Электрооптические системы. Инфракрасные системы формирования изображения (VIR), страница 10

Вторая категория электрооптических бортовых систем получения изображений — это системы среднего пространственного разрешения (от 50 до 500 м). Они похожи на системы высшей категории, но с более широкой полосой обзора — в несколько сотен километров. Примером системы средней категории может служить MSU-SK, которым оборудованы российские спутники «Ресурс». Так же как ТМ, эта система основана на механическом сканировании в диапазонах: 0,50—0,60 мкм (зеленый), 0,60—0,70 мкм (красный), 0,70—0,80 мкм (ближний инфракрасный), 0,80—1,10 мкм (ближний инфракрасный), 10,4—12,6 мкм (тепловой инфракрасный). Орбита спутника находится на высоте 835 км, а ширина обзора составляет 600 км. Единичный элемент, которому соответствует 1 пиксель изображения, имеет размер 150 м.

Третья категория электрооптических бортовых систем получения изображений — это системы низкого пространственного разрешения (свыше 500 м). Эти системы наиболее широко применяются. Низкое пространственное разрешение при получении изображения широкой полосы обзора превращается в преимущество, особенно при получении изображений поверхности океанов и континентов.

Такие изображения очень важны для измерения альбедо (как единицы климатической характеристики), температуры поверхности, характеристик растительности и многого другого. Применение в таких системах комбинаций изображений в видимом и тепловом спектрах позволяет осуществлять мониторинг облачности. Примером систем третьей категории может служить система AVHRR, которой оборудованы спутники NOAA. Основой этой системы также служит механическое сканирование в нескольких диапазонах: 0,58—0,68 мкм (красный), 0,73—1,10 мкм (ближний инфракрасный), 1,55—1,75 мкм (ближний инфракрасный для дифференциации снега и облаков), 3,55—3,93 мкм (тепловой инфракрасный), 10,3—11,3 мкм (тепловой инфракрасный), 11,5—12,5 мкм (тепловой инфракрасный). При работе на высоте 860 км система обеспечивает ширину охвата 2600 км. При этом единичный элемент, которому соответствует 1 пиксель изображения, имеет размер 1,1 км. На рис. 6.19 представлен фрагмент изображения в одном из диапазонов, полученного системой AVHRR.

Следует упомянуть некоторые специализированные системы. Например, были разработаны системы для определения цветности океана. Ширина полосы пропускания таких систем составляет 20 нм, ширина полосы обзора — 1000—3000 км. Так, система SeaWiFS позволяет получать изображения в восьми диапазонах, центры которых составляют 412, 443, 490, 510, 555, 670, 765 и 865 нм. Ширина каждого диапазона 20 нм, кроме двух последних — там ширина диапазона составляет 40 нм. Система рассчитана на работу с высоты 705 км, ее пространственное разрешение равно 1,1 км, а ширина полосы обзора — 1500 км.

Системы, основной задачей которых является определение температуры поверхности Земли и температуры верхних слоев облаков, используют обычно изображения в тепловом инфракрасном спектре, иногда комбинируя их с изображениями в видимом спектре. Примером таких систем служит ATSR, установленная на спутнике ERS-1. Она работает в диапазонах 1,6, 11,0 и 12,0 мкм на высоте 780 км, с шириной обзора 500 км и пространственным разрешением 1,0 км.

В заключение уделим внимание системам с циркуляционным сканированием (см. п. 6.2.2), которые используются на геостационарных спутниках. Такие системы предназначены для метеорологических наблюдений и применяют комбинацию изображений в видимом и тепловом инфракрасном спектрах. Примером таких систем служит VISSR, которой оборудованы японские метеорологические спутники GMS. В ней всего два диапазона: 0,5—0,75 мкм и 10,5—12,5 мкм. Так как располагаются эти системы на геостационарных орбитах, обзор является фиксированным — всего один квадрат поверхности Земли. Эту площадь датчик системы сканирует приблизительно за 30 мин. Его пространственное разрешение составляет 1,25 км в видимом спектре и 5 км в инфракрасном диапазоне. На рис. 6.20 представлен фрагмент изображения в видимом диапазоне, полученного GMS YISSR.