Строка сканирования в тепловом диапазоне длии волн (8,0-14,0 мкм)

Тепловой эталон 2

Строка сканирования на земле

Тепловой

окружающий Надир

Строка сканирования -«ампоБый "ба" нз земле эталон -

Строка сканирования /

нетеплового диапазона Уровень длин волн (0,4~2,6мкм) темного

Синхронизация * Положение импульса по отношению к маркеру меняется в зависимости от крена самолета

Надир

Стабилизированный - за вращение импульс :i

Следующая

строка

сканирования

Следующая строка

сканирования

Отмечающий импульс

I I ! i i

О 60 120 180 240 300 360 Вращение при сканировании (°)

Рис. 11.80. Выходное напряжение при сканировании в зависимости от времени для сканера М-7 ERIM [23]

рованном режиме или иметь непрерывно меняющуюся скорость сканирования, которая позволяет получать сканирование со смежными сканами для любой величины V/H в рамках конструкции сканера.

Используя уравнение (П.43) и данные выше характеристики, максимальное значение V/H вычисляют следующим образом:

V рд(л 2л

= 0,2 с-1,

так как р=\, q=\, ( = 2X10 рад, со = 2л;Х100 рад/с.

Сканер М-7 установлен на платформе самолета, летящего с номинальной скоростью 60 м/с, поэтому V 60

= ХГ = -оХ = °°

для сканирования со смежными сканами, т. е. минимальная высота для сканирования со смежными сканами при номинальной скорости самолета - 300 м. Иногда в целях вьшолнения калибровочных работ самолет летит на высоте 150 м, тогда получаем 50%-ный пропуск строк сканирования. При высотах более 300 м получаем перекрытие строк сканирования, а при высотах, больших 1500 м, скорость сканирования уменьшается до 60 ска-нов/с для того, чтобы уменьшить перекрытие.

На рис. П.80 показан типичный выходной сигнал сканера. Показан импульс, стабилизированный относительно крена, выполняющий построчную синхронизацию в окончательных изображениях. Эффекты тангажа уменьшаются перекрытиями. Показаны также различные калибровочные сигналы. Заметим, что 130

два опорных тепловых сигнала имеют противоположную полярность, показывающую, что температуры опорных излучателей установлены в пределах температур сцены, как было показано в разд. II.7.

Многоспектральный сканер искусственного спутника Земли типа Ландсат [22]

На рис. 11.81, а приведена схема бортового многоспектрального сканера (МСС) спутников Ландсат 1 и Ландсат 2. Сканер имеет четыре спектральные зоны (пять - у Ландсат 3) и во время каждого поворота зеркала дает шесть строк сканирования. Сканирующее зеркало плоское, колеблющееся, а не вращающееся. Спутник движется по солнечно-синхронной орбите со скоростью 6,47 км/с относительно Земли. В табл. И.6 приведены некоторые параметры сканера. В МСС Ландсат используются следующие спектральные зоны:

I зона* .... .0,5-0,6 мкм II зона.....0,6-0,7 мкм

III зона.....0,7-0,8 мкм

IV зона.....0,8-1,1 мкм

V зона .... .10,4-12,6 мкм

(только у Ла?1дсат 3)

Поскольку для Ландсат величина V/H постоянна и аналого-цифровое преобразование выполняется на борту спутника, предпочтительнее использовать сканирование со смежными сканами, чем с перекрытием сканов, для того, чтобы уменьшить объем данных, которые должны быть обработаны аналого-цифровым преобразователем.

Плоское зеркало, поворачиваясь вокруг оси вращения на угол 8, поворачивает отраженный пучок на угол 26, если плоскость падения перпендикулярна к оси вращения, как в Ландсат. Ландсат летит на высоте 915 км, полоса захвата на поверхности земли - 185 км, тогда поле зрения 185

29 = 2arctg3j =11,56°.

Следовательно, зеркало должно поворачиваться на полный угол 5,78°, или на угол ±2,89° от нейтрального положения. Чтобы определить частоту колебания зеркала, заметим, что спутник проходит iHq = 474 и вдоль своего пути (см. рис. П.81,б) во время активного (сканирование плюс обратный ход) цикла зеркала. Тогда зеркало совершает цикл за рЯ/У = 73,26 мс, что соответствует частоте колебания 13,65 Гц (819 колебаний в 1 мин).

Для спектральных зон 1, 2 и 3 в качестве детекторов используются электронные фотоумножители, а для зоны 4 - кремние-

* В литературе зоны с 1-й по 5-ю называют с 4-го по 8-й канал, в соответствии с каналами телеметрической линии связи.

9* 131

Сканер

Оптическая система

Сканирующее зеркало (номинальное колебание ±2,89°)

6 строк/скан/канал

Вектор Скорости космического корабля

Я ° го

Строка

Ширина 185 км

Рис. 11.81. МСС на борту Ландсат [22]: а - схема, б - рисунок сканирования

Общая область сканирования для каждого канала складывается из полос, каждая из которых состоит из 6 строк, получаемых за один активный цикл зеркала