Мұхитты қашықтықтан зондтау спутниктері: Жердегі тіршілік көзін қорғау

Мұхитты қашықтықтан зондтау спутнигі

Теңіздегі қашықтықтан зондтау спутниктері - теңіз элементтері мен теңіз ортасын анықтау үшін қолданылатын, теңіз биологиялық ресурстарын игеру және пайдалану, теңіздің ластануын бақылау және алдын алу, жағалау аймағының ресурстарын игеру және теңіз ғылыми зерттеулері сияқты салаларға қызмет көрсететін мамандандырылған спутниктер. Теңіз элементтеріне мұхит түсі, мұхит динамикасы және теңіз нысандары кіреді.

Мұхитты қашықтықтан зондтау спутниктерінің құрамы және жіктелуі

Мұхиттан қашықтықтан зондтау спутниктері, әдетте, оптикалық және микротолқынды қашықтықтан зондтау пайдалы жүктемелерін тасымалдайтын платформа мен пайдалы жүктемелерден тұрады. Оптикалық пайдалы жүктемелерге әдетте теңіз түсі мен температурасын өлшейтін құралдар, жағалау аймағын бейнелейтін құрылғылар және т.б. кіреді, олар негізінен теңіз түсі мен температурасын анықтау үшін қолданылады және тар спектрлік жолақтармен, жоғары сигнал-шу қатынасымен, төмен поляризациямен және үлкен көру өрісімен сипатталады. Микротолқынды пайдалы жүктемелерге шашыратқыштар, радиометрлер, альтиметрлер, синтетикалық диафрагмалық радар және т.б. жатады. Альтиметрлер теңіз бетінің биіктігін өлшеуде жоғары дәлдікке ие, ал басқа пайдалы жүктемелер үлкен көру өрісіне және барлық ауа райында жұмыс істеуге ие. Синтетикалық диафрагмалық радар сонымен қатар жоғары кеңістіктік ажыратымдылыққа ие.

Функцияларына қарай, мұхитты қашықтықтан зондтау спутниктеріне әдетте мұхит түсі спутниктері, мұхит динамикасы спутниктері және мұхит нысанасын бақылау спутниктері жатады.

Мұхит түсті спутникТеңіз суының сигналдарын алу үшін көп спектрлі қашықтан басқарылатын сенсорлар қолданылады, мұхит түсі туралы ақпаратты алу үшін көрінетін және жақын инфрақызыл жарық, ал мұхит температурасы туралы ақпаратты алу үшін инфрақызыл жарық қолданылады. Бұл технологияны теңіз суының хлорофилл концентрациясын, қалқымалы шөгінділердің мөлшерін, еритін органикалық заттардың мөлшерін, мұхит температурасын және су мұзын анықтау үшін пайдалануға болады. Оны сондай-ақ теңіз қоршаған ортасын бақылау, теңіз балық шаруашылығы ресурстарын игеру және пайдалану, теңіздің ластануын бақылау, теңіз қоршаған ортасын бағалау, теңіз құқықтарын қорғау және жаһандық қоршаған ортаның өзгеруін зерттеу үшін пайдалануға болады.

Мұхиттың динамикалық спутнигіРадар сигналдарын беру және жаңғырықтарды өлшеу арқылы теңіз бетінің биіктігі мен кері шашырау коэффициенті анықталады, сондай-ақ теңіз бетіндегі желдің жылдамдығы мен бағыты алынады. Пассивті микротолқынды технология теңіз бетінің температурасын алу үшін теңіз бетінің микротолқынды сәулелену температурасын өлшеу үшін қолданылады, ал жел жылдамдығы осы деректерден алынады. Ол негізінен теңіз бетіндегі жел өрістерін, температура өрістерін, теңіз бетінің биіктігін, толқын өрістерін және ток өрістерін анықтау үшін қолданылады.

Әлемдік мұхит желінің векторлық өрісі және жер бетіндегі жел кернеуі туралы деректерді, сондай-ақ әлемдік жоғары ажыратымдылықтағы мұхит айналымы, мұхит геоиді, гравитациялық өріс және полярлық мұз қабаты туралы деректерді алу.

Мұхит нысанасын бақылау спутнигіМикротолқынды синтетикалық диафрагмалық радар теңіз нысандары мен теңіз ортасын нақты уақыт режимінде бақылау үшін жоғары ажыратымдылықтағы, барлық ауа райына байланысты теңіз нысанасы туралы ақпаратты алу үшін қолданылады. Ол мұхит толқындарының өрісі, теңіз бетіндегі жел жылдамдығының өрісі, дауылдың көтерілуінен болатын су тасқыны, ішкі толқындар, теңіз мұзы және мұнай төгілуі сияқты ақпаратты ала алады, теңізді бақылау және құқық қорғау, жағалау аймақтарын зерттеу, теңіз ресурстарын зерттеу және дамыту, теңіз қоршаған ортасын бақылау және қорғау, сондай-ақ теңіз құқықтарын қорғау қызметтерін ұсына алады.

Теңіз қашықтықтан зондтау спутниктерінің даму тарихы

Әлем елдері теңіз ғылыми зерттеулеріне көбірек көңіл бөліп келе жатқандықтан, теңіз қашықтықтан зондтау спутниктері үш түрлі даму кезеңінен өтті, оларды кеңінен келесідей жіктеуге болады:

1970-1978 – Барлау кезеңіНегізгі мақсат - эксперименттер жүргізу үшін басқарылатын ғарыш кемелерін пайдалану және мұхитты зерттеу үшін метеорологиялық спутниктер мен құрлық спутниктерін пайдалану.

1978-1985 – Тәжірибелік кезеңОсы кезеңде Америка Құрама Штаттары мұхит спутнигін және жағалау аймағының түрлі-түсті сканерін ұшырған Yuyun-7 спутнигін ұшырды. Екі спутник те эксперименттік зерттеу спутниктері болды.

1985 жылдан қазіргі уақытқа дейін - Қолданбалы зерттеулер және бизнесте пайдалану кезеңіОсы кезеңде көптеген мұхит спутниктері сәтті ұшырылды. Мұхитты қашықтықтан зондтау спутниктері әртүрлі қашықтықтан зондтау сенсорларын тасымалдау арқылы теңіз қоршаған ортасы туралы ақпаратты анықтайды және оларды функцияларына қарай мұхит түсі спутниктері, мұхит динамикалық спутниктері және мұхит топографиясы спутниктері деп бөлуге болады.

Соңғы онжылдықта мұхитты бақылау үшін арнайы жасалған, сондай-ақ мұхит туралы ақпаратты ішінара бақылау мүмкіндіктері бар мұхит спутниктері кеңістіктік ажыратымдылықтың жоғарырақ деңгейіне, уақыттық ажыратымдылықтың жоғарырақ деңгейіне, спектрлік ажыратымдылықтың жоғарырақ деңгейіне, сигнал мен шудың арақатынасының жоғарырақ деңгейіне және тұрақтылықтың жоғарырақ деңгейіне қарай дами бастады. Нәтижесінде, теңіз қоршаған ортасын бақылау, әскери және азаматтық мақсаттарда мұхит спутниктеріне тәуелділік үнемі артып келеді.

Қытайдың теңіздегі қашықтықтан зондтау спутниктерін зерттеуі салыстырмалы түрде кеш басталды, бірақ жылдар бойы әзірленгеннен кейін айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізіп, тез дамып келеді. Теңіздегі қашықтықтан зондтау спутниктерінің функционалдық жіктелуі мен анықтау технологиясының мүмкіндіктеріне сүйене отырып, менің елімнің теңіз спутниктері үш серия бойынша жоспарланады және әзірленеді: мұхит түсі, теңіздің динамикалық ортасы және теңізді бақылау.

