Cuando se trata de tomar fotografías, naturalmente pensamos en cámaras y obturadores. Es común pensar en apuntar la cámara a lo que se necesita capturar, y tan pronto como se presiona el obturador, se puede obtener una imagen. Esta imagen contendrá datos con los tres colores primarios en píxeles 2D. Sin embargo, el caso es bastante diferente cuando se trata de la observación de la tierra (superficie/atmósfera). El principio específico de generación de imágenes a través de satélites es un poco más complejo.
Método de exploración
Los satélites se pueden dividir en geoestacionarios y de órbita polar. Esta división es según sus órbitas. Sabemos que la velocidad angular de rotación de la tierra es fija. Si se usa un satélite para monitorear la tierra constantemente, entonces la altura de la órbita del satélite es fija. Este es un satélite fijo. La altura del satélite fijo es de 36.000 km y el radio de la Tierra es de unos 6.371 km. Es concebible que el ángulo de visión de la tierra desde el satélite sea de sólo 18°. ¿Cómo puede ser bueno el efecto de la imagen directa? Queremos tener imágenes de muy alta resolución y necesitamos usar el método de”escaneo”.
Específicamente,”escanear”es obtener datos ajustando el ángulo del instrumento de observación. Entonces, será necesario apuntarlo a diferentes posiciones en la tierra. Por ejemplo, en el satélite meteorológico Fengyun 2, él mismo gira alrededor de su eje principal. Por lo tanto, el sensor puede escanear los datos de observación en forma de cinturón en la tierra. Luego ajuste la actitud del satélite e inclínelo hacia arriba y hacia abajo para escanear los datos”paralelos”en la tierra.
Las líneas rojas indican la ruta de escaneo y la dirección de rotación del satélite
Por supuesto, diferentes satélites pueden usar diferentes métodos de ajuste de actitud para mejorar la tasa de utilización de la observación. En el Fengyun 2, hay una rotación de 360° del propio satélite. Sin embargo, solo unas pocas decenas de grados miran hacia la tierra. Además, su tasa de uso obviamente no es alta. Sin embargo, para el Fengyun 4 se adopta un método de estabilización de tres ejes. Controla activamente la orientación del satélite, de modo que el detector siempre mire hacia la tierra durante el proceso de rotación. Con este diseño, la eficiencia de observación es obviamente mucho mejor.
“Fengyun-4 Weather Satellite”
¿Por qué no el método de estabilización de tres ejes?
Entonces algunas personas no pueden ayudar pero pregunte, ¿por qué el método de estabilización de tres ejes no controló la orientación del satélite antes? Porque el método de estabilización de tres ejes no es tan simple. El método de estabilización de giro puede estabilizar fácilmente su propia actitud cuando el satélite se mueve alrededor de la tierra. El punto clave es que el propio satélite es axisimétrico a su eje principal. Por el contrario, el método de estabilización de tres ejes quiere mantener la sonda siempre mirando hacia la tierra. La actitud del satélite y cómo estabilizarlo es un gran problema.
Gizchina Noticias de la semana
En segundo lugar, la radiación solar del satélite estabilizado por rotación es uniforme. Sin embargo, la opción estable de tres ejes tiene un lado siempre mirando hacia la tierra. La diferencia en la cantidad de radiación solar en los dos lados del satélite hará que se deforme. El desarrollo y uso de los materiales y la disposición de los instrumentos requieren una cuidadosa consideración. Obtener imágenes de la tierra desde tales distancias no es nada sencillo.
En órbita polar
Porque la opción geoestacionaria está muy lejos de la tierra, y la precisión de la observación seguramente será limitada.. Si queremos obtener datos de observación de mayor precisión, necesitamos satélites en órbita polar. Los satélites de órbita polar (también llamados satélites heliosincrónicos) tienen una órbita más baja que los satélites geoestacionarios. Miden unos 840 km y orbitan los polos norte y sur de la Tierra. Su método de observación se puede imaginar como un escaneo durante la TC. Dondequiera que barre el instrumento/satélite, captura el lugar por el que barre. Por lo tanto, la órbita del satélite y la longitud y latitud de los datos de observación pueden coincidir directamente. Los científicos planetarios a menudo llaman a esto”datos de seguimiento”. A modo de ejemplo, a continuación se muestra el satélite CloudSat barrido de la Tierra en un día en una estación
Podemos ver que la cobertura es relativamente pequeña. Por supuesto, también hay satélites en proceso de viaje. Esto agregará el instrumento de detección a la oscilación perpendicular a la dirección orbital. Esto ayudará al equipo a detectar los datos de una superficie. Por ejemplo, la imagen de la izquierda es la precipitación superficial medida por el satélite GPM. Si dibuja un perfil en la línea roja, puede obtener el perfil de la tasa de precipitación en la línea roja (imagen de la derecha).
Problema de lapso de tiempo
Tan simple como suena, el proceso es bastante complejo. Obviamente, hay una diferencia de tiempo en los datos observados de cada órbita. El período del satélite en órbita alrededor de la tierra es de unos 84 minutos. Cuando seleccionamos una pista para el análisis de datos, en realidad es difícil decir que estos 84 minutos de datos son al mismo tiempo. La diferencia horaria también debe tenerse en cuenta al seleccionar un determinado período de análisis de datos.
Un análisis de datos global o regional considerará muchos días de conjuntos de datos. Estos datos se trazarán en un gráfico y esto podría representar el estado promedio a largo plazo. Los datos de”estado promedio”no son el promedio de un largo período de observación continua. En realidad, es el punto observado nuevamente después de un largo intervalo de tiempo. Esto se debe a que la observación obtiene menos que”datos simultáneos”. El promedio de diferentes puntos en el mapa es en realidad el promedio de diferentes tiempos. Es un poco confuso. De todos modos, además de la resolución espacial, la mejora de la precisión del tiempo también es algo muy importante.
Fuente/VIA:
