Полёты в космос Скачать
презентацию
<<  Исследования в космосе Освоение космоса  >>
Институт космических исследований РАН
Институт космических исследований РАН
Внедрение
Внедрение
Элементы истории
Элементы истории
Космос
Космос
Системы микроволнового зондирования
Системы микроволнового зондирования
Радиометр дециметрового диапазона
Радиометр дециметрового диапазона
Зондировщик
Зондировщик
Состояние микроволновой радиометрии
Состояние микроволновой радиометрии
Характеристики спутниковых микроволновых систем
Характеристики спутниковых микроволновых систем
Направления развития систем микроволнового зондирования
Направления развития систем микроволнового зондирования
Синтез сканеров и зондировщиков
Синтез сканеров и зондировщиков
Частотные каналы
Частотные каналы
Микроволновый сенсор
Микроволновый сенсор
Канал с двумя поляризациями
Канал с двумя поляризациями
Эволюция микроволновых систем
Эволюция микроволновых систем
Разработка нового поколения спутниковых систем
Разработка нового поколения спутниковых систем
Наклонение орбиты
Наклонение орбиты
Микроволновые системы апертурного синтеза
Микроволновые системы апертурного синтеза
Микроволновые активно-пассивные системы
Микроволновые активно-пассивные системы
Eugene A. Sharkov
Eugene A. Sharkov
Слайды из презентации «Зондирование Земли» к уроку астрономии на тему «Полёты в космос»

Автор: E.Sharkov. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Зондирование Земли.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 80 КБ.

Скачать презентацию

Зондирование Земли

содержание презентации «Зондирование Земли.ppt»
СлайдТекст
1 Институт космических исследований РАН

Институт космических исследований РАН

Е. А. Шарков Институт космических исследований РАН E-mail: esharkov@iki.rssi.ru.

Пассивное микроволновое зондирование Земли : прошлое, настоящее и планы на будущее

11 ноября 2014 г.

1

2 Внедрение

Внедрение

Введение.

Стремительное внедрение за последние 10-15 лет методов и средств микроволновой диагностики в аэрокосмические наблюдения явилось следствием принципиально новой ( по отношению к оптическому и инфракрасному диапазонам) физической информативности микроволнового зондирования при изучении земных объектов ( поверхности и атмосферы ). Развитие и эволюция приборного парка и научно-исследовательских проектов микроволнового зондирования происходило, разумеется, весьма неоднородным и неравномерным образом. Тем не менее на сегодняшний день ни одна потенциальная крупная спутниковая миссия по исследованию Земли не обходится без включения в нее пассивных радиофизических приборов в той или иной конфигурации. В настоящей сообщении анализируется некоторые исторические элементы развития микроволновых миссий (включая вопросы развития приборного парка), современное состояние и некоторые планы на будущее .

11 ноября 2014 г.

2

3 Элементы истории

Элементы истории

развития микроволновой радиометрии.

1946г. Первые микроволновые исследования радиоизлучения атмосферы ( проф. Дике) (?= 1,5 см, ? T = 8 K ). 1962г. запуск космического корабля Mariner-2 для исследования структуры и физико-химического состава облачных слоев Венеры при помощи двух-частотной методики (?= 1,35 и 1,9 см, ? T = 2 K ).

11 ноября 2014 г.

3

4 Космос

Космос

1968г. ( 1970г.) ИСЗ «Космос –243» («Космос-384») многочастотный бортовой радиотепловой комплекс (?= 0,8; 1,35; 3,4 и 8,5 см, ? T = 0,7- 2 K ). Ограничения - трассовый режим, отсутствие информации по пространственным полям излучения, поляризационным свойствам поверхностей и по атмосферным профилям . 1972 г. ИСЗ Nimbus-5 . Панорамный сканирующего радиотеплового комплекса ESMR (?= 1,55 см, ? T = 1,5К). Антенна – ФЭАР. Радиотепловой зондировщик NEMS ( три канала в 5-мм линии кислорода и два канала для зондирования по двух-частотной методике – 1,35 и 0,8 cм ).

11 ноября 2014 г.

4

5 Системы микроволнового зондирования

Системы микроволнового зондирования

Системы трассерного типа

Системы панорамного типа ( сканеры )

Измерительные системы ( зондировщики)

11 ноября 2014 г.

5

6 Радиометр дециметрового диапазона

Радиометр дециметрового диапазона

1973г. – КК Skylab . Радиометр дециметрового диапазона ( длина волны 21 см ) . Антенна – ФР (диаметр- 100 см ) . Радиотепловой комплекс сантиметрового диапазона с антенной системой параболического типа со значительной апертурой ( диаметр 117 см ) и механическим сканированием ( полоса – 180 км ) . 1975г. – ИСЗ Nimbus-6. Панорамный сканирующего радиотеплового комплекса ESMR (?= 0,8 см, ? T = 1,5К). Антенна – ФЭАР, две поляризации . Радиотепловой зондировщик –сканер SCAMS ( три канала в 5-мм линии кислорода и два канала для зондирования по двух-частотной методике – 1,35 и 0,8 cм ).

11 ноября 2014 г.

6

7 Зондировщик

Зондировщик

1978, 1979гг. – NOAA-5 , 6 . Зондировщик – сканер (четыре канала в 5-мм линии кислорода ). 1978г. - Nimbus-7 ( 1988г.) и КК Seasat (90 суток). Многочастотный (5 частот ) и двух-поляризационный (вертикальная и горизонтальная) панорамный комплекс SMMR. Коническое сканирование с фиксированным углом наблюдения ( 50° ) . 1979г. КС Салют-6. Космический раскладывающийся радиотелескоп КРТ-10 с диаметром антенного зеркала 10 м и на длинах волн 72 и 12 см . Проекты (1978-1982гг.) космических радиоантенн с апертурами 100 м – 10000 м .

11 ноября 2014 г.

7

8 Состояние микроволновой радиометрии

Состояние микроволновой радиометрии

Современное состояние микроволновой радиометрии.

DMSP Mission

TRMM Mission

Aqua Mission

ADEOS-II Mission

Сканер- SSM/I Зондировщик SSM/T-2

Сканер- TMI

Сканер- AMSR-E. Cканер- зондировщик AMSU-A .

Сканер- AMSR

11 ноября 2014 г.

8

9 Характеристики спутниковых микроволновых систем

Характеристики спутниковых микроволновых систем

Прибор

SSM/I

TMI

AMSU-A

AMSR-E

AMSR

Полоса обзора, км

1400

760

1650

1445

1600

Элемент разрешения

15-60

6-50

40

5-60

5-50

Частоты, ГГц

19,3-85,5 4 канала

10,7-85,5 5 каналов

15-90 15 каналов

6,9 – 89 6 каналов

6,9 – 89 8 каналов

Год запуска, спутник

1987, DMSP

1997, TRMM

2002, Aqua

2002, Aqua

2002, ADEOS-II

11 ноября 2014 г.

9

10 Направления развития систем микроволнового зондирования

Направления развития систем микроволнового зондирования

Потенциальные направления развития систем микроволнового зондирования.

Синтез сканеров и зондировщиков

Микроволновые системы апертурного синтеза

Микроволновые поляриметрические системы

Микроволновые системы с макроантеннами

Синтез оптических и радио телескопов

Лимбовые микроволновые системы зондирования

11 ноября 2014 г.

10

11 Синтез сканеров и зондировщиков

Синтез сканеров и зондировщиков

Потенциальные миссии : МТВЗА-ОК ( РФ, ИСЗ Сич 1М ) ; CMIS ( США, программа NPOESS ); GMS ( США, программа GOES ) ; CLOUDS ( ESA/NOAA); MEGHA-TROPIQUES (CNES/ISRO)

11 ноября 2014 г.

11

12 Частотные каналы

Частотные каналы

( сканерного типа ) - 6.9, 10.6, 18.7, 23.8, 31, 36.5, 42, 48, 89 ГГц. Каждый канал с двумя поляризациями. Частотные каналы измерительного типа - 10 каналов в полосе поглощения кислорода 5 мм, 3 канала в полосе поглощения водяного пара ( 183 ГГц). Основная апертура антенны – 60 см. Полоса конического обзора – 2000 км. Элемент разрешения - от 7 до 200 км. Угол наблюдения ( на поверхности Земли ) - 65 °.

Миссия МТВЗА-ОК ( РФ, ИСЗ Сич 1М )

11 ноября 2014 г.

12

13 Микроволновый сенсор

Микроволновый сенсор

Conical Microwave Imager/Sounder (CMIS ) ( США ).

The National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System ( NPOESS) ( 2008) NASA, NOAA, DoD

NOAA DMSP

CMIS

11 ноября 2014 г.

13

14 Канал с двумя поляризациями

Канал с двумя поляризациями

Микроволновый сенсор Conical Microwave Imager/Sounder (CMIS ) ( США ).

Частотные каналы ( сканерного типа ) - 6, 10, 18, 23, 36, 89 ГГц. Каждый канал с двумя поляризациями. Частотные каналы измерительного типа - в полосе поглощения кислорода 5 мм, и в полосе поглощения водяного пара ( 183 ГГц). Поляриметрический канал (параметры Стокса ) 18 ГГц Измерительные каналы – 77. Два рефлектора с апертурами – 220 и 70 см. Полоса конического обзора – 1700 км. Элемент разрешения - от 7 до 200 км. Угол наблюдения ( на поверхности Земли ) – 53 -58°.

11 ноября 2014 г.

14

15 Эволюция микроволновых систем

Эволюция микроволновых систем

Прибор

0,6 м

0,6 м

0,7 м

1,6 м

2,2 м

7

9

24

12

77

Масса

56 кг

62 кг

96 кг

324 кг

250 кг

Мощность

45 Вт

50 Вт

135 Вт

350 Вт

225 Вт

Время жизни

3 г

3 г

5 лет

6 лет

7 лет

SSM/I

TMI

SSMIS

AMSR-E

CMIS

Диаметр антенн

Число измерительных каналов

11 ноября 2014 г.

15

16 Разработка нового поколения спутниковых систем

Разработка нового поколения спутниковых систем

Cloud and Radiation monitoring satellite (CLOUDS) project (ESA) Цель проекта- разработка нового поколения спутниковых систем для детального и долговременного мониторинга облачных систем и связанных с ними радиационных процессов.

Cloud Liquid-water And Precipitation Microwave Imaging Radiometer (CLAPMIR) . ( сканер-зондировщик) Частоты- 6,9; 10; 18; 23; 36; 89ГГц. Четыре канала поляриметрические По 4 канала в линиях кислорода ( 55 и 118 ГГц).

Cloud Ice and Water-vapour Sub-mm Imaging Radiometer (CIWSIR) Частоты- 150, 183 (три канала), 220, 462, 682, 874 ГГц. Элемент разрешения- 10км. Антенна: две апертуры- 40 и 16 см. Полоса обзора – 1400 км. Сканирование-коническое ( 53°).

11 ноября 2014 г.

16

17 Наклонение орбиты

Наклонение орбиты

MEGHA-TROPIQUES project (CNES/ISRPO) Цель проекта- разработка нового поколения спутниковых систем для быстрого мониторинга конвективных тропических облачных систем и связанных с ними массо и энергообмена в тропиках (наклонение орбиты-22°, время обзора- до 2 часов).

Sondeur Atmospherique du Profil d’Humidite Intertropicale par Radiometrie ( SAPHIR ) Шесть каналов в линии 183 ГГц . Элемент разрешения –10 км. Точность измерения содержания водяного пара 10-20% на 6 уровнях в тропосфере от 2 км до 12 км.

Microwave Analysis and Detection of Rain & Atmosphere (MADRAS) Частоты – 10,6; 18; 23; 36; 89 и 157 ГГц. Элементы разрешения –от 6 до 50 км

11 ноября 2014 г.

17

18 Микроволновые системы апертурного синтеза

Микроволновые системы апертурного синтеза

.

Микроволновые системы апертурного синтеза

Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission(ESA). Требования I этапа ( ESA) - пространственное разрешение от 30-60 км для диапазона 21 см ( L band ). Требования II этапа ( NASA) - 10 км. GEO/SAMS Mission ( NASA) . Synthetic thinned array radiometry ( STAR) technology. Антенна – решетка облучателей в виде буквы Y. Антенна – случайное поле небольших антенн ( либо фиксированных , либо перемещающихся хаотическим образом в пространстве ( покрытие плоскости UV) .

11 ноября 2014 г.

18

19 Микроволновые активно-пассивные системы

Микроволновые активно-пассивные системы

c макроантеннами.

Ocean-salinity Soil-moisture Integrated Radiometer-radar Imaging System ( OSIRIS )

Частоты радиометра – 1,41 и 2,69 ГГц. Поляризации – В и Г ( для 1,41 ГГц - режим поляриметрический ) . Частота радара - 1,26 ГГц. Поляризации радара – ГГ, ВВ, ГВ, ВГ. Апертура антенны – 600 см ( 1200 см ) . Элемент разрешения – 35 ? 45 км. Угол наблюдения- 40 ?. Полоса сканирования – 900 км.

11 ноября 2014 г.

19

20 Eugene A. Sharkov

Eugene A. Sharkov

. Passive Microwave Remote Sensing of the Earth: Physical Foundations. Springer/PRAXIS, ISBN 3-540-43946-3. London, Berlin, New York, Singapore, Tokyo. 2003, 605p.

http://www.springeronline.com

11 ноября 2014 г.

20

«Зондирование Земли»
http://900igr.net/prezentatsii/astronomija/Zondirovanie-Zemli/Zondirovanie-Zemli.html
cсылка на страницу
Урок

Астрономия

25 тем
Слайды
Презентация: Зондирование Земли.ppt | Тема: Полёты в космос | Урок: Астрономия | Вид: Слайды