Математические аспекты оценивания результативности применения космических аппаратов дистанционного зондирования Земли
Ключевые слова:
вероятность обнаружения объекта, геометрическая вероятность, R-функции, дистанционное зондирование Земли, результативностьАннотация
Данная статья посвящена оцениванию результативности применения КА дистанционного зондирования Земли. В качестве обобщенного показателя результативности предложена вероятность мониторинга КА дистанционного зондирования Земли заданного района. Указанная вероятность определяется вероятностью наступления события получения информации об объекте и вероятность наступления события передачи данных на пункт обработки по каналам систем спутниковой связи. Вероятности получения информации об объекте определяются вероятностью обнаружения объекта в районе и вероятностью его идентификации. Основное внимание уделено оцениванию вероятности обнаружения объекта в районе обслуживания. Данный показатель имеет геометрический смысл, определяющий процент площади района, просмотренный космическим аппаратом. Расчет геометрической вероятности cделан с использованием R-функций. В работе произведено математическое описание полосы обзора и района обслуживания конечными математическими выражениями, на основании которых получены соотношения для расчета площадных показателей просмотра районов земной поверхности.Литература
1. Свиридов К.Н. О предельном разрешении аэрокосмических систем дистанци-онного зондирования земли (ДЗЗ) // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2014. Т. 1 №1. С. 34-40.
2. Стратилатова Н.Н., Куренков В.И., Кучеров А.С., Егоров А.С. Методика срав-нительной оценки эффективности космических аппаратов дистанционного зон-дирования Земли с различными оптико-электронными телескопическими ком-плексами // Вестник самарского государственного аэрокосмического универ-ситета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского уни-верситета). 2016. Т. 15. №2. С. 80-89.
3. Коваленко А.Ю. Баллистическое проектирование разнородной системы КА с заданным циклом замыкания трассы // Труды СПИИРАН. 2015. №3(40) С.45-54.
4. Абчук В.А. Справочник по исследованию операций // М.: Воениздат, 1979. 368 с.
5. Волгин Д.А. Космическая программа дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) и группировка космических аппаратов (КА) России // Научные труды института непрерывного профессионального образования. 2016. №6(6). С.211-216.
6. Gorelov Yu.N., Kurganskaya L.V., Manturov A.I., Sollogub, A.V., and Yurin, V.E. On Optimization Of Attitude Control Programs For Earth Remote Sensing Satellite // Gyroscopy and Navigation. 2014. Т. 5. No 2. pp. 90-97.
7. Gorelov, Yu.N., Manturov, A.I., Yurin, V.E., and Pyrinov N.I. Generation Of Satellite Attitude Control Programs For Stereo Imaging. 22nd Saint Petersburg In-ternational Conference on Integrated Navigation Systems, ICINS 2015 - Proceed-ings. 22. 2015. pp. 120-122.
8. Коваленко А.Ю., Мосин Д.А., Уртминцев И.А. Оценивание эффективности об-служивания произвольного района земной поверхности КА ДЗЗ в целях эколо-гического мониторинга // Экология и развитие общества. 2015. №4(15) С.45-50.
9. Коваленко А.Ю., Кубасов И.Ю. Методика оценивания эффективности обзора КА произвольных районов земной поверхности // Актуальные проблемы защи-ты и безопасности: Труды девятнадцатой Всероссийской научно-практической конференции. Санкт-Петербург. 4-7 апреля 2016 г. Том 1. С. 136–139.
10. Dash J., Ogutu B.O. Recent advances in space-borne optical remote sensing systems for monitoring global terrestrial ecosystems // Progress In Physical Geography. 2015. vol. 40. no. 2. pp. 322-351.
11. Свиридов К.Н. О новом подходе к получению и обработке изображений ДЗЗ, искаженных турбулентной атмосферой // Ракетно-космическое приборострое-ние и информационные системы. 2014. Т. 1. №4. С.28-36.
12. Nazmutdinova A.I., Itskov A.G., Milich V.N. Description of the process of presentation and recognition of forest vegetation objects on multispectral space images // Pattern Recognition and Image Analysis (Advances In Mathematical Theory and Applications). 2017. vol. 27. no. 1. pp. 105-109.
13. Han Y., Koike H., Idesawa M. Recognizing objects with multiple configurations // Pattern analysis & applications. 2014. vol. 17. no. 1. pp. 195-209.
14. Дарнопых В.В., Малышев В.В., Усовик И.В. Многокритериальная оптимизация эффективности целевого функционирования орбитальных группировок систем дистанционного зондирования Земли на основе оперативного планирования // Вестник московского авиационного института. 2014. Т. 21. №5. С.37-52.
15. Лаверов Н.П., Попович В.В., Ведешин Л.А., Гальяно Ф.Р. Методы анализа дан-ных дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистан-ционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. №6. С.145-153.
16. Reshmin S. A. Properties of the time-optimal control for Lagrangian single-degree-of-freedom systems // IEEE Transactions on Automatic Control. 2015. Vol. 60, No. 12, pp. 350–355.
17. Власов С.А., Кульвиц А.В., Кубасов И.Ю., Мосин Д.А. Баллистическое проекти-рование систем космических аппаратов: учебное пособие // СПб.: ВКА имени А.Ф.Можайского. 2007. 86 с.
18. Рвачев В.Л. Геометрические приложения алгебры логики // Киев: Техника, 1967. 212 с.
19. Durrieu S., Nelson R.F. Earth observation from space - the issue of environmental sustainability // Space Policy. 2013. vol. 29. no. 4. pp. 238-250.
20. Баринов К.Н., Мамон П.А. Теория полета космических аппаратов // М.: МО СССР. 1974. 346 с.
21. Эльясберг П.Э. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли // М.: Наука, 1965. 540 с.
22. Лаврова О.Ю., Митягина М.И., Лупян Е.А. Перспективы российских исследо-ваний ДЗЗ // Земля и вселенная. 2015. №2. С.53-60.
23. Wickwire K.H. Mathematical models for the control of pest and infectious diseases // Theor. Popul. Biol. 2012. Vol.11. pp.182-238.
24. Бирюков А.В. Синтез многоцелевых орбитальных структур космических аппа-ратов ДЗЗ. // Перспективные информационные технологии – 2014. Труды Международной научно-технической конференции. Самара. 30 июня-04 июля 2014 г. С.441-442.
25. Маштаков Я.В., Ткачев С.С. Влияние возмущений на точность стабилизации спутника ДЗЗ // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2016. №18. – С.1-31.
26. Официальный сайт NASA. URL: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/SpacecraftQuery.jsp. (дата обращения 19.04.2017).
27. Сайт CELESTRAK. URL: http://celestrak.com/NORAD/elements/supplemental/. (дата обращения 19.04.2017).
2. Стратилатова Н.Н., Куренков В.И., Кучеров А.С., Егоров А.С. Методика срав-нительной оценки эффективности космических аппаратов дистанционного зон-дирования Земли с различными оптико-электронными телескопическими ком-плексами // Вестник самарского государственного аэрокосмического универ-ситета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского уни-верситета). 2016. Т. 15. №2. С. 80-89.
3. Коваленко А.Ю. Баллистическое проектирование разнородной системы КА с заданным циклом замыкания трассы // Труды СПИИРАН. 2015. №3(40) С.45-54.
4. Абчук В.А. Справочник по исследованию операций // М.: Воениздат, 1979. 368 с.
5. Волгин Д.А. Космическая программа дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) и группировка космических аппаратов (КА) России // Научные труды института непрерывного профессионального образования. 2016. №6(6). С.211-216.
6. Gorelov Yu.N., Kurganskaya L.V., Manturov A.I., Sollogub, A.V., and Yurin, V.E. On Optimization Of Attitude Control Programs For Earth Remote Sensing Satellite // Gyroscopy and Navigation. 2014. Т. 5. No 2. pp. 90-97.
7. Gorelov, Yu.N., Manturov, A.I., Yurin, V.E., and Pyrinov N.I. Generation Of Satellite Attitude Control Programs For Stereo Imaging. 22nd Saint Petersburg In-ternational Conference on Integrated Navigation Systems, ICINS 2015 - Proceed-ings. 22. 2015. pp. 120-122.
8. Коваленко А.Ю., Мосин Д.А., Уртминцев И.А. Оценивание эффективности об-служивания произвольного района земной поверхности КА ДЗЗ в целях эколо-гического мониторинга // Экология и развитие общества. 2015. №4(15) С.45-50.
9. Коваленко А.Ю., Кубасов И.Ю. Методика оценивания эффективности обзора КА произвольных районов земной поверхности // Актуальные проблемы защи-ты и безопасности: Труды девятнадцатой Всероссийской научно-практической конференции. Санкт-Петербург. 4-7 апреля 2016 г. Том 1. С. 136–139.
10. Dash J., Ogutu B.O. Recent advances in space-borne optical remote sensing systems for monitoring global terrestrial ecosystems // Progress In Physical Geography. 2015. vol. 40. no. 2. pp. 322-351.
11. Свиридов К.Н. О новом подходе к получению и обработке изображений ДЗЗ, искаженных турбулентной атмосферой // Ракетно-космическое приборострое-ние и информационные системы. 2014. Т. 1. №4. С.28-36.
12. Nazmutdinova A.I., Itskov A.G., Milich V.N. Description of the process of presentation and recognition of forest vegetation objects on multispectral space images // Pattern Recognition and Image Analysis (Advances In Mathematical Theory and Applications). 2017. vol. 27. no. 1. pp. 105-109.
13. Han Y., Koike H., Idesawa M. Recognizing objects with multiple configurations // Pattern analysis & applications. 2014. vol. 17. no. 1. pp. 195-209.
14. Дарнопых В.В., Малышев В.В., Усовик И.В. Многокритериальная оптимизация эффективности целевого функционирования орбитальных группировок систем дистанционного зондирования Земли на основе оперативного планирования // Вестник московского авиационного института. 2014. Т. 21. №5. С.37-52.
15. Лаверов Н.П., Попович В.В., Ведешин Л.А., Гальяно Ф.Р. Методы анализа дан-ных дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистан-ционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. №6. С.145-153.
16. Reshmin S. A. Properties of the time-optimal control for Lagrangian single-degree-of-freedom systems // IEEE Transactions on Automatic Control. 2015. Vol. 60, No. 12, pp. 350–355.
17. Власов С.А., Кульвиц А.В., Кубасов И.Ю., Мосин Д.А. Баллистическое проекти-рование систем космических аппаратов: учебное пособие // СПб.: ВКА имени А.Ф.Можайского. 2007. 86 с.
18. Рвачев В.Л. Геометрические приложения алгебры логики // Киев: Техника, 1967. 212 с.
19. Durrieu S., Nelson R.F. Earth observation from space - the issue of environmental sustainability // Space Policy. 2013. vol. 29. no. 4. pp. 238-250.
20. Баринов К.Н., Мамон П.А. Теория полета космических аппаратов // М.: МО СССР. 1974. 346 с.
21. Эльясберг П.Э. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли // М.: Наука, 1965. 540 с.
22. Лаврова О.Ю., Митягина М.И., Лупян Е.А. Перспективы российских исследо-ваний ДЗЗ // Земля и вселенная. 2015. №2. С.53-60.
23. Wickwire K.H. Mathematical models for the control of pest and infectious diseases // Theor. Popul. Biol. 2012. Vol.11. pp.182-238.
24. Бирюков А.В. Синтез многоцелевых орбитальных структур космических аппа-ратов ДЗЗ. // Перспективные информационные технологии – 2014. Труды Международной научно-технической конференции. Самара. 30 июня-04 июля 2014 г. С.441-442.
25. Маштаков Я.В., Ткачев С.С. Влияние возмущений на точность стабилизации спутника ДЗЗ // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2016. №18. – С.1-31.
26. Официальный сайт NASA. URL: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/SpacecraftQuery.jsp. (дата обращения 19.04.2017).
27. Сайт CELESTRAK. URL: http://celestrak.com/NORAD/elements/supplemental/. (дата обращения 19.04.2017).
Опубликован
2017-07-03
Как цитировать
Коваленко, А. Ю. (2017). Математические аспекты оценивания результативности применения космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Труды СПИИРАН, 4(53), 29-50. https://doi.org/10.15622/sp.53.2
Раздел
Теоретическая и прикладная математика
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).
