Условия получения космических снимков

Условия получения космических снимков существенно влияют на их геометрические и изобразительные свойства. Это, в свою очередь, определяет методологию и технологию фотограмметри­ческой обработки снимков и интерпретацию изображений.

Космическую съемку поверхности Земли проводят с пилотиру­емых космических аппаратов, орбитальных станций и беспилот­ных искусственных спутников Земли. Съемку могут выполнять космонавты в так называемом ручном режиме или автоматически по заданной программе.

Движется КЛА по сложной траектории, называемой орбитой. При съемке поверхности Земли используют:

- эллиптические,

- пара­болические

- гиперболические орбиты

- круговые.

При движении КЛА по эллиптической орбите Земля находится в одном из фокусов эллипса. Точка орбиты, расположенная ближе к центру Земли, называется перицентром (перигеем), а наиболее удаленная — апоцентром (апогеем).

Параболические или гиперболические орбиты соответствуют тра­ектории движения КЛА по параболе или гиперболе.

Наиболее приемлемыми являются круговые орбиты КЛА. Круговые орби­ты представляют собой окружности с центром, совпадающим с центром Земли (рис.). Радиус таких орбит r определяют как сум­му радиуса Земли и высоты по­лета Н летательного аппарата. Средний масштаб снимков при съемке с круговых орбит практи­чески одинаков. Полосы снимае­мой поверхности (полосы обзора), захватываемые с каждого витка ле­тательного аппарата, также при­мерно одинаковы.

При съемке Земли или иных планет возможны варианты полу­чения изображения:

- при подлете,

- отлете

- при прохождении мимо планеты КЛА.

Существенный недостаток съемок с КЛА, находящихся на пе­речисленных орбитах, — изменение удаленности съемочной сис­темы от снимаемой поверхности. Пропорционально изменению высоты съемки изменяется масштаб получаемых снимков.

Съемку можно выполнять со спутников Земли, находящихся на геостационарных орбитах. При этом варианте съемки положение спутника относительно поверхности не изменяется, так как его уг­ловая скорость движения равна угловой скорости движения зем­ной поверхности. При съемке с геостационарных спутников полу­чают информацию об одной территории практически в любое вре­мя. Результаты съемки можно использовать для мониторинга этой территории с различным временным интервалом.

Плоскость орбиты КЛА пересе­кает плоскость экватора под неко­торым углом i, который называют наклонением орбиты (см. рис.).

Если наклонение орбиты равно 90°, то ее плоскость проходит че­рез полюсы Земли. Такая орбита носит название полярной.

При на­клонении равном 0°, плоскость орбиты КЛА совпадает с экватором, поэтому ее называют эквато­риальной.

Использование полярной и близполярной орбиты обес­печивает выполнение съемки всей поверхности за счет вращения Земли вокруг своей оси. При уменьшении наклонения орбиты со­кращается территория, захватываемая съемочной аппаратурой. Периодичность (частота) съемки одной и той же территории в за­висимости от параметров полета КЛА может быть от 4 раз в сутки до 5...6 раз в месяц и реже. Регулярная повторяемость съемки по­зволяет применять получаемые материалы для обновления мелко­масштабных топографических и специальных карт, а также осу­ществлять мониторинг больших территорий.

От параметров полета зависит время возвращения летательного аппарата в заданную точку. Это связано с тем, что при наклоне­нии орбиты, не равном нулю (i > 0), а также из-за вращения Земли точка пересечения орбиты КЛА с экватором смещается. Если на данном витке КЛА прошел над точкой i экватора, то после оборота вокруг Земли он пройдет уже над точкой 2 эквато­ра, затем над точкой 3 и так далее. Время возврата КЛА в исход­ную (или заданную) точку над поверхностью Земли в зависимости от параметров полета составляет 1...30сут и более. Положение КЛА, а следовательно, положение съемочной аппаратуры в про­странстве определяют в географических координатах.

Высота полета КЛА при круговых орбитах находится в преде­лах от 200 до 1000 км.

В зависимости от фокусного расстояния используемой съемоч­ной системы и высоты полета КЛА снимки получают в масштабе от 100 000 до 10000000.

Один из главных факторов, влияющих на качество изображе­ний - огромная скорость движения КЛА, приводящая к фотографическому смазу.