Telerilevamento

I vantaggi del telerilevamento

Il telerilevamento è chiamato a ottenere informazioni sugli oggetti senza mai entrare in contatto fisico. Tuttavia, questa definizione è troppo ampia.

Pertanto, introduciamo alcune limitazioni per specificare caratteristiche del concetto di "remote sensing", in particolare, importante per garantire la sicurezza dei concetti aviazione di telerilevamento dell'atmosfera. Innanzitutto, si supponga che l'informazione è ottenuta con mezzi tecnici.

In secondo luogo, stiamo parlando di oggetti che sono a distanze considerevoli dall'hardware che distingue SER dalle altre aree scientifiche e tecniche, come ad esempio il controllo non distruttivo di materiali e prodotti, diagnostica medica, e così via. F. aggiungere che RS utilizza metodi indiretti misurazione.

Il telerilevamento comporta lo studio dell'atmosfera e della superficie terrestre, i metodi recentemente sviluppati e sottosuolo DMZ. Applicazione dei metodi e dei mezzi di informazione senza contatto a distanza sullo stato e parametri della troposfera contribuisce alla sicurezza aerea.

I principali vantaggi del DMZ - acquisizione dati ad alta velocità di grandi quantità di aria (o su grandi aree di superficie terrestre), e la capacità di ottenere informazioni sugli oggetti, praticamente inaccessibili per studiare altri modi. Con le misure tradizionali meteorologici nell'atmosfera superiore, viene eseguita utilizzando palloncini sono ampiamente e sistematicamente utilizzati metodi sofisticati DMZ.

Il telerilevamento è piuttosto costoso, in particolare lo spazio. Nonostante questo, un'analisi comparativa dei costi e dei risultati dimostrano rilevamento estremamente conveniente. Inoltre, l'uso dei dati di rilevamento, in particolare i satelliti meteorologici, con base a terra e radar di bordo, a salvare migliaia di vite umane a causa di prevenzione delle catastrofi naturali e la prevenzione degli eventi meteorologici pericolosi. Pertanto, la ricerca e lo sviluppo. sperimentale, progettazione e attività operative nel settore della DMZ, che sta rapidamente sviluppando nei principali paesi del mondo, è del tutto giustificata.

Proprietà e applicazioni di telerilevamento

I principali oggetti della DMZ sono:

• meteorologici e climatici (pioggia, nuvole, vento, turbolenza, radiazioni);

• Elementi ambientali (aerosol, gas, elettricità, aria, trasporti, vale a dire e la ridistribuzione sotto sostanza variabile..);

• oceani e dei mari (onde del mare, le correnti, acqua, ghiaccio);

• la superficie terrestre (vegetazione, ricerca geologica, risorse di studio, altezza metri).

Le informazioni ottenute mediante RS, è necessario per molte branche della scienza, della tecnologia e dell'economia. Il numero di utenti potenziali di queste informazioni è in costante crescita.

Al fine di garantire la sicurezza DZ utilizzato:

• la meteorologia, la climatologia e fisica dell'atmosfera (dati operativi per previsioni meteo, la determinazione del profilo di temperatura, pressione e tenore di vapore acqueo nell'atmosfera, misurazioni della velocità del vento e così via. n.);

• navigazione satellitare, le comunicazioni, in osservazioni radar e radio (queste zone richiedono i dati relativi alle condizioni di propagazione che ricevono fondi rapidamente SER);

• aviazione, per esempio, le condizioni meteorologiche negli aeroporti e vie respiratorie, la tempestiva segnalazione di eventi meteorologici pericolosi, come grandine, fulmini, la turbolenza, wind shear, esplodere e formazione di ghiaccio.

Inoltre, si tratta di settori importanti in cui gli aerei sono usati come vettori fondi DZ:

• idrologia, compresa la valutazione e la gestione delle risorse idriche, la previsione scioglimento delle nevi, allarme inondazioni;

• superficie agricola (previsione e controllo del tempo, tipo di controllo, la distribuzione e lo stato della vegetazione, la mappatura di tipi di suolo, la determinazione di umidità, prevenendo la grandine, previsioni coltura);

• l'ambiente (controllo dell'inquinamento dell'aria e di superficie);

• Oceanografia (per esempio, misurare la temperatura della superficie del mare, correnti oceaniche e lo studio degli spettri delle onde del mare);

• Glaciologia (ad esempio, la distribuzione e la visualizzazione dei movimenti di lastre di ghiaccio e ghiaccio marino, determinano la possibilità di navigazione marittima in presenza di ghiaccio);

• geologia, geomorfologia e geodesia (ad esempio, l'identificazione del tipo di rocce, localizzazione geologica dei difetti e anomalie, misura

• Parametri osservazione della terra e movimenti tettonici);

• topografia (ad esempio, dati accurati sulla altezza e collegandoli a questo sistema di coordinate, la produzione di mappe e le modifiche ad essi);

• Controllo delle catastrofi naturali (tra cui sabbia avvertimento controllo del volume delle inondazioni e tempeste di sabbia, valanghe, frane, valanghe e determinando percorsi t n..);

• pianificazione in altre applicazioni tecniche (ad esempio, uso del suolo e il monitoraggio delle scorte di cambiamenti, di valutazione delle risorse del territorio, monitorare il traffico);

• applicazioni militari (controllo del movimento delle unità militari e delle attrezzature, l'area di valutazione).

Sistemi e metodi di telerilevamento

La classificazione si basa sui sistemi DMZ familiari agli esperti sulle differenze radar tra sistemi attivi e passivi. medio sistemi attivi indagato viene irradiata con radiazione elettromagnetica (EMR), che fornisce sistema DZ, cioè. E. In questo caso DZ significa genera energia elettromagnetica ed emette nella direzione dell'oggetto da testare. I sistemi passivi percepiscono l'EMR dall'oggetto in modo naturale. Questo può essere un vero e proprio EMI verificano nella struttura di rilevamento, come radiazione termica, e la sparse radiazione elettromagnetica di qualsiasi sorgente esterna naturale, come le radiazioni solari. I vantaggi e svantaggi di ciascuno di questi due tipi di sistemi DZ (attivi e passivi) sono determinati da diversi fattori. Ad esempio, un sistema passivo è praticamente inapplicabile nei casi in cui non v'è sufficiente intensità di radiazione naturale degli oggetti in un intervallo di lunghezza d'onda prefissata. D'altra parte, un sistema attivo diventa tecnicamente impossibile se potenza irradiata necessaria per ottenere segnale sufficiente ritorno è troppo grande.

In alcuni casi, per ottenere le informazioni necessarie si desidera conoscere i parametri esatti del segnale emesso, per fornire alcuna capacità di analisi speciali, ad esempio, misura della frequenza Doppler del segnale riflesso per stimare la porta si muove relativo sensore (ricevitore) o cambiamenti nella polarizzazione segnale riflesso rispetto al segnale della sonda. Come con tutti i sistemi informativi di misurazione che utilizzano EMR sistema RS differiscono in bande di frequenza delle onde elettromagnetiche, quali ultravioletta, luce visibile, infrarosso, millimetro, centimetro, decimetro.

Considerate RS atmosfera, in particolare, troposfera - la parte dell'atmosfera, che è direttamente adiacente alla superficie della Terra. La troposfera si estende fino ad altezze di 10-15 km, e ai tropici - per 18 km. Usando i RS ai fini della sicurezza meteorologica richiede attenzione ai sistemi che considerano l'atmosfera come tridimensionale, la distribuzione spaziale dell'oggetto, e conducono ai profili dell'atmosfera in diverse direzioni sensing.

Oggetti rilevati o scopi possono essere fluttuazioni che si verificano naturalmente nell'atmosfera, nonché gli oggetti fissi ad una certa distanza dalla struttura DMZ. È importante capire i diversi tipi di interazioni tra EMR e l'atmosfera. Diversi tipi di questa interazione - un modo conveniente per classificare RS tecniche. Essi si basano sulla attenuazione, dispersione e radiazioni di onde elettromagnetiche di rilevamento oggetti. Schema dei principali processi di interazione di onde elettromagnetiche con irregolarità atmosferici in relazione ai compiti del DMZ.

Nel primo caso, la radiazione dalla forma predeterminata della sorgente (trasmettitore) all'ingresso del ricevitore dopo che è passato attraverso l'oggetto in esame. Si stima il valore di attenuazione nel percorso di propagazione dal trasmettitore al ricevitore, si assume che il valore della perdita di energia elettromagnetica che passa attraverso un oggetto associato con le proprietà di tale oggetto. La causa della perdita può essere una combinazione di assorbimento o diffusione e assorbimento che sta alla base della informazioni sull'oggetto. Molti RS tecniche essenzialmente basate su questo approccio.

Nel secondo caso, in cui la sorgente stessa è una sorgente di radiazione, di solito c'è un problema di misurazione ad infrarossi e / o microonde di emissione, che viene utilizzato per ottenere informazioni sulla struttura termica dell'atmosfera e le altre proprietà. Inoltre, questo approccio è caratteristico dello studio del fulmine sulla base della propria radio e per rilevare temporali su grandi distanze.

Il terzo caso è l'uso di dispersione atmosferica di onde elettromagnetiche forma per ottenere informazioni su di esso. Sulla dispersione proprietà sulla base DZ modi diversi. Uno di essi è caratterizzato dal fatto che il mezzo indagato è illuminato da una sorgente di radiazione incoerente, come la luce solare o radiazione infrarossa che emana dalla superficie della terra, e mezzi sensori RS riceve radiazione diffusa dall'oggetto. Altro - dal fatto che l'oggetto viene irradiato con artificiale speciale (coerente o incoerente) sorgente, ad esempio un laser o una sorgente di una lunghezza d'onda delle microonde (nel caso del radar). oggetto Questa radiazione viene dispersa viene rilevata dal ricevitore e viene utilizzato per recuperare informazioni sugli oggetti di scattering.

Si noti che il primo di questi casi corrisponde al sistema di rilevamento attiva, il secondo - passivo, e il terzo viene implementato come versioni attivi e passivi.

Sistema RS attivo può essere mono-statica quando i mezzi trasmettitore e del ricevitore vengono posizionati su una posizione DZ bistatic o multi-statico, il sistema è composto da uno o più trasmettitori e ricevitori disposti in diverse posizioni diverse.

La classificazione non è sufficientemente completo, se non si specifica DMZ hardware di base: radar, radiometri, e altri dirigenti del dispositivo o sistema usato come sensori DMZ.

Lo studio dell'atmosfera con l'aiuto di RS include l'uso di strumenti installati sui satelliti artificiali terra e stazioni spaziali, aerei, razzi, palloni, ei fondi messi a terra. I vettori più comuni di fondi DMZ sono satelliti, aerei e piattaforme terrestri.

Problemi inversi

DZ compito - è il problema inverso, vale a dire, quelli in cui la decisione sul risultato di costretto ad andare alla causa ... Queste sono tutte le attività di elaborazione ed interpretazione dei dati osservativi. La teoria dei problemi inversi - una disciplina matematica indipendente, e l'atmosfera DZ - solo uno dei settori scientifici e tecnici, per i quali la teoria dei problemi inversi è importante. L'aspetto applicata deve essere ben compreso, come EMP viene fatto reagire con il test di oggetti segnali formano atmosferici che vengono utilizzati per ottenere informazioni circa l'atmosfera. Nel caso ideale tra il segnale misurato parametro caratteristico e la stima dell'aria corrispondenza biunivoca. Ma in situazioni reali ci sono sempre specifici per il problema dei problemi inversi.

Considera un semplice esempio relativo al suono passivo dell'atmosfera. Supponiamo che il gas assorbente nell'atmosfera sia caratterizzato da una propria radiazione, a seconda della temperatura del gas. Questa radiazione viene percepita dal sensore situato sul satellite. Supponiamo anche che esista una relazione tra la lunghezza d'onda di radiazione e la temperatura, e la temperatura dipende dall'altezza dello strato atmosfera. Quindi, conoscendo il rapporto tra l'intensità di emissione, lunghezza d'onda di emissione, e la temperatura del gas fornisce un metodo di stima della temperatura dei gas atmosferici in funzione della lunghezza d'onda e quindi l'altezza. In realtà la situazione è molto più complicata di caso ideale descritto. Radiazione ad una data lunghezza d'onda non procede da uno strato alla giusta altezza, e distribuito sullo spessore dell'atmosfera, quindi non c'è una corrispondenza biunivoca tra la lunghezza d'onda e l'altezza, come suggerito nel caso ideale, che provoca la sfocatura riguardo. Questo esempio è tipico di molti problemi inversi in cui i confini di integrazione dipende dalle caratteristiche di una particolare attività. Questa equazione è nota come Fredholm equazione integrale del primo tipo. Esso è caratterizzato dal fatto che i confini integrali sono fissi, appare solo nella integrando. La funzione viene richiamata kernel o funzione fondamentale dell'equazione.

Vari problemi DZ ridotti a un'equazione o una equazione simile. Per risolvere questi problemi, è necessario eseguire la trasformazione inversa i risultati delle misurazioni di g. ottenere la distribuzione. Tali problemi inversi chiamati problemi errati o mal poste. La loro decisione è associato a superare le seguenti tre sfide. In linea di principio, una decisione può essere mal posto matematicamente inesistenti, ambiguo o instabile. La mancanza di soluzioni

Dal punto di vista della DMZ, fenomeni meteorologici pericolosi (Omya) può essere considerato come la distribuzione spaziale degli oggetti che occupano uno spazio nella zona o nel cloud atmosfera senza nubi (cielo sereno). Segni fisici di manifestazioni esterne OMYA solito descrive i parametri che caratterizzano l'intensità OMYA e che, in linea di principio possono essere misurati, per esempio, i parametri di velocità del vento, i campi elettrici e magnetici, l'intensità della precipitazione. Parametri fisici OMYA considerati.

Aree dell'atmosfera in cui i parametri che caratterizzano l'intensità OMYA superano un certo livello predeterminato, chiamati zone OMYA. La scoperta processo OMYA e l'assegnazione di alcune zone del loro coordinate spaziali in un dato momento, sulla base della DMZ è chiamato zone di localizzazione OMYA.

Così, il processo di localizzazione mediante zona microonde DZ atmosfera OMYA rilevare e determinare la loro posizione in un sistema di coordinate predeterminato. In alcuni casi, si può stimare il grado di intensità di OMYA.

La localizzazione delle zone pericolose fly impianti radar aereo - un rilevamento rapido e posizione utilizzando il radar meteo-navigazione (MNRLS) bor e altri dispositivi che possono essere associati al MNRLS.