Многозональное сканирующее устройство гидрометеорологического обеспечения (МСУ-ГС) обеспечивает получение многоспектральных изображений облачности и поверхности Земли в видимом и ИК диапазонах в пределах видимого диска Земли во всем диапазоне условий наблюдения (высота Солнца – 10-900 , коэффициент отражения – 0.07-0.9, контраст объектов – 0.2-0.7).
МСУ-ГС имеет следующие основные характеристики:
| Номер канала | Спектральный интервал, (мкм) | S/N, ΔT | Область применения | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
>10 | Детектирование облачности, слежение за облаками-трассерами для определения ветра, наблюдения аэрозоля | ||||
| 3 | 0.8 - 0.9 | >7 | Детектирование облачности малых размеров | ||||
| 4 | 3.5-4.01 | <0.35°K | Детектирование низкой облачности, туманов, оценки температуры поверхности океанов (ТПО) и температуры поверхности суши (ТПС) для ночных условий | ||||
| 5 | 5.7-7.0 | <0.75°K | Наблюдения за водяным паром, оценки ветра, высоты полупрозрачной облачности | ||||
|
|
<0.28°K | Наблюдения полупрозрачной слоистой облачности | ||||
| 8 | 9.2-10.2 | <1.5°K | Мониторинг общего содержания озона, ветер в нижней стратосфере | ||||
|
|
<0.3°K | Оценка ТПО, ТПС, количества осажденной воды над океанами |
| Наименование параметра | Значение |
|---|---|
| Вид сканирования | оптико-механический, двухкоординатный |
| Количество спектральных диапазонов | 6 |
| Номинальные значения границ спектральных диапазонов по уровню 0.5, мкм | 0.50-0.65 0.65-0.80 3.5-4.0 5.7-7.0 10.2-11.2 11.2-12.5 |
| Угол обзора, град | 20 ± 0.5х20 ± 0.5 |
| Мгновенное поле зрения, угл.сек /размер пиксела на поверхности Земли с орбиты Н=36000 км, км | |
| · в диапазонах 0.50-0.65, 0.65-0.80 мкм | 5.7/1.0 |
| · в диапазонах 3.5-4.0, 5.7-7.0, 10.2-11.2, 11.2-12.5 мкм | 22.9/4.0 |
| Количество элементов в строке, эл | |
| · в диапазонах 0.50-0.65, 0.65-0.80 мкм | 12576 |
| · в диапазонах 3.5-4.0, 5.7-7.0, 10.2-11.2, 11.2-12.5 мкм | 3144 |
| Количество сканов в кадре | 34 |
| Диапазон измеряемых температур в ИК диапазонах, К | 220 - 340 |
| Отношение сигнал/шум в каналах 0.5-0.8 мкм при модельной яркости объекта | ≥ 200 |
| Эквивалентная шуму разность измеряемых температур на уровне 300К | |
| · в диапазоне 3.5-4.0 мкм | 0.27 |
| · в диапазоне 5.7-7.0 мкм | 0.1 |
| · в диапазоне 10.2-11.2 мкм | 0.15 |
| · в диапазоне 11.2-12.5 мкм | 0.2 |
| Время получения полного информационного кадра, мин | |
| · в диапазонах 0.50-0.65, 0.65-0.80 мкм | ≤ 15 |
| · в диапазонах 3.5-4.0, 5.7-7.0, 10.2-11.2, 11.2-12.5 мкм | ≤ 2 |
| Форма представления сигнала | цифровая |
| Информативность одного канала (8р/10р), Кбит /сек | |
| · в диапазонах 0.50-0.65, 0.65-0.80 мкм | 1575/2000 |
| · в диапазонах 3.5-4.0, 5.7-7.0, 10.2-11.2, 11.2-12.5 мкм | 788/1000 |
| Полная информативность, Кбит/сек | 3150/4000 |
| Калибровка | по внутренним бортовым источникам |
| Режим работы | сеансный, интервал между сеансами 30 мин штатный и 15 мин учащенный |
| Ресурс работы, годы | 7 |
| Время выхода на режим, мин | 5 |
| Потребление, Вт | ≤ 200 |
| Компоновка конструкции | моноблочная |
| Габариты, мм | 875х520х450 (875х400х525) |
| Масса, кг | ≤ 88 |
МСУ-ГС используется в составе КА для обеспечения подразделений Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также соответствующих служб ВС РФ оперативной информацией при выполнении следующих основных задач:
Принципиальная схема устройства МСУ-ГС и геометрия сканирования (тепловой диапазон) показаны на рис. 1. Как следует из схемы, устройство МСУ-ГС включает в себя следующие основные элементы: плоское сканирующее зеркало, имеющее возможность разворота вокруг двух взаимно-перпендикулярных осей (строка, кадр), объектив, формирующий изображение поверхности Земли и многоэлементные приемники излучения (на схеме показан один).
Строчная развертка осуществляется за счет разворота зеркала вокруг оси, лежащей в его плоскости и параллельной координатной оси Y-Y. Угол развертки должен быть не менее α/2, где α - угловой размер земного диска с орбиты КА. В целях повышения эффективности развертки могут использоваться оба направления вращения, тогда в смежных сканах перемещение визирной оси имеет противоположное направление, что должно быть учтено при формировании выходного сигнала.
Кадровая развертка реализуется путем дискретного разворота сканирующего зеркала вокруг оси, коллинеарной оптической оси объектива устройства и параллельной оси Х-Х. Разворот должен осуществляться так же на угол α/2 в интервале времени, в течение которого происходит изменение направления строчной развертки. Угловой дискрет кадровой развертки определяется количеством чувствительных элементов приемника, то есть числом строк изображения, формируемых за один скан, и мгновенным полем зрения устройства, равным R/H, где R – линейное (геометрическое) разрешение на поверхности Земли, H - высота орбиты КА.