Многоцелевой гиперспектральный спутник сверхвысокого разрешения WorldView-3

Совершенствование космических средств ДЗЗ продолжается быстрыми темпами, что открывает новые возможности в гражданских и военных областях деятельности. 13 августа 2014 года с авиабазы Ванденберг (Калифорния, США) ракетой-носителем Atlas V 401 состоялся запуск космического аппарата (КА) WorldView-3.

Рисунок 1. КА WorldView-3

С запуском КА WorldView-3 космическая группировка компании DigitalGlobe существенно повысила свой технологический уровень. КА WorldView-3 позволяет вести космическую съемку с разрешением до 0,31 м. В многоспектральном режиме разрешающая способность системы составит 1,2 м, а в ближнем ИК-участке спектра – 3,7 м. Добавление нового ИК-диапазона потребовало включения дополнительного 8-канального модуля с ИК-детекторами в конструкцию оптической системы спутника.

Два года назад американские власти согласились уменьшить лимит на максимально возможное разрешение коммерческих космических снимков с 50 см до 25 см. КА WorldView-3 первым коммерческим спутником улучшенного разрешения. В настоящее время компания DigitalGlobe пытается убедить правительство Соединенных Штатов Америки послабить ограничения на качество разрешения снимков до 10 см.

Головным подрядчиком проекта по созданию КА WorldView-3 является Ball Aerospace & Technologies. Оптоэлектронную систему спутника разработало подразделение Geospatial Systems компании ITT Exelis. Стоимость расходов по программе создания спутника оцениваются в 650 млн долл. США и включает также запуск КА.

КА WorldView-3 был выведен на полярную орбиту высотой 617 километров над поверхностью Земли и будет функционировать вместе с пятью другими спутниками компании DigitalGlobe. Вес аппарата – 2 812 килограммов, размеры с раскрытыми солнечными панелями – 5,7 на 7 метров. Технические характеристики КА WorldView-2 и WorldView-3 показаны в таблице 1.

Таблица 1. Технические характеристики КА WorldView-3

Съемочная аппаратура аналогична той, которая установлена на КА WorldView-2. КА WorldView-3 оснащен телескопом с диаметром зеркала 110 см и апертурным фильтром.  Аппаратура будет вести съемку сенсорами VNIR (Visible and Near Infrared — мультиспектральный видимый и ближний инфракрасный диапазон; 8 каналов), SWIR (Shortwave Infrared — средний инфракрасный диапазон; позволяет вести съемку сквозь дымку, туман, смог, пыль, дым, и облака; 8 каналов) и CAVIS (clouds, aerosols, vapors, ice, snow — позволяет проводить атмосферную коррекцию; 12 каналов).

Мультиспектральный сенсор VNIR незначительно отличается своими возможностями от сенсора VW-2, различие — только в чуть большем разрешении. Преемственность спектральных характеристик важна для сохранения методов, которые были выработаны при использовании данных КА WorldView-2.

Принципиально новым сенсором является сенсор коротковолнового инфракрасного излучения (SWIR). Раньше, такие данные получали спутники более низкого разрешения, такие как Landsat. Там разрешение составляло всего 30 метров на пиксель, тогда как у WV-3 оно равно 3,7-4,1 метра при вертикальной съемке и отклонении на 20º. Сенсор SWIR имеет также восемь каналов, которые покрывают спектр от 1195 до 2365 нанометров. Выбор диапазонов связан со свойствами растительности, атмосферных процессов, а четыре самых дальних от видимого диапазонов могут применяться в задачах геологических исследований.

Еще одним инновационным решением в наборе сенсоров КА WorldView-3 является сенсор CAVIS, относительно низкого, всего 30 метров разрешения, покрывающий отдельными выборочными каналами диапазон от 405 нм до 2245 нм. Его главное назначение — определять состояние атмосферы и идентифицировать особые случаи земной поверхности, влияющие на качество изображения. Набор каналов подобран так, чтобы, например, можно было отличить белые облака от снега и льда, а разные виды пыли и дыма в воздухе — от водяного пара. Аналогичное решение уже применялось на спутнике Landsat, но WorldView имеет более совершенную и универсальную систему, которая позволит проводить более точную и эффективную коррекцию снимков.

Спектральные каналы КА WorldView-3 могут обеспечить более высокую детальность при анализе состояния растительности, выделении объектов, анализе береговой линии и прибрежной акватории. Сенсор CAVIS позволяет спутнику делать четкие снимки поверхности, несмотря на пыль, сажу и другие помехи в атмосфере Земли.

Точность геопривязки в плане составит 3,5 м СЕ90 без дополнительной коррекции плановых координат по наземным опорным точкам.

Технические характеристики бортовой аппаратуры КА WorldView-3 показаны в таблице 2:

Таблица 2. Технические характеристики бортовой аппаратуры КА WorldView-3                                        

По словам основателя и главного технического директора DigitalGlobe Уолтера Скотта (Walter Scott), «в коротковолновом инфракрасном участке спектра становятся хорошо заметны различия между “материалами”». Среди возможных гражданских применений он выделил разведку полезных ископаемых, управление водными ресурсами и другие. В военной области съемка в новом ИК-диапазоне может быть востребована при обнаружении и классификации объектов на основе их ИК-сигнатур. И хотя Уолтер Скотт не комментировал военное применение нового диапазона съемки, но заметил, что его использование в равной степени обусловлено потребностями как военных, так и гражданских пользователей системы.

Одним из основных клиентов DigitalGlobe является Национальное управление геопространственной разведки США (National Geospatial-Intelligence Agency, NGA), которое в 2010 году заключило с компанией и другим спутниковым оператором — GeoEye — 10-летний контракт общей стоимостью более 7 млрд. долл. США на предоставление услуг космической съемки.

Первые изображения с КА WorldView-3 получены на столицу Испании — Мадрид. Образцы снимков представлены с ресемплингом до 40 см. Фрагменты космических снимков можно бесплатно скачать по следующей ссылке (формат TIF).

Фрагмент снимка, полученного с КА WorldView-3 на г. Роттердам с разрешением 40 см представлен на Рисунке 2:

Рисунок 2 - Фрагмент снимка, полученного с КА WorldView-3 на г. Роттердам с разрешением 40 см

Компания «Иннотер» — официальный дистрибьютор в России и странах СНГ ведущих мировых операторов спутниковых данных и выполняет поставку архивных и новых материалов космической съемки на любую территорию Земного шара.

Соглашение с компанией DigitalGlobe позволяет получать архивные и оперативные материалы космической съемки с оптико-электронных КА WorldView-4, WorldView-3, WorldView-2, WorldView-1, GeoEye-1, QuickBird и Ikonos, обеспечивающих разрешение снимков 0.3 – 0.8 метра.

Кроме того, компания DigitalGlobe предлагает новый сервис на базе облачных вычислений My DigitalGlobe. Облачные сервисы DigitalGlobe раскрывают перед заказчиками возможности крупнейшей в мире онлайн библиотеки данных сверхвысокого разрешения, открывая доступ к новейшим космическим снимкам посредством геопорталов, сетей интранет и мобильных устройств в любой точке на планете. My DigitalGlobe включает в себя данные из таких сервисов как Global Basemap, FirstLook, Daily Take и также может включать в себя корпоративные данные пользователей.

За более подробной информацией о сервисе Global Basemap обращайтесь к сотрудникам компании «Иннотер».

Для заказа космических снимков сверхвысокого разрешения со спутников компании DigitalGlobe, а также для расчета стоимости покрытия необходимой вам территории, обращайтесь по телефону: +7 495 245-0424 или по e-mail: innoter@innoter.com.