frequency_bands
  34. https://global.jaxa.jp/press/2025/09/20250905-1_e.html JAXA Japan Aerospace Exploration Agency: Press Release - Early observation results of the Advanced Microwave Scanning Radiometer 3 (AMSR3) onboard the Global Observing SATellite for Greenhouse gases and Water cycle “IBUKI GW” (GOSAT-GW).

Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды