Несмотря на существование спутниковых систем с более высоким разрешением, запуск Cartosat-1 оправдан с точки зрения удовлетворения спроса на данные для визуализации рельефа, обновления топографических карт, производства национальных топографических баз данных и решения иных задач
М.А. Болсуновский (ЗАО «Совзонд»)
Благодаря успешной реализации космических проектов IRS -1A и -1B (1988 и 1991), IRS -1C и -1D (1995 и 1997), а также запуску в 2003 г. ресурсного спутника нового поколения IRS -P6 (ResourceSat-1) Индия вошла в группу лидеров в области дистанционного зондирования Земли для гражданских целей не только в части создания и запуска сложных спутниковых систем с камерами высокого, среднего и низкого разрешения, но и как поставщик широкого спектра продукции для решения прикладных задач. Для поддержания существующего положения, а также в целях обеспечения непрерывности поставок данных пользователям, 5 мая 2005 г. был запущен спутник Cartosat-1 с двумя панхроматическими камерами с улучшенными характеристиками, сканирующими вперед и назад вдоль траектории полета с пространственным разрешением 2,5 м и меньше.

Ниже приводится краткое описание технических характеристик оборудования, космического аппарата Cartosat-1 и основных продуктов, производимых на базе получаемых с его помощью данных дистанционного зондирования.

Орбитальная конфигурация космического аппарата Cartosat-1

Cartosat-1 несет на себе два идентичных панхроматических сенсора, снимающих в диапазоне длин волн 500 850 нм и установленных на платформах, отклоненных по отношению к направлению полета вперед на 26 и назад на 5 . Совместная работа камер обеспечивает получение стереоскопических пар снимков за один проход спутника. Кроме того, космический аппарат имеет возможность отклоняться в поперечной к траектории полета плоскости для обеспечения максимальной ширины покрытия за минимальное время. Бортовая аппаратура получает изображения участков земной поверхности вдоль траектории полета и передает данные для наземной обработки. Высокое пространственное разрешение (около 2,5 м) и широкая полоса покрытия съемкой (до 30 км) обеспечиваются использованием в качестве сенсоров камер линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС-матрицы) с 12 тыс. элементов при размере элемента 7 микрон. Радиометрическое разрешение составляет 10 бит, скорость передачи данных на наземный сегмент 105 Мбит/с. Для накопления данных на борту предусмотрен дисковый носитель вместимостью 120 Гб (приблизительно 9,5 мин съемки) с возможностью передачи ранее накопленных данных на приемную станцию.

Космический аппарат несет на себе оборудование для структурного и теплового контроля, обеспечения электропитания, сжатия, форматирования, шифрования, хранения, передачи данных и т. д. Спутник оборудован системой высотного и орбитального контроля, высотные датчики которой активно взаимодействуют с двигательными установками. Аппарат представляет собой трехосное тело, для его стабилизации используются четыре реактивных двигателя, установленные на тетраэдальной конструкции. Размеры спутника 2,4x2,7 м, масса 1450 кг. Орбитальная конфигурация космического аппарата Cartosat-1 представлена на рисунке.

С учетом многих критериев была выбрана полярная солнечно-синхронная орбита высотой 618 км и наклоном 97,87 . Для повторной съемки поверхности с интервалом более частым, чем период повторного посещения, предусмотрена возможность наклонного сканирования, благодаря чему любая территория может быть отснята не только в день прохождения спутника над ней. Использование устройства для отклонения оси сканирования в поперечном направлении сокращает период повторной съемки в среднем до пяти дней.

Основные продукты, предлагаемые пользователям
На базе данных Cartosat-создаются продукты следующих типов: Image Data Products (собственно снимки), Image Map Data Products (картографические продукты) и DEM Data products (цифровые модели рельефа).
Image Data Products IDP. В соответствии с потребностями пользователей изображения производятся на основе данных, полученных в различных эксплуатационных режимах космического аппарата. Из семи уровней обработки данных Cartosat-1 следует выделить «сырые» радиометрически скорректированные данные (уровень '0B'RAD), предназначенные для стереообработки пользователем; собственно снимки, полученные в монорежиме и пригодные для картографирования равнинных территорий (уровни '1'SYS, '2'GCP) и ортотрансформированные изображения различных уровней точности ('3A'DEMA, '3B' DEMB, '3C' DEMC), для создания которых необходимы наземные опорные точки.

Image Map Data Products IMDP. Производятся и предоставляются пользователям продукты IMDP, включающие геопривязанные ортотрансформированные растровые изображения Cartosat-PAN с одним или более слоями дополнительной картографической векторной информации. Поставляются 2- и 2,5-мерные картографические продукты, представляющие рельеф земной поверхности в перспективном виде с возможностью применения эффекта искусственного увеличения вертикального масштаба для улучшенного отображения рельефа, а также 3-мерные картографические продукты, по желанию заказчика включающие программное обеспечение для соответствующего представления.

DEM Data products. Производятся следующие типы ЦМР.
Вычисленные по первичным данным:
высотные отметки случайно распределенных точек;
нерегулярная триангуляционная сеть (TIN), сохраняющая вычисленные точки без изменения;
прямоугольная регулярная сеть, сохраняющая вычисленные точки без изменения;

Вычисленные по первичным данным и включающие линии разрывов и перегибов:
комплект, состоящий из высотных отметок случайно распределенных точек и ломаных линий, показывающих неровности земной поверхности;
TIN-модель, сохраняющая вычисленные пункты без изменения, с добавлением линий разрывов и перегибов в виде части ребер TIN («мягкие» линии разрыва или линии перегиба) или в виде дополнительных объектов («жесткие» линии разрыва), указывающих на резкие изменения поверхности;
прямоугольная регулярная сеть, сохраняющая вычисленные пункты без изменения, в сочетании с линиями разрывов и перегибов, идентифицированными вручную;

Равномерно интерполированные:
прямоугольная регулярная сеть, полученная методом интерполяции из исходного множества случайно распределенных точек и линий разрывов и перегибов;
горизонтали различной высоты сечения (по выбору пользователя);
комплект параллельных профилей рельефа по направлению, указанному пользователем.
Окончательная ЦМР генерируется после объединения всех линий и точек разрыва ручным или полуавтоматическим способом со средней квадратической ошибкой 2,5 м в плане и 3,1 м по высоте для уровня обработки 3C.

Формат поставляемых продуктов
Цифровые продукты производятся и поставляются в любой из стандартных картографических проекций в общепринятых форматах (например, суперструктурированный CEOS, IRS-fast, адаптированный для Cartosat, GeoTIFF, MrSID). Минимальная площадь заказа эквивалентна полигону 2,5x2,5 км.

В заключение можно отметить, что несмотря на существование спутниковых систем с более высоким разрешением, действующих в целях удовлетворения информационных потребностей пользователей геоинформационных и кадастровых систем, запуск Cartosat-1 оправдан с точки зрения удовлетворения спроса на данные для визуализации рельефа, обновления топографических карт, производства национальных топографических баз данных и решения иных задач.