2002 жылдың 15 мамырында менің елім өзінің алғашқы мұхит түстерін бақылау спутнигі Haiyang-1A-ны сәтті ұшырды, бұл менің елімнің мұхит спутниктік бағдарламасында үлкен жетістікке қол жеткізді және мұхит түсі туралы ақпарат алу деңгейін айтарлықтай жақсартты. Келесі 20 жылда менің елім мұхит түстері спутниктерін, мұхиттың динамикалық қоршаған орта спутниктерін, мұхитты бақылау және бақылау спутниктерін және Қытай-Француз мұхит спутниктерін қоса алғанда, бірнеше мұхит спутниктерін ұшырды. Бұл спутниктер ультракүлгін, көрінетін, инфрақызыл, белсенді және пассивті микротолқынды қашықтықтан зондтау пайдалы жүктемелерімен, сондай-ақ тиісті қосалқы пайдалы жүктемелермен жабдықталған. Олар теңіз бетіндегі жел өрістері, толқын өрістері, теңіз бетінің биіктігі өрістері, теңіз бетінің температурасы өрістері, мұхит түсі элементтері және аралдар мен жағалау аймақтарының экологиялық ақпараты туралы ақпаратты тез ала алады. Олар сондай-ақ полярлық мұз қабаттарының, теңіз мұзының, ірі өзендер мен көлдердің, құрлық өсімдіктерінің және орман өрттерінің өзгерістері туралы ақпарат ала алады. Бұл спутниктердің теңіз және құрлықтағы табиғи ресурстар мен қоршаған ортаны бақылау, сондай-ақ табиғи апаттарды бақылау сияқты салаларда үлкен қолдану әлеуеті бар, менің елімнің теңіз қоршаған ортасын қорғауға, теңіз ресурстарын дамытуға, теңіз аймағын пайдалануды басқаруға, теңіз құқықтарын қорғауға, полярлық және мұхиттарды басқаруға техникалық қолдау көрсетеді.

Ocean-1 сериялы жер серіктері

Ол жаһандық мұхиттың түс элементтерін анықтау, теңіз бетінің температурасын анықтау және жағалау аймағының динамикалық қоршаған ортаны бақылау үшін қолданылады. Ол негізінен мұхитты анықтауға, сондай-ақ құрлық пен теңізге арналған оптикалық қашықтықтан зондтау пайдалы жүктемелерімен жабдықталған. Пайдалы жүктемелердің бірнеше кеңістіктік ажыратымдылық, жоғары сигнал-шу қатынасы, жоғары динамикалық диапазон және кең аумақ сияқты артықшылықтары бар. Тиімді пайдалы жүктеме конфигурациясына су түсі мен температурасын сканерлеу, жағалау аймағын бейнелеу құрылғысы, ультракүлгін бейнелеу құрылғысы, калибрлеу спектрометрі және кемелерді автоматты түрде анықтау жүйесі кіреді.

Ocean-2 сериялы жер серіктері

Ол теңіз бетінің жаһандық жел өрісі, толқынның айтарлықтай биіктігі, теңіз бетінің биіктігі және теңіз бетінің температурасы сияқты теңіздің әртүрлі динамикалық қоршаған орта параметрлерін барлық ауа райында бақылау үшін қолданылады. Ол қауіпті теңіз жағдайларын ерте ескерту және болжау үшін нақты уақыт режимінде қашықтықтан зондтау бақылау деректерін тікелей ұсынады және теңіз апаттарының алдын алу және азайту, теңіз құқықтары мен мүдделерін қорғау, теңіз ресурстарын дамыту, теңіз қоршаған ортасын қорғау, теңіз ғылыми зерттеулері және ұлттық қорғаныс құрылысы бойынша қолдау қызметтерін ұсынады. Оның тиімді жүктемесіне радарлық альтиметр, микротолқынды шашыратқыш, сканерлеуші ​​микротолқынды радиометр және калибрлеу радиометрі кіреді.

Ocean-3 сериялы жер серіктері

Әлемдік мұхит пен құрлық туралы ақпаратты барлық ауа райында бақылау үшін қолданылатын пайдалы жүктеме синтетикалық диафрагмалық радар болып табылады. Ол солға және оңға бағытталған маневрлер арқылы жылдам әрекет ету мүмкіндігін жақсарта алады және жерді бақылау ауқымын кеңейте алады. Алынған C-диапазонды көп поляризациялы синтетикалық диафрагмалық радар кескіндерін мұхит, апаттарды азайту, суды үнемдеу және метеорология сияқты көптеген салаларда пайдалануға болады. Бұл менің елім үшін теңізді дамытуды жүзеге асыру, құрлықтағы қоршаған орта ресурстарын бақылау және төтенше жағдайлардың алдын алу және жеңілдету үшін маңызды техникалық қолдау болып табылады.

Қытай-Француз мұхитының спутнигі

Қытай мен Франция арасындағы халықаралық бірлескен ғылыми зерттеу спутнигінің негізгі миссиясы - жаһандық теңіз бетіндегі толқындардың спектрлері, теңіз бетіндегі жел өрістері және полярлық теңіз мұзы туралы ақпарат алу, осылайша теңіз динамикалық ортасының өзгермелі заңдылықтары туралы ғылыми түсінігімізді арттыру; алып толқындар, тропикалық дауылдар және дауыл толқындары сияқты қауіпті теңіз жағдайлары туралы болжамдардың дәлдігі мен уақтылылығын арттыру; және жаһандық климаттың өзгеруін зерттеу үшін негізгі ақпарат беру үшін полярлық мұз қабаттарына қатысты деректерді алу. Спутник Қытай ұсынған шашыратқыш өлшегішті және Франция ұсынған спектрометрді пайдаланады. Екі тарап та өздерінің жер үсті жүйелерін құрды, бірақ бірлескен кеңес беру, бірлескен құрылыс және ортақ пайданың сипаттамаларын, сондай-ақ инновация, үйлестіру, жасыл даму, ашықтық және бөлісу сияқты бес негізгі даму тұжырымдамасын толық қамтитын деректермен бөліседі.

Мұхитты қашықтықтан зондтау спутниктік қосымшалары

Теңіздегі қашықтықтан зондтау негізінен мұхит айналымын, жағалау маңындағы ағындарды, теңіз мұзын, мұхит бетіндегі ағындарды, айлақ суының сапасын, жағалау маңындағы инженерияны, қалпына келтіруді, қалқымалы шөгінділерді, таяз су топографиясын, жағалау бетіндегі хлорофилл концентрациясын және басқа да теңіз гидрологиялық, метеорологиялық, биологиялық, физикалық және гидродинамикалық аспектілерді, сондай-ақ теңіздің ластануы мен жағалау маңындағы инженерияны зерттеу және бақылау үшін қолданылады. Ол мұхит пен жағалау аймақтары үшін негізгі мониторинг әдісі мен ақпарат көзіне айналды. Теңіздегі қашықтықтан зондтау деректерін қолдану арқылы біз теңіз динамикалық қашықтықтан зондтауды бақылауды, мұхит геоидын, таяз су топографиясын және тереңдігін қашықтықтан зондтауды өлшеуді, мұхит түсін қашықтықтан зондтауды, теңіз ластануын бақылауды және теңіз мұзын бақылауды жүзеге асыра аламыз.

Теңіз спутниктік қашықтықтан зондтау қолданбаларының кеңдігі мен тереңдігі кеңейе берген сайын, теңіздегі қашықтықтан зондтау қолданбалары үлкен деректер дәуірін бастайды. Теңіз спутниктік қашықтықтан зондтау деректері ақылды мұхит, сандық мұхит, мөлдір мұхит, сандық Қытай және теңіз державасын құрудың маңызды деректер қолдауына айналады.

Теңіз қашықтықтан зондтау спутниктерінің даму үрдістері：Бақылау дәлдігін және кеңістіктік-уақыттық ажыратымдылықты жақсарту

Спутниктік бақылау дәлдігі мен кеңістіктік-уақыттық ажыратымдылық спутниктік бақылау және қолдану мүмкіндіктерін бағалау үшін маңызды көрсеткіштер болып табылады. Теңіз зерттеулері мен қолдану мүмкіндіктерінің жетілдірілуімен теңіз спутниктік бақылауларының дәлдігі мен кеңістіктік-уақыттық ажыратымдылығына жоғары талаптар қойылуда. Теңіздегі қашықтықтан зондтау және деректерді өңдеу технологияларындағы жетістіктер тиісті қолданба қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін осы көрсеткіштерді үнемі жақсартуға ықпал етеді. Мысалы, қашықтықтан зондтау құрылғыларының бақылау спектрін кеңейту кеңістіктік ажыратымдылық пен анықтау сезімталдығын жақсартады, өнім деректерінің дәлдігін арттырады. Бақылау аймағын кеңейту және шоқжұлдыз технологиясын қолдану жаһандық теңіздегі қашықтықтан зондтау қамтуының уақыттық ажыратымдылығын сағаттық деңгейге дейін жақсарта алады, ал жоғары орбиталық теңіз спутниктері аймақтық бақылау ажыратымдылығын минуттық деңгейге дейін жақсарта алады.

Сандық қашықтықтан зондтау - мұхит спутниктерінің даму үрдісі.

Теңіз спутниктік деректерін қолданудың негізгі сипаттамасы сандық қолдану болып табылады. Теңіз спутниктік деректерінен алынған хлорофилл, қалқымалы шөгінді, теңіз бетінің температурасы, теңіз бетінің биіктігі, теңіз бетінің жел өрісі және толқын өрісі сияқты қашықтықтан зондтау өнімдерінің барлығы сандық инверсия қолдану санатына жатады. Жоғары сапалы теңіз спутниктік деректерін қамтамасыз ету үшін сенімді және кешенді калибрлеу әдістері мен тексеру әдістері өте маңызды.

Сондықтан, халықаралық деңгейде мұхит спутниктері мұхиттың қашықтықтан зондтау пайдалы жүктемелерін калибрлеу және деректер өнімдерінің түпнұсқалығын тексеру үшін арнайы калибрлеу және тексеру салаларын құрды. Сонымен қатар, қашықтықтан зондтау пайдалы жүктемелерінің борттық калибрлеу қондырғылары барған сайын жетілдірілуде, сыртқы калибрлеу технологиясы жетілуде және калибрлеу дәлдігі үнемі жақсарып келеді, бұл мұхит спутниктерінің сандық қолданылуының өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыра алатынын қамтамасыз етеді.

Қолданбаға бағытталған борттық деректерді автономды өңдеу технологиясы үнемі жетілдіріліп келеді.

Мұхиттың жоғары динамизмі және теңіз бетінде қызмет көрсетілетін нысандардың сиректігі бұл нысандардың құрлықтағыдай деректер орталығы станциялары арқылы қызмет көрсету өнімдерін ала алмайтындығын білдіреді. Нақты уақыттағы мұхиттың қашықтықтан зондтау деректері қызметтеріне қол жеткізу үшін спутниктер өңдеген қашықтықтан зондтау деректері өнімдерін теңіз бетіндегі нысандардың тікелей қабылдауы мұхит спутниктері үшін маңызды даму бағытына айналады.

Теңіздегі қашықтықтан зондтау пайдалы жүктемелерінің жаңа түрлерін белсенді түрде әзірлеу

Қазіргі уақытта әлемнің елдері теңіздегі қашықтықтан зондтау пайдалы жүктеме технологиясын белсенді түрде дамытуда, бұл бақыланатын элементтердің үздіксіз өсуіне және теңіз спутниктерінің өлшеу дәлдігінің жақсаруына әкелді. Бұл спутниктердің қолдану аясын кеңейтті және олардың жалпы қолдану мүмкіндіктерін айтарлықтай жақсартты. Жаңа теңіздегі қашықтықтан зондтау пайдалы жүктемелерінің пайда болуы теңіз нысандарының бақылау мүмкіндіктерін айтарлықтай жақсарта алады, болашақ қолдану қажеттіліктеріне толық бейімделеді.

Бүгінде менің елімнің теңіз спутниктік жүйесі негізінен аяқталды, ал теңіз спутниктік қашықтықтан зондтау үлкен деректер дәуіріне аяқ басты. Қашықтан зондтау технологиясының қарқынды дамуымен және ғарыш аппараттарының үздіксіз ұшырылуымен теңіз спутниктік қашықтықтан зондтау жаһандық климаттың өзгеруін зерттеуде, тропикалық мұхиттарда, полярлық мұхиттарда және теңіз мұздарында, теңіз өнімділігі мен экожүйелерінде, әуе мен теңіздің өзара әрекеттесуінде, теңіз апаттарын болжауда, теңіз балық шаруашылығында және жағалау аймақтарын басқаруда маңызды рөл атқарады, сонымен қатар даму кеңістігін кеңейтіп, айтарлықтай қолдану нәтижелеріне қол жеткізеді деп есептеледі.

Осы мақаладағы кейбір мазмұндар мына жерден алынған:

Жасанды интеллект және терең оқыту, Қытайдың аэроғарыштық ғылымды танымал ету желісі, Қытайдың ғылымды танымал ету көрмесі

Линь Минсен, Чжан Югуан, Юань Синьчже: Теңізді қашықтықтан зондтау спутниктерінің даму тарихы және болашақ перспективалары

Егер авторлық құқықты бұзу орын алса, оны жою үшін бізге хабарласыңыз.