Как уже отмечалось ранее, в соответствии с международными соглашениями, пользователи, имеющие необходимые средства приема, могут бесплатно получать информацию непосредственно со спутников NOAA (режим HRPT) и пользоваться ею. Таким образом, локальные потребители получили возможность прямого доступа и достаточно качественным спутниковым данным. Для этого им необходимо иметь собственную приемную станцию, создание или покупка которой обходятся примерно в 15-20 тыс. долларов США.
Проанализируем возможности реализации программы первичной обработки спутниковой информации, на примере персональной станции приема и обработки информации SCANOR.
В первичную обработку данных обычно входят следующие этапы:
· ввод данных в компьютер;
· распаковка;
· визуализация (просмотр данных в момент приема);
· колибровка;
· географическая привязка;
· организация хранения.
В работе не рассматривается этап географической привязки, который сам по себе достаточно сложен.
Ввод спутниковых данных в компьютер.
Реализация данной процедуры - основная задача станции приема спутниковой информации. Скорость поступления спутниковых данных в канале 1.7 Ггц сравнительно невелика (примерно 80 Кбайт/с), поэтому с задачей приема может справиться обычный персональный компьютер (ПК). Поступающий со спутников цифровой поток имеет кадровую структуру. Кадры разделены синфроно-последовательностями. Традиционно на станциях приема реализуется аппаратная распаковка сигнала, т.е. для поиска синхронопоследовательностей и разделения данных на кадры создается специальная аппаратура с жесткой фиксацией структуры сигнала. С одной стороны это приводит к необходимости создания дополнительного специализированного устройства и повышению стоимости приемной станции, а с другой к дополнительным трудностям модификации приема данных с новых аппаратов. Этих недостатков можно избежать. если организовать ввод в компьютер всего битового потока. Такая схема реализована на станциях SCANOR. В них ввод данных выполняется с помощью специальной платы, которая осуществляет преобразование битового потока в последовательность 16-разрядных слов данных, вводимых в память компьютера.
Распаковка данных. На станциях SCANOR распаковка данных начинается в реальном времени - непосредственно во время сеанса. При этом происходит поиск кадровых разделителей, извлечение данных для расчета колебательных коэффициентов и запись на жесткий диск файлов в промежуточном формате. Кроме того, также в темпе приема производится выборка части данных для визуализации В реальном времени.
Визуализация данных. При работе с информацией, поступающей со спутников серии NOAA, для визуального контроля удобно использовать один из каналов радиометр AVHRR. Для того, чтобы уже в момент сеанса иметь возможность осуществить примерную географическую привязку получаемых данных, в системе SCANOR используется два способа, которые могут быть применены одновременно.
1. Одновременно с программой приема данных запускается программа расчета траектории спутников, позволяющая в реальном времени определять и визуализировать на карте положение спутника, с которого принимаются данные. Это позволяет оператору сразу оценить географические координаты района, о котором передаются данные.
2. Если прием планируется принять в строго фиксируемое время, то пред началом приема можно построить географическую сетку региона над которым будет пролетать спутник во время сеанса. В момент сеанса принимаемые данные могут сразу существенно облегчает поиск наблюдаемых участков.
Калибровка данных. Она заключается в преобразовании телеметрических отсчетов, передаваемых со спутника, в радиояркостную температуру или мощность излучения для ИК каналов и в альбедо для каналов видимого диапазона. Чтобы осуществить калибровку, необходимо знать функцию, переводящую отсчеты бортовых сенсоров в физические величины - калибровочную кривую. Расчет калибровочных коэффициентов может быть начат параллельно с проведением сеанса и автоматически продолжен после его завершения. На станции SCANOR полностью процесс калибровки данных заканчивается примерно через 5-7 мин. после окончания сеанса.
Организация хранения данных.
Один из существенных моментов организации хранения данных - способ сохранения данных прибора AVHRR. Дело в том, что в поступающих со спутников данных передается 1024 градации яркости в отдельных каналах, т.е. используются 10-битовые слова. Работа с такими словами очень неудобна и поэтому нужно или сжать информацию до одного байта, что приводит к некоторой её потере, либо растянуть до двух байт, что сильно увеличивает объем хранимой и обрабатываемой информации. Но есть возможность уменьшения разрядности данных для хранения и обработки с 10 до 8 бит (1 байт) на элемент изображения. Реально, это может привести к потере лишь одного значащего заряда. Естественно, что уменьшение разрядности должно осуществляться не просто отбрасыванием нескольких младших разрядов, а выбором оптимального диапазона, в котором сосредоточена большая часть для конкретного изображения. Эта возможность реализована в программе FRAME. Опыт эксплуатации комплекса SCANOR подтвердил правомерность такой организации хранения информации. Ошибки, связанные со сжатием динамического диапазона, не превышают обычно других ошибок, возникающих при обработке.
Экологические проблемы развития промышленного производства
На всех стадиях своего развития
человек был тесно связан с окружающим
миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко
усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно ...
Загрязнение атмосферы Кемеровской области
Свой реферат я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению
одной из важнейших составляющих биосферы – атмосферы. Человек загрязняет
атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он
пользовался вес ...