Формирование концепции спутниковой группировки для раннего обнаружения лесных пожаров
Опубликовано: 23.08.2023
Авторы: Полуэктов Р.М., Реутова С.В.
Опубликовано в выпуске: #8(140)/2023
DOI: 10.18698/2308-6033-2023-8-2299
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Рассмотрено формирование концепции спутниковой группировки для раннего обнаружения пожаров на территории Сибири. В рамках излагаемой концепции подобрана орбита для развертывания спутниковой группировки, построена трасса полета спутников по круговой солнечно-синхронной орбите. В качестве основы для потенциально применимых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли предложена платформа CubeSat, сформирован предполагаемый облик спутников в виде 3D-модели, описан принцип их работы. Предполагается, что спутник будет только проводить съемку и передавать снимки на наземный пункт управления. Для анализа снимков, получаемых со спутников, предложено программное обеспечение, автоматически обнаруживающее очаги пожаров и реализующее алгоритм с применением библиотеки алгоритмов компьютерного зрения OpenCV. В качестве средства выведения спутниковой группировки предложено использовать ракету-носитель «Ангара-1.2» легкого класса.
Литература
[1] Почти 80% лесных пожаров в России в 2022 году пришлись на Сибирь и Дальний Восток – Минприроды, МЧС и прокуратура подвели итоги пожароопасного сезона. Пресс-служба Минприроды России, 14 декабря 2022 г. URL: www.mnr.gov.ru/press/news/pochti_80_lesnykh_pozharov_v_rossii_v_2022_godu_prishlis_na_sibir_i_dalniy_vostok_minprirody_mchs_i_/ (дата обращения 15.01.2023).
[2] CubeSat Design Specification Rev. 14.1. The CubeSat Program, Cal Poly SLO. CubeSatNano. URL: static1.squarespace.com/static/5418c831e4b0fa4ecac1bacd/t/62193b7fc9e72e0053f00910/1645820809779/CDS+REV14_1+2022-02-09.pdf (дата обращения 30.01.2023).
[3] Единый портал продукции и комплектующих ракетно-космической промышленности. Электроснабжение. Главкосмос. URL: www.trade.glavkosmos.com/ru/catalog/spacecraft/power-supply-system/ (дата обращения 03.07.2023).
[4] Продукция. CubeSatNano URL: cubesatnano.ru/portfolio_category/products/ (дата обращения 17.07.2023).
[5] Эльясберг П.Е. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли. Москва, Изд-во URSS, 2020. 544 с.
[6] Спутникс, частная космическая компания. sputnix.ru URL: sputnix.ru/ru/priboryi/pribory-cubesat/blok-maxovikov (дата обращения: 03.07.2023).
[7] Единый портал продукции и комплектующих ракетно-космической промышленности, Приемники / передатчики. Главкосмос. URL: www.trade.glavkosmos.com/ru/catalog/spacecraft/telecommand-and-telemetry-system/receivers-transmitters/ (дата обращения 03.07.2023).
[8] CubeSatNano. Антенные системы. CubeSatNano. URL: cubesatnano.ru/portfolio_category/antennas/ (дата обращения 17.07.2023).
[9] Данилкин А.П., Воронков В.Н., Казанцев О.Ю. и др. Космическая система оперативного мониторинга земной поверхности на базе малых космических аппаратов. Космическая техника и технологии, 2021, № 1 (32), с. 42–55. DOI: 10.33950/spacetech-2308-7625-2021-1-42-55. EDN CWCGKJ.
[10] Находим цветной предмет в кадре с помощью OpenCV 3 Python. URL: arboook.com/kompyuternoe-zrenie/nahodim-tsvetnoj-predmet-v-kadre-s-pomoshhyu-opencv-3-python/ (дата обращения 12.12.2022).
[11] Надеран С.В. Информационная технология распознавания зданий на спутниковых изображениях с помощью нечетких нейронных сетей. Int. J. Information Content and Processing, 2015, т. 1:2, с. 188–193.
[12] Tijtgat N., Wiebe Van Ranst, Volckaert B., Goedeme T., De Turck F. Embedded real-time object detection for a UAV warning system. In: Proceedings of 2017 IEEE International Conference on Computer Vision Workshops (ICCVW). (Venice, Italy, October 22–29, 2017), 2018, pp. 2110–2118.
[13] Cubesat structures. AAC Clyde Space. URL: www.aac-clyde.space/what-we-do/space-products-components/cubesat-structures (дата обращения 04.07.2023).
[14] New product: Raspberry Pi 3 Model B. Pololu Corp. URL: www.pololu.com/blog/598/new-product-raspberry-pi-3-model-b (дата обращения 04.07.2023).
[15] Акимов А.А., Гриценко А.А., Юрьев Р.Н. Солнечно-синхронные орбиты — основные возможности и перспективы. Инфосфера, 2015, № 68. URL: https://www.spacecenter.ru/Resurses/2015/SSO_Infosfera_68_2015.pdf (дата обращения 15.12.2022).
[16] Зеленцов В.В., Казаковцев В.П. Основы баллистического проектирования искусственных спутников Земли. Москва, Изд-во МГГУ им. Н.Э. Баумана, 2012, 174 с.
[17] Ерохин Г.А., Мандель В.И., Нестеркин Ю.А., Струков А.П. Методика расчета энергетического запаса радиолинии «космический аппарат — станция». Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы, 2018, т. 5, № 1, с. 65–74. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2018.5.1.65.74. EDN XOWAPB.
[18] Кувалкин Е.С., Захаров А.И., Пец А.В. Оценка затухания радиосигнала для построения трассы связи «Земля — космос». Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Физико-математические и технические науки, 2019, № 3, с. 99–109.
[19] Как рассчитать потери в СВЧ кабельной сборке. сайт ЗАО «НКТ». URL: nkt.ru/znaniya/publikatsii/svch-kabeli-i-kabelnye-sborki/kak-bystro-prikinut-poteri-v-svch-kabelnoy-sborke/#p4 (дата обращения 12.07.2023).
[20] Антенны и антенные системы — Каталог продукции. сайт АО «СКАРД-ЭЛЕКТРОНИКС». URL: https://skard.ru/wp-content/uploads/2021/08/antenny-i-antennye-sistemy-2.pdf (дата обращения 12.07.2023).
[21] General Mission Analysis Tool (GMAT) v.R2016a NASA. URL: software.nasa.gov/software/GSC-17177-1 (дата обращения 13.07.2023).
[22] EclipseLocator. URL: gmat.sourceforge.net/docs/nightly/html/EclipseLocator.html (дата обращения 13.07.2023).
[23] Солнечная панель 1U Z. CubeSatNano. URL: cubesatnano.ru/portfolio-view/1u-z-solar-panel-2/ (дата обращения 17.07.2023).
[24] Семейство ракет-носителей «Ангара». сайт ГКНПЦ им. Н.В. Хруничева. URL: www.khrunichev.ru/main.php?id=44 (дата обращения 18.01.2023).
[25] Космодемьянский Е.В., Кириченко А.С., Клюшин Д.И. и др. Инновационный формат организации миссий по выведению малых космических аппаратов. Труды МАИ, 2014, № 74, с. 9. URL: trudymai.ru/upload/iblock/b70/b70eb7c1b7fd6dcd41c80c5fe4597e99.pdf (дата обращения 04.07.2023).
[26] Прокопьев В.Ю., Кусь О.Н., Оссовский А.В. Малые космические аппараты стандарта CubeSat. Современные средства выведения. Вестник науки Сибири, 2014, № 2 (12), с. 71–80.
[27] Canisterized satellite dispenser (CSD) data sheet. URL: www.rocketlabusa.com/assets/Uploads/2002337G-CSD-Data-Sheet-compressed2.pdf (дата обращения 04.07.2023).