СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ СБОРА И ПЕРЕДАЧИ СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ Российский патент 2013 года по МПК H04B7/185 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу сбора и передачи спутниковых данных, относящихся к некоторой области пространства. Изобретение также касается системы для сбора и передачи спутниковых данных, относящихся к некоторой области пространства. Более конкретно изобретение касается способа передачи изображений на Землю и системы для наблюдения Земли.

Уровень техники

Известна система для наблюдения Земли, содержащая группировку спутников, образующих так называемый орбитальный уровень получения изображений, каждый из спутников которой оборудован, по меньшей мере, одним оптическим аппаратом для получения изображений частей земного шара и содержит, по меньшей мере, один модуль для передачи полученных изображений на указанный наземный уровень; и несколько приемных станций, распределенных по поверхности Земли, образующих так называемый наземный уровень, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один модуль для приема изображений, поступающих с орбитального уровня.

Группировка спутников SPOT образует такую систему. Данная группировка содержит несколько спутников, размещенных на полярной круговой гелиосинхронной орбите, фазированной относительно Земли. Цикл вращения каждого из спутников составляет 26 суток. Каждый из спутников содержит оптические приборы, регистраторы данных и системы передачи изображений на наземные приемные станции. Оптические приборы выполнены с возможностью получения изображений с линией визирования, направленной под регулируемым углом, что позволяет осуществлять наблюдение одной и той же области несколько раз в течение 26-суточного цикла. Регистраторы данных позволяют сохранять изображения на борту спутника в то время, когда он находится за пределами зоны видимости наземной станции. Когда спутник находится в зоне видимости одной из наземных станций, он передает изображения, сохраненные в бортовых регистраторах, на наземную станцию при помощи модуля передачи изображений. Затем каждая из наземных станций, в свою очередь, передает изображения на центральный сервер обработки и хранения изображений. Ту же технологию используют во многих других известных системах, например, таких как спутниковая группировка LANDSAT.

Недостаток такого решения связан со стоимостью изготовления, установки, эксплуатации и обслуживания группировки спутников, наземных станций и центрального сервера. В частности, использование такой системы требует установки и эксплуатации нескольких наземных станций, работающих независимо друг от друга и выполненных с возможностью передачи полученных визуальных данных на центральный сервер для их сохранения и дальнейшей передачи пользователям.

Кроме того, данное решение связано со значительными практическими трудностями в случае необходимости получения изображений всей поверхности земного шара с пространственным разрешением порядка метра и частотой глобального охвата порядка суток. Такое покрытие предполагает обработку центральным сервером порядка 1500 терабайтов данных в сутки, т.е. 170 гигабайтов в секунду, что значительно превосходит возможности передачи данных со спутников и их обработки наземными средствами, обеспечиваемые существующими в настоящее время технологиями и вариантами архитектуры серверов.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в устранении вышеописанных недостатков путем предложения системы сбора и передачи спутниковых данных, которая обеспечивала бы возможность сбора и передачи больших объемов данных.

Другая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в предложении системы, не требующей использования центрального сервера для обработки и хранения данных.

Для решения поставленной задачи в соответствии с изобретением предлагается система сбора и передачи спутниковых данных, относящихся к области пространства, называемой целевой областью, содержащая множество спутников, образующих так называемый орбитальный уровень сбора данных, причем каждый из спутников оборудован, по меньшей мере, одним средством сбора данных, относящихся, по меньшей мере, к части указанной целевой области, и средствами передачи собранных данных на Землю; и множество наземных приемных станций, образующих так называемый наземный уровень, причем каждая из приемных станций содержит модуль приема данных и модуль сохранения данных. Система отличается тем, что содержит, для каждых данных, полученных одной из приемных станций, называемой принимающей станцией, с указанного орбитального уровня, средства определения приемной станции, которая должна сохранить такие данные в своей памяти, называемой приемной станцией, предназначенной для таких данных; наземную цифровую сеть, связывающую приемные станции между собой так, что данные, полученные принимающей станцией, не являющейся приемной станцией, предназначенной для таких данных, могут быть направлены по наземной цифровой сети к приемной станции, предназначенной для таких данных.

Во всем тексте и для любых данных, поступающих с орбитального уровня, приемную станцию называют принимающей станцией для этих данных, если она получает эти данные непосредственно от одного из спутников орбитального уровня; приемную станцию называют предназначенной для таких данных, если эти данные должны быть записаны в память данной приемной станцией и впоследствии храниться в памяти данной приемной станции, предназначенной для таких данных. Таким образом, спутниковые данные, поступающие с орбитального уровня, сохраняют в распределенном виде в разных предназначенных для них приемных станциях, и, в частности, не концентрируют на какой-либо центральной площадке, как было предусмотрено в известных системах, таких как SPOT или LANDSAT. Приемная станция может быть одновременно принимающей и предназначенной для каких-либо данных, если приемная станция, получающая такие данные непосредственно с орбитального уровня, также предназначена для их хранения.

Наземная цифровая сеть образует средства направления (маршрутизации) данных от принимающей станции к станции, предназначенной для таких данных.

Система по изобретению обеспечивает возможность передачи данных с орбитального уровня на наземный уровень, причем такая передача может быть не только прямой (при которой спутник передает собранные данные непосредственно на приемную станцию, предназначенную для хранения данного изображения), но и непрямой (при которой спутник передает собранные данные на приемную станцию, не предназначенную для таких данных, а наземная цифровая сеть обеспечивает возможность передачи этих данных от принимающей станции, не предназначенной для них, на станцию, предназначенную для таких данных).

Такая смешанная - прямая и непрямая - передача данных создает возможность пересылки любых данных, собранных на орбитальном уровне, по оптимальному, не фиксированному маршруту. Другими словами, если данные могут быть переданы по прямому маршруту на предназначенную для них приемную станцию, с учетом, в частности, загрузки данной приемной станции, ее состояния (рабочего или нерабочего), атмосферных условий и т.д., то данные передают по прямому маршруту между спутником и данной приемной станцией, предназначенной для таких данных. Если же прямая передача невозможна, данные направляют по непрямому маршруту, состоящему из передачи от спутника к принимающей станции и последующей передачи по наземной цифровой сети от принимающей станции к приемной станции, предназначенной для таких данных.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения наземная цифровая сеть представляет собой общедоступную цифровую сеть. В оптимальном варианте такая сеть совместима с протоколом IP и может представлять собой сеть Интернет. Таким образом, для наземного соединения между станцией, принимающей данные, для которых она не предназначена, и приемной станцией, предназначенной для таких данных, в оптимальном варианте используют принципы протокола IP. Данные передают в сеть и пересылают от станции к станции до тех пор, пока одна из приемных станций не распознает эти данные как данные, для которых она предназначена, и которые, следовательно, переданы для данной станции.

Для каждых данных, полученных наземным уровнем, средства определения приемной станции, предназначенной для таких данных, назначают такую приемную станцию, предназначенную для них. Такие средства определения могут быть любого типа. Например, они могут определять, для каких данных предназначена та или иная станция, по некоторой характеристике данных, причем каждая станция предназначена для данных, имеющих некоторые общие характеристики. Так, характеристика данных, используемая для определения предназначенной для них станции, может быть связана с географической областью, покрываемой такими данными, так, чтобы станция, предназначенная для данных с такой характеристикой, получала прямым или непрямым образом все данные, соответствующие данной области. Характеристика данных, используемая для определения предназначенной для них станции, также может быть связана с типом средств, использованных для сбора данных, так, чтобы станция, предназначенная для данных с такой характеристикой, получала прямым или непрямым образом все данные, собранные средствами данного типа. В случае данных, представленных в виде изображений, характеристика данных, используемая для определения предназначенной для них станции, может быть связана с усредненным уровнем яркости изображения, с заранее определенным диапазоном пространственных частот, с заранее определенной текстурой, и вообще, с любыми типами характеристик, которые могут быть извлечены из изображения средствами обработки изображений. В таком случае, все изображения со сходными усредненными уровнями яркости, сходными пространственными частотами, сходными текстурами и т.д. передают прямым или непрямым образом на одну и ту же приемную станцию, предназначенную для таких данных. Характеристика данных, используемая для определения предназначенной для них станции, также может соответствовать дате и/или времени получения данных, так, чтобы, например, все данные, собранные в разные дни в одном и том же временном интервале, были переданы на одну и ту же приемную станцию для их сохранения в данной предназначенной для них станции. В общем случае, средства определения позволяют сортировать данные, получаемые наземным уровнем, так, чтобы обеспечить сохранение данных, имеющих некоторые сходные характеристики, в одной и той же приемной станции. В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения приемная станция может предназначаться для определенных данных в зависимости от покрываемой этими данными географической области. Такая область представляет собой часть целевой области, данные которой собирает и передает система по изобретению. Такую географическую область, которая определяет, для каких данных предназначена приемная станция, называют зоной обзора данной приемной станции. Такая зона обзора может не быть непрерывной, т.е. одна и та же приемная станция может быть предназначена для данных нескольких несмежных географических областей.

Такие средства определения могут быть физически отдельными от приемных станций. Так, они могут, например, содержать центральный сервер, соединенный со всеми приемными станциями наземного уровня и выполненный с возможностью установления приемной станции, предназначенной для каждых данных, по некоторой характеристике, связанной с такими данными, например, при помощи таблицы соответствий.

В любом случае в соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения данные средства определения для каждой из приемных станций содержат характеристические данные, определяющие часть указанной целевой зоны, могущую не быть непрерывной и называемую зоной обзора данной приемной станции, для данных которой предназначена данная приемная станция; модуль отбора данных, полученных принимающим модулем данной станции, выполненный с возможностью отбора данных, принадлежащих к указанной зоне обзора данной станции, и передачи всех данных, полученных принимающим модулем данной станции и не отобранных указанным модулем отбора, в указанную наземную цифровую сеть.

В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения средства определения, по меньшей мере, частично локализованы в каждой из приемных станций. В частности, каждая из приемных станций содержит модуль отбора данных, получаемых принимающим модулем данной приемной станции, выполненный с возможностью отбора данных, которые соответствуют зоне обзора данной станции. Если данная станция получает данные, для которых она не предназначена, то такие данные передают в наземную цифровую сеть, соединяющую приемные станции между собой, чтобы обеспечить возможность их пересылки к приемной станции, предназначенной для таких данных. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения принимающий модуль каждой из приемных станций выполнен с возможностью не только приема данных непосредственно с орбитального уровня, но также и приема данных из наземной цифровой сети, в результате чего модуль отбора может также анализировать данные, поступающие из цифровой сети, и определять, предназначена ли данная приемная станция для этих данных, или их следует снова передать в сеть. Таким образом, такие данные поэтапно пересылают по наземной цифровой сети до тех пор, пока они не достигнут приемной станции, предназначенной для них.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, как указано выше, модуль отбора может отбирать данные по иным характеристикам, нежели их принадлежность к зоне обзора станции, например, таким как тип средств сбора этих данных, время их сбора и т.д.

Если назначение станции зависит от географической области, покрываемой данными, то в оптимальном варианте осуществления изобретения каждая из приемных станций содержит характеристические данные, которые определяют указанную зону обзора данной приемной станции, сохраненные в памяти, к которой указанный модуль отбора имеет доступ. Зона обзора определена локально в каждой из приемных станций.

Кроме того, в соответствии с оптимальным вариантом осуществления система по изобретению содержит для каждой приемной станции средства дистанционного доступа к указанной памяти данной приемной станции, содержащей указанные характеристические данные, которые определяют указанную зону обзора данной приемной станции.

В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения оператор легко может в случае необходимости дистанционно переопределить назначение каждой из приемных станций, изменив характеристические данные, которые определяют зону обзора данной приемной станции и, следовательