AQUISIÇÃO DOS DADOS Componentes do Sistema de SR

Texto

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SUB-SISTEMA ESPACIAL - PLATAFORMA

- SENSOR (Carga útil “Payload”)

SUB-SISTEMA TERRESTRE - ESTAÇÃO DE RECEPÇÃOESTAÇÃO DE RECEPÇÃO

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AQUISIÇÃO DOS DADOS – Subsistema Terrestre

Estações de Controle, Seguimento, Recepção, Processamento e

Di ib i ã Distribuição

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Estações de Controle, Seguimento, Recepção, Processamento e

Di ib i ã Distribuição

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AQUISIÇÃO DOS DADOS – Subsistema Terrestre

Estações de Controle, Seguimento, Recepção, Processamento e

Di ib i ã Distribuição

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Estações de Controle, Seguimento, Recepção, Processamento e

Di ib i ã Distribuição

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AQUISIÇÃO DOS DADOS – Subsistema Terrestre

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Foguetes Espaciais ARIANE-4

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AQUISIÇÃO DOS DADOS – Subsistema Espacial

Foguetes Espaciais

Longa Marcha 4B

Exemplo de Lançamento:

O satélite CBERS-1 foi lançado com sucesso

Longa Marcha 4B O satélite CBERS-1 foi lançado com sucesso na madrugada do dia 14.10.99, às 1h15 (horário de Brasília) pelo foguete Longa Marcha 4B, a partir do Centro de Lançamento de Taiyuan, na República Popular da China

Popular da China.

A queima dos três estágios do foguete chinês ocorreu dentro do previsto. A liberação do

CBERS 1 13 i t ó l t d

CBERS-1 ocorreu 13 minutos após o lançamento do Longa Marcha 4B. O satélite foi colocado a uma órbita de 98º de inclinação em relação à linha do Equador, à 1hora 28 minutos, e a uma altitude de

763 ilô t

763 quilômetros.

Logo após a separação do CBERS-1 do último estágio do foguete, a estação de recepção de

á é

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Foguetes Espaciais

Longa Marcha 4B Longa Marcha 4B

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AQUISIÇÃO DOS DADOS – Subsistema Espacial

Plataformas e Sensores

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Plataformas e Sensores

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AQUISIÇÃO DOS DADOS – Subsistema Espacial

Plataformas e Sensores CBERS

1 - Service Module 2 - Sun Sensor 3 - 20N Thruster Assembly 4 - 1N Thruster Assembly 4 - 1N Thruster Assembly 5 - Middle Wall

6 - UHF Receiver Antenna 7 -Infrared Scanner (IRMSS) 8 - IR Transmit Antenna 9 - VHF Transmit Antenna 10 - UHF Tx/Rx Antenna 11 - S-Band Antenna (DCS) 11 - S-Band Antenna (DCS) 12 -CCD Transmit Antenna 13 - UHF Transmit Antenna 14 - CCD Camera

15 - S-Band Antenna (TT&C) 16 - Payload Module

17 - Solar Array

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Plataformas e Sensores - Classificação

Quanto a Órbita (Plataformas):

- GEOESTACIONARIOS

(Meteorológicos, METEOSAT, GOES,...) Alta resolução temporal

- HELIOSÍNCRONOS

(Recursos naturais, LANDSAT, SPOT,…) Alta resolução espacial

Quanto a Órbita (Plataformas):

Quanto a Fonte de Energia (Sensores): - PASSIVOS (Externa -sol-, fase oculta)

ÓTICOS (LANDSAT-TM, SPOT-HRV,…). Bandas “largas”. - ATIVOS (Interna, “todo-tempo”)

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Resolução: a capacidade para discriminar informação em detalhe de um objeto detectado.

O conceito de resolução aplicado aos instrumentos óticos tradicionais se refere fundamentalmente ao poder de separação espacial do sistema de lentes.

é

Para os sensores remotos a bordo de satélites o estudo do uso do solo introduz novas dimensões além das planimétricas. São elas:

Resolução Espacial: Tamanho do píxel no terreno;

Resolução Radiométrica: Número de níveis digitais;

Resolução Radiométrica: Número de níveis digitais;

Resolução Espectral:ç Número e amplitude das bandas espectrais;

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Resolução Espacial: é capacidade do sistema para distinguir

o objeto mais pequeno possível em uma imagem. Detector

O

R

Os Sistemas óticos-eletrônicos armazenam a informação em forma de matriz bidimensional de elementos

contínuos denominados píxeis. SENS Sistema Ótico

O

A imagem completa se gera mediante a varredura da superfície terrestre pelo sensor, correspondendo cada píxel ao Campo de Visão Instantâneo (IFOV).

p p ( )

IFOV (Instantaneous Field Of View): Menor superfície do terreno coberta pelo detector a uma determinada altit de e em m dete minado instante

α altitude e em um determinado instante.

O ângulo de abertura em radianos é na realidade a medida da resolução espacial, no entanto, a expressãoç p , , p mais difundida do valor da resolução espacial é o tamanho da superfície observada que se armazena como um só píxel.

Campo de Visão (FOV): é o ângulo de abertura correspondente a uma linha completa de varredura do sensor ou swath.

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Resolução Espectral: Capacidade do sensor para discriminar a reflectância / radiância detectada em diferentes comprimentos de onda do espectro electromagnético.

Banda: intervalo de comprimentos de onda explorados pelo sensor. A resolução espectral é determinada por:

d b d

- Número de bandas;

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Resolução Espectral:

Em termos gerais o sensor terá maior utilidade quanto maior seja o número de bandas Em termos gerais o sensor terá maior utilidade quanto maior seja o número de bandas que proporcione, já que as características de determinados alvos requerem estudos multiespectrais. Por outro lado, é interessante que a amplitude de cada banda seja o mais reduzida possível com o objetivo de não se obter valores médios de regiões espectrais

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Resolução Espectral:

Classificação quanto ao número de bandas:

Satélite Sensor Bandas λ

VISIBLE (VIS) 0,45 - 1,0 Vapor de Agua (WV) 5,7 - 7,1 Infrarrojo (IR) 10,5 - 12,5 1 VISIBLE 0 6 METEOSAT (μm)

Classificação quanto ao número de bandas:

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Resolução Espectral – Hiperespectrais (exemplos):

PLATAFORMAS AÉREAS PLATAFORMAS AÉREAS

Nome Fabricante / ULR Nº Bandas Faixa Espectral AVIRIS (Airbone Visible

Infrared Imaging Spectrometer)

NASA Jet Propulsion Lab www.vs.afrl.af.mil/TechProgs/

mightySatII

224 0,4 – 2,5μm

HYDICE (Hyperspectral Digital Imagery)

Naval Research Lab

http://www.nrl.navy.mil/ 210 0,4 – 2,5μm ITRES R h Li it d

CASI (Compact Airbone Spectrographic Imager)

ITRES Research Limited

www.itres.com 228 0,4 – 1,0μm

PROBE-1 Earth Search Science Inc.

www earthsearch com 128 0,4 – 2,5μm www.earthsearch.com

HyMap Integrated Spectronics

www.intspec.com 100 - 200 0,4 – 2,5μm

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Resolução Espectral – Hiper e Superespectrais:

PLATAFORMAS ESPACIAIS

Nome Fabricante / ULR Nº Bandas Faixa Espectral

Hyperion (EO – 1) NASA Goddard Space Flight Center

http://eol.gsfc.nasa.gov/ 220 0,4 – 2,5μm

ASTER (TERRA)

NASA (EOS) Jet Propulsion Lab y Japex Geoscience Institute Tokio

http://asterweb.jpl.nasa.gov

14

VNIR – 4 SWIR – 6 TIR - 5

NASA (EOS) J t P l i L b Faixas variáveis desde MODIS (TERRA) NASA (EOS) Jet Propulsion Lab

http://modis.gsfc.nasa.gov 36

Faixas variáveis desde 0,405 – 14,385μm Orbview4/Warfighter Orbital Sciences Corporation

http://www.orbital.com/ 200 0,45 – 2,0μm http://www.orbital.com/

FTHSI (MightySatII) Air Force Research Lab

www.vs.afrl.af.mil/techprogs/mightysatII 256 0,35 – 1,05μm

Space Technology Development

Fonte: Conferencia ESRI 10/2003

COIS (NEMO) Corporation – Naval Research Lab

http://www.nrl.navy.mil/

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Resolução Radiométrica: Capacidade do sensor para discriminar níveis de intensidade de reflectância / radiância espectral.

Nos sistemas analógicos (fotografia) a resolução radiométrica é determinada pelo número de níveis de cinza.

N i t óti l t ô i d í l t á l í l di it l (ND) i l

Nos sistemas ótico-eletrônicos cada píxel terá um valor ou nível digital (ND) proporcional a quantidade de energia recebida.

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Resolução Radiométrica:

8 10 16

8 bit = 28 = 256 N.D. 10 bit = 210 = 1024 N.D. 16 bit = 216 = 65.536 N.D.

255 1.023 65.535

Óticos: LANDSAT - TM NOAA - AVHRR ERS - SAR

0 0 0

Óticos: LANDSAT - TM,

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Resolução Temporal: Capacidade do sensor para diferenciar mudanças temporais sofridas pela superfície terrestre em estudo.

Período de tempo que o sensor necessita para adquirir uma nova imagem do mesmo Período de tempo que o sensor necessita para adquirir uma nova imagem do mesmo ponto da superfície terrestre (revisita).

O período de tempo necessário para passar pela vertical do local de uma determinada latitude, somente depende de dois fatores:

d lt d ó bit - da altura da órbita;

- campo de visão do instrumento. Fundamento Físico: As leis de Keplerp

As minuciosas observações realizadas por Tycho-Brahe sobre a órbita de Marte permitiram que Kepler anunciasse suas três conhecidas leis que regem o sistema solar e a partir das quais Newton desenvolveu a lei de gravitação universal:

1) Lei das órbitas elípticas: "O planeta em órbita em torno do Sol descreve uma elipse em que o Sol ocupa um dos focos".

2) Lei das áreas: "A linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais".

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Resolução Temporal – Movimento Orbital:

A estabilidade de uma órbita do satélite requer que a soma dos dois vetores força A estabilidade de uma órbita do satélite requer que a soma dos dois vetores força atuantes sobre o mesmo seja nula:

- força gravitacional exercida pela terra.

f t íf i i d l i t i l

- força centrífuga originada pelo movimento circular

Para saber mais:

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Resolução Temporal – Tipos de órbita:

Geoestacionária: Geoestacionária:

- Máxima resolução temporal

- Também chamados satélites fíxos

Utili d t d lti t i f ô di â i

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Resolução Temporal – Tipos de órbita:

Héliosincrona Recorrente: Héliosincrona Recorrente: Héliosincrona:

- A posição do satélite com respeito ao sol é sempre a mesma.

- O ângulo de incidência da luz solar com respeito a superfície da terra é sempre o mesmo.

Recorrente:

- Depois de um determinado número de dias o satélite repete a mesma órbita.

O satélite pode obse a a mesma ona da te a com - O satélite pode observar a mesma zona da terra com intervalos de tempo regulares (Frequência de Revisita). Órbitas polaresp

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Resolução Temporal – Tipos de órbita:

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Resolução Temporal – Tipos de órbita:

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Resolução Temporal – Tipos de órbita:

Período de repetição: Período da órbita ou ciclo de repetição. Período de repetição: Período da órbita ou ciclo de repetição.

Período de revisita: Frequência de revisita ou capacidade de revisita.

Satélite METEOSAT NOAA LANDSAT SPOT IKONOS ERS

R. Temporal

(Nominal) 0,5h 24h 16d 26d 2,9d 35d

MODIFICAÇÕES

Nº. Satélites da constelação (Missões Tándem): • ERS1 2 = +24 horas

• ERS1 – 2 = +24 horas • Landsat 5 – 7 = +8días

• Programação de trajetórias adjacentes (Sobreposição): • Landsat: 7,6% (Equador) – 54% (60º N-S)

Combinação de satélites/passadas • Combinação de satélites/passadas:

• Sensores iguais ou diferentes: Spot-Landsat-Ikonos • Trajetórias diurnas/noturnas: ERS2 = 10días

• Visadas laterais:

P ibilid d d b i t l

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PARÂMETROS DOS SENSORES ÓTICO‐ELETRÔNICOS

Algumas definições importantes:

P i t é t i ó i d t d d l télit bit

Pericentro: é o ponto mais próximo do astro ao redor do qual o satélite orbita. Perigeo: é o ponto mais próximo da Terra, onde o satélite orbita mais

rapidamente.ap da e e

Apogeo: é o ponto mais afastado da Terra, onde o satélite move-se mais lentamente.

Trajetória: é a projeção central da órbita do satélite sobre a superfície terrestre.

Se a ó bita é Eq ato ial a t ajetó ia coincide com a Linha do Eq ado - Se a órbita é Equatorial, a trajetória coincide com a Linha do Equador; - Se é Polar, não poderá coincidir com um meridiano devido a rotação da terra;;

- Trajetória Descendente quando a órbita do satélite ocorre do hemisfério Norte para o hemisfério Sul.

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Algumas definições importantes:

Nó A d t D d t ã i t õ d ó bit d t

Nós Ascendente e Descendente são as intersecções das órbitas ascendentes e descendentes, respectivamente, com a Linha do Equador.

Considerando o caso mais geral de órbita elíptica em que a Terra ocupa um dos Co s de a do o caso a s ge a de ó b a e p ca e que a e a ocupa u dos focos da elipse, as seis constantes de integração de cada movimento Kepleriano definem univocamente a orientação do plano orbital, a forma e as dimensões da órbita e o instante de passagem do satélite pelo pericentro. Assim, teremos:

Ascensão eta do nó ascendente (Ω) âng lo medido no plano eq ato ial - Ascensão reta do nó ascendente (Ω): ângulo medido no plano equatorial entre o Equinócio de Vernal (ou de Primavera) e o ponto em que o satélite cruza o plano do equador, de Sul a Norte.p q ,

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Algumas definições importantes:

I li ã d ó bit (i) â l t l bit l t i l É

- Inclinação da órbita (i): ângulo entre os planos orbital e equatorial. É o menor dos ângulos formados pelo eixo de rotação terrestre e o vetor momento cinético do satélite. As órbitas classificam-se em:o e o c é co do sa é e s ó b as c ass ca se e

Equatorial Direta: i = 0°

Direta: 0° < i < 90°

Polar: i = 90°

Retrógrada: 90° < i < 180°

Eq ato ial Ret óg ada i 180°

Equatorial Retrógrada: i = 180°

- Excentricidade (e): define a forma da órbita, sendo: onde b é o semieixo menor da elipse e a o semieixo maior.p

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Imagem

Referências

temas relacionados :