Имена | Миссия Landsat по обеспечению непрерывности данных |
---|---|
Тип миссии | Спутниковые снимки |
Оператор | НАСА / Геологическая служба США |
COSPAR ID | 2013-008A |
SATCAT нет. | 39084 |
Веб-сайт | https://landsat.gsfc.nasa.gov/landsat-8/ |
Продолжительность миссии | 5 лет (запланировано) 10 лет (с топливом) Прошло: 8 лет, 1 месяц, 22 дня |
Свойства космического корабля | |
Космический корабль | Ландсат 8 |
Тип космического корабля | LEOStar |
Автобус | LEOStar-3 |
Производитель | Орбитальные науки (премьер) Ball Aerospace (OLI) НАСА GSFC (TIRS) |
Стартовая масса | 2623 кг (5783 фунтов) |
Сухая масса | 1512 кг (3333 фунтов) |
Начало миссии | |
Дата запуска | 11 февраля 2013, 18:02:00 UTC |
Ракета | Атлас В 401 (АВ-035) |
Запустить сайт | Ванденберг , SLC-3E |
Подрядчик | United Launch Alliance |
Поступил в сервис | 30 мая 2013 года |
Параметры орбиты | |
Справочная система | Геоцентрическая орбита [1] |
Режим | Солнечно-синхронная орбита |
Высота | 705 км |
Наклон | 98,22 ° |
Период | 98,8 мин. |
Инструменты | |
Operational Land Imager (OLI) Тепловой инфракрасный датчик (TIRS) | |
Нашивка миссии Landsat Data Continuity Mission (LDCM) |
Landsat 8 - американский спутник наблюдения Земли, запущенный 11 февраля 2013 года. Это восьмой спутник в программе Landsat ; седьмой - успешно достигнет орбиты. Первоначально называемая Landsat Data Continuity Mission (LDCM), это сотрудничество между НАСА и Геологической службой США (USGS). Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд , обеспечил разработку, проектирование систем миссии и приобретение ракеты-носителя, в то время как Геологическая служба США обеспечила разработку наземных систем и будет проводить текущие операции миссии. Он включает в себя камеруОперативный наземный имидж-сканер (OLI) и тепловой инфракрасный датчик (TIRS), которые можно использовать для изучения температуры поверхности Земли и для изучения глобального потепления. [2]
Спутник был построен Orbital Sciences Corporation , которая выполняла функции генерального подрядчика миссии. [3] Инструменты космического корабля были сконструированы Ball Aerospace & Technologies и Центром космических полетов имени Годдарда НАСА (GSFC) [4], а его запуск был заключен по контракту с United Launch Alliance (ULA). [5] В течение первых 108 дней на орбите LDCM прошел проверку и проверку НАСА, а 30 мая 2013 года операции были переданы из НАСА в USGS, когда LDCM был официально переименован в Landsat 8. [6]
Обзор миссии [ править ]
С выходом Landsat 5 на пенсию в начале 2013 года, когда Landsat 7 останется единственным спутником программы Landsat на орбите, Landsat 8 обеспечивает непрерывный сбор и доступность данных Landsat с использованием полезной нагрузки с двумя датчиками, Operational Land Imager (OLI) и тепловизора. Датчик (TIRS). Соответственно, эти два инструмента собирают данные изображения для девяти коротковолновых диапазонов и двух длинноволновых тепловых диапазонов. Спутник был разработан с расчетным сроком службы 5 лет, но был запущен с достаточным количеством топлива на борту, чтобы обеспечить более десяти лет эксплуатации.
Landsat 8 состоит из трех основных задач и научных задач:
- Сбор и архивирование данных мультиспектральных изображений среднего разрешения (пространственное разрешение 30 метров), обеспечивающих сезонный охват глобальных массивов суши на период не менее 5 лет.
- Убедитесь, что данные Landsat 8 в достаточной степени согласуются с данными предыдущих миссий Landsat с точки зрения геометрии сбора данных, калибровки, характеристик покрытия, спектральных характеристик, качества выходной продукции и доступности данных, чтобы можно было проводить исследования изменения земного покрова и землепользования с течением времени.
- Распространять информационные продукты Landsat 8 среди широкой публики на недискриминационной основе и бесплатно для пользователя. [7]
Технические детали [ править ]
Предоставляя изображения поверхности Земли и полярных регионов со средним разрешением от 15 до 100 метров, Landsat 8 работает в видимом , ближнем инфракрасном , коротковолновом инфракрасном и тепловом инфракрасном спектрах. Landsat 8 снимает более 700 сцен в день, что больше по сравнению с 250 кадрами в день на Landsat 7 . Датчики OLI и TIRS будут видеть улучшенные радиометрические характеристики отношения сигнал / шум (SNR), позволяя 12-битное квантование данных, позволяя использовать больше битов для лучшей характеристики земного покрова.
Планируемые параметры для стандартных продуктов Landsat 8 : [8]
- Тип продукта: Уровень 1Т (с поправкой на рельеф )
- Формат вывода: GeoTIFF
- Размер пикселя: 15 метров / 30 метров / 100 метров (панхроматический / мультиспектральный / тепловой)
- Картографическая проекция: UTM (полярная стереография для Антарктиды)
- Дата: WGS 84
- Ориентация: север-вверх (карта)
- Передискретизация: кубическая свертка
- Точность:
- OLI: круговая ошибка 12 метров, достоверность 90%
- TIRS: круговая ошибка 41 метр, достоверность 90%
Космический корабль [ править ]
Космический корабль Landsat 8 был построен Orbital Sciences Corporation по контракту с НАСА и использует стандартный спутниковый автобус компании Orbital LEOStar-3 . Компания Orbital отвечала за проектирование и производство автобуса для космического корабля Landsat 8, интеграцию поставляемых заказчиком приборов для полезной нагрузки и полное обсерваторическое тестирование, включая экологические и EMI / EMC. [9] Космический корабль обеспечивает питание, управление орбитой и ориентацией, связь и хранение данных для OLI и TIRS.
Все компоненты, за исключением двигательного модуля, установлены снаружи основной конструкции. Одна развертываемая солнечная батарея генерирует энергию для компонентов космического корабля и заряжает никель-водородную (Ni-H 2 ) батарею космического корабля емкостью 125 ампер-часов . Твердотельный регистратор данных на 3,14 терабит обеспечивает хранение данных на борту космического корабля, а антенна X-диапазона передает данные OLI и TIRS либо в реальном времени, либо воспроизводятся с регистратора данных. OLI и TIRS установлены на оптическом стенде в носовой части космического корабля. [10]
Датчики [ править ]
Operational Land Imager [ править ]
Оперативный наземный имидж-сканер Landsat 8 (OLI) усовершенствован по сравнению с предыдущими датчиками Landsat и был построен по контракту с НАСА компанией Ball Aerospace & Technologies . OLI использует технологический подход, продемонстрированный датчиком Advanced Land Imager, установленным на экспериментальном спутнике НАСА Earth Observing-1 (EO-1). В приборе OLI вместо датчиков метелки используется датчик с ручкой.которые использовались на более ранних спутниках Landsat. Датчик с подвижной щеткой выравнивает массивы детекторов изображения вдоль фокальной плоскости Landsat 8, позволяя ему видеть всю полосу обзора, 185 км (115 миль) поперек поля зрения, а не перемещаться по полю обзора. Благодаря наличию более 7000 детекторов в спектральном диапазоне конструкция с подвижными щетками обеспечивает повышенную чувствительность, меньшее количество движущихся частей и улучшенную информацию о поверхности земли.
OLI собирает данные из девяти спектральных диапазонов. Семь из девяти диапазонов соответствуют датчикам Thematic Mapper (TM) и Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +), обнаруженным на более ранних спутниках Landsat, обеспечивая совместимость с историческими данными Landsat, а также улучшая возможности измерения. Будут собраны два новых спектральных диапазона, темно-синий прибрежный / аэрозольный диапазон и коротковолновый инфракрасный диапазон перистых облаков, что позволит ученым измерять качество воды и улучшать обнаружение высоких тонких облаков .
Спектральный диапазон | Длина волны | разрешение | Солнечное излучение |
---|---|---|---|
Группа 1 - прибрежная зона / аэрозоль | 0,433 - 0,453 мкм | 30 м | 2031 Вт / (м 2 мкм) |
Группа 2 - Синий | 0,450 - 0,515 мкм | 30 м | 1925 Вт / (м 2 мкм) |
Группа 3 - Зеленый | 0,525 - 0,600 мкм | 30 м | 1826 Вт / (м 2 мкм) |
Группа 4 - Красный | 0,630 - 0,680 мкм | 30 м | 1574 Вт / (м 2 мкм) |
Band 5 - ближний инфракрасный | 0,845 - 0,885 мкм | 30 м | 955 Вт / (м 2 мкм) |
Полоса 6 - коротковолновое инфракрасное излучение | 1,560 - 1,660 мкм | 30 м | 242 Вт / (м 2 мкм) |
Полоса 7 - коротковолновое инфракрасное излучение | 2,100 - 2,300 мкм | 30 м | 82,5 Вт / (м 2 мкм) |
Полоса 8 - Панхроматическая | 0,500 - 0,680 мкм | 15 м | 1739 Вт / (м 2 мкм) |
Группа 9 - Cirrus | 1,360 - 1,390 мкм | 30 м | 361 Вт / (м 2 мкм) |
Тепловой инфракрасный датчик [ править ]
Тепловой инфракрасный датчик (TIRS), созданный Центром космических полетов имени Годдарда НАСА , позволяет получать тепловизионные изображения и поддерживает новые приложения, такие как измерение эвапотранспирации для управления водными ресурсами. В фокальной плоскости TIRS используются матрицы инфракрасных фотодетекторов с квантовыми ямами на основе арсенида галлия (GaAs) (известные как QWIP) для обнаружения инфракрасного излучения - впервые для программы Landsat. Данные TIRS будут зарегистрированы в данных OLI для создания 12-битных продуктов данных Landsat 8 с радиометрическими, геометрическими и скорректированными на рельеф местности. [8]Как и OLI, в TIRS используется конструкция датчика с ручным захватом с шириной захвата 185 км. Данные для двух длинноволновых инфракрасных диапазонов будут собираться с помощью TIRS. Это обеспечивает непрерывность данных с одним тепловым инфракрасным диапазоном Landsat 7 и добавляет второй.
Поскольку система TIRS стала поздним дополнением к спутнику Landsat 8, требования к расчетному сроку службы были снижены, чтобы ускорить разработку датчика. Таким образом, расчетный срок службы TIRS составляет всего три года.
Спектральный диапазон | Длина волны | разрешение |
---|---|---|
Группа 10 - длинноволновое инфракрасное излучение | 10.30 - 11.30 мкм | 100 м |
Группа 11 - длинноволновое инфракрасное излучение | 11,50 - 12,50 мкм | 100 м |
Наземная система [ править ]
Наземная система Landsat 8 выполняет две основные функции: управление спутником и управление данными миссии, отправляемыми со спутника. Спутниковое управление и контроль обеспечивается Оперативным центром миссии в Центре космических полетов Годдарда (НАСА). Команды отправляются из оперативного центра миссии на спутник через наземный сетевой элемент (GNE). Данные миссии со спутника передаются на приемные станции в Су-Фолс, Южная Дакота , Гилмор-Крик, Арканзас , и на Свальбарде , Норвегия . Оттуда данные отправляются через GNE в Центр наблюдения за ресурсами Земли и науки Геологической службы США.(EROS) в Су-Фолс, где он попадает в систему обработки и архивирования данных. [12]
История [ править ]
Первоначальные планы Landsat 8 призывали НАСА закупать данные, соответствующие спецификациям Landsat 8, у коммерческой спутниковой системы; однако после оценки предложений, полученных от промышленности, НАСА отменило запрос предложений в сентябре 2003 года. В августе 2004 года меморандум Управления по научно-технической политике (OSTP) Белого дома предписал федеральным агентствам разместить датчики типа Landsat на Национальный полярных орбитах Operational Environmental Satellite System(NPOESS) платформа. После оценки технической сложности этой задачи стратегия была скорректирована, и 23 декабря 2005 года OSTP выпустила меморандум, предписывающий НАСА внедрить Landsat 8 в виде беспилотного космического корабля с прибором, называемым Operational. Land Imager (OLI). В декабре 2009 года было принято решение добавить к полезной нагрузке миссии тепловизионный инфракрасный датчик (TIRS). [8]
Запустить [ редактировать ]
Спутник был запущен на борту ракеты-носителя Atlas 401 с расширенным обтекателем полезной нагрузки. [13] Запуск состоялся в 18:02:00 UTC 11 февраля 2013 года с космического стартового комплекса 3 Ванденберг (SLC-3E) на базе ВВС Ванденберг . [14] Семьдесят восемь минут и тридцать секунд спустя космический корабль отделился от верхней ступени Атласа V, успешно завершив запуск. [15]
Первые изображения с космического корабля были получены 18 марта 2013 года. [16] Landsat 8 присоединяется к Landsat 7 на орбите, обеспечивая увеличенное покрытие поверхности Земли.
Проблемы на орбите с TIRS [ править ]
19 декабря 2014 года наземные диспетчеры обнаружили аномальные уровни тока, связанные с электроникой кодирующего устройства Scene Select Mirror (SSM). Электроника SSM была выключена, прибор был направлен на надир, и данные TIRS были получены, но не обработаны. 3 марта 2015 года операторы переключили TIRS со стороны A на электронику стороны B, чтобы решить проблему с электроникой энкодера стороны A. 4 марта 2015 года TIRS возобновил нормальную работу, а 7 марта 2015 года возобновился сбор данных номинальной калибровки черного тела и дальнего космоса. [17] 3 ноября 2015 года способность TIRS точно измерять местоположение зеркала выбора сцены (SSM) была скомпрометирован, и кодировщик был выключен. [18]В апреле 2016 года был разработан алгоритм компенсации выключенного кодировщика, и возобновилась передача данных. [19] В дополнение к этим проблемам, TIRS был запущен с аномалией рассеянного света, которая увеличивает зарегистрированную температуру до 4 Кельвинов в полосе 10 и до 8 К в полосе 11. В конечном итоге было установлено, что аномалия была вызвана выходом из строя. -польные отражения, отражающиеся от удерживающего кольца из металлического сплава, установленного чуть выше третьей линзы рефракционного телескопа TIRS с четырьмя линзами, и на фокальную плоскость TIRS. [20] В январе 2017 года был разработан алгоритм для оценки количества рассеянного света и его вычитания из данных, уменьшив ошибку примерно до 1 К.
См. Также [ править ]
- Программа Landsat
Ссылки [ править ]
- ^ "Landsat 8 Orbit" . Небеса выше. 28 мая 2016 . Проверено 28 мая 2016 .
- ^ Ли и др. (2021) Дистанционное зондирование, эффект теплового острова и прогноз цен на жилье с помощью серии книг AutoML Advances in Intelligent Systems and Computing, том 1213, стр 113-118, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3- 030-51328-3_17
- ^ "Информационный бюллетень - Спутник для сбора изображений Земли LDCM" (PDF) . Корпорация орбитальных наук . Проверено 12 февраля 2013 года .
- ^ "Космический корабль LDCM" . НАСА . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ «United Launch Alliance успешно запускает вторую полезную нагрузку НАСА всего за 12 дней» . United Launch Alliance. 11 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 7 декабря 2013 года . Проверено 12 февраля 2013 года .
- ^ "Спутник Landsat 8 начинает наблюдение" . НАСА. 30 мая 2013 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ↑ Геологическая служба США (июль 2012 г.). «Миссия по обеспечению непрерывности данных Landsat» (PDF) . Сервисный центр издательского дела Ролла . Проверено 12 февраля 2013 года .
- ^ a b c Геологическая служба США. "История LDCM" (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Корпорация орбитальных наук. «Информационный бюллетень LDCM» (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года .
- ^ НАСА. "Пресс-кит LDCM" (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ а б НАСА. "Брошюра миссии Landsat по обеспечению непрерывности данных" (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ "Landsat 8 Ground System" Landsat Science Получено: 3 января 2017 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ Кребс, Гюнтер. «Атлас-5 (401)» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 12 февраля 2013 года .
- ↑ Рэй, Джастин (11 февраля 2013 г.). «Запуск ракеты Атлас 5 продолжает наследие Landsat» . Космический полет сейчас . Проверено 12 февраля 2013 года .
- ^ «Отчет о запуске Атласа - Центр состояния миссии» . Космический полет сейчас . Проверено 12 февраля 2013 года .
- ^ "Более пристальный взгляд на первую сцену LDCM" . НАСА. 21 марта 2013 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ «6 марта 2015 г. - Датчик TIRS Landsat 8 возобновляет работу в штатном режиме» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ «3 ноября 2015 - Токовая аномалия зеркального кодировщика TIRS Scene Select» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ «12 апреля 2016 - Предстоящая информация о переработке Landsat 8 TIRS» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
- ^ "Алгоритм теплового рассеянного света Landsat 8" . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
Внешние ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме Landsat 8 . |
- Веб-сайт НАСА Landsat
- Веб-сайт USGS Landsat
- EarthNow! Программа просмотра изображений Landsat
- Kennedy Landsat 8 Медиа-галерея