2.4. Показатели периодичности наблюдения объектов

В качестве показателей периодичности рассматривается время между двумя соседними по времени полета КА попаданиями объекта наблюдения с заданными координатами в зону обзора летящего КА;

Показатели периодичности КА наблюдения существенно зависят от баллистических характеристик орбитальной группировки, в частности от количества спутников, от организации схемы обзора земной поверхности, высоты полета, от характеристик оптических систем и др.

На рис. 6 представлена схема иллюстрирующая попадание объекта наблюдения в зону обзора космического аппарата.

1

2

3

Зона

обзора

КА

Направление полета

Объект наблюдения

Рис. 6. Схема, иллюстрирующая попадание объекта наблюдения в зону обзора космического аппарата

Комплексная модель для оценки показателей периодичности включает в себя следующие частные модели.

1. Модели для оценки факта попадания объекта наблюдения в зону обзора космического аппарата.

2. Модели для построения области зоны обзора космического аппарата в плоской системе координат.

3. Имитационная модель для оценки оперативности подлета КА к объектам наблюдения с учетом случайных моментов времени выдачи программы на съемку цели со случайными географическими координатами объекта наблюдения.

Схемы заполнения межвиткового интервала витками различных суток при обзоре земной поверхности

Варьируя параметры орбиты можно добиться того, чтобы трассы спутника в первые сутки полета и трассы спутника во вторые сутки полета совпадали. Для обеспечения поперечного перекрытия полос обзора параметры орбит спутника подбирают таким образом, чтобы трассы последующих суток проходили со смещением относительно трасс первых суток полета космического аппарата (см. рис. 7).

Трасса первых

суток полета

Трасса вторых

суток полета

Трасса первых

суток полета

Рис. 7. Заполнение межвиткового интервала витками различных суток

Модель для оценки факта попадания объекта наблюдения в зону обзора космического аппарата

Зона обзора аппаратуры зондирования космического аппарата в фиксированный момент времени, как упоминалось, представляет собой круг на поверхности Земли, точнее – сегмент сферической поверхности, ограниченный окружностью с радиусом, равным радиусу зоны обзора аппаратуры наблюдения. Причем форма границы этой зоны (окружность) не зависит от широты подспутниковой точки и от сгущения линий долготы при перемещении по поверхности Земли от экватора к полюсам (см. рис. 1).

Рассмотрим схему, представленную на рис. 8.

Рис. 8. Схема для определения радиуса зоны обзора КА
и условия попадания объекта наблюдения в эту зону

На этой схеме показано сечение Земли, проходящее через ее центр O, через спутник K и подспутниковую точку P. Точки А и В соответствуют границе зоны обзора космического аппарата. Угол полураствора этого конуса представляет собой максимальный угол разворота оптической оси ОЭТК в произвольном направлении от надира. Этот угол, как правило, задается при проектировании КА из условий обеспечения достаточного качества снимка.

Размер сегмента шара (радиус зоны обзора - отрезок АD) зависит только от высоты Н полета КА и не зависит от широты подспутниковой точки.

Условие попадания объекта наблюдения в зону обзора космического аппарата можно получить из следующих рассуждений.

Если объект попадает в зону видимости спутника, то он лежит на поверхности ранее указанного сегмента в пределах конуса с углом полураствора , вершина которого располагается в центре Земли, а основание совпадает с границей сегмента обзора поверхности Земли аппаратурой зондирования КА. Назовем этот угол для сокращения центральным земным углом зоны возможного наблюдения КА.

Условие "захвата" объекта наблюдения аппаратурой зондирования КА выглядит следующим образом:

. (1)
где и- долгота и широта подспутниковой точки КА;

и - долгота и широта объекта наблюдения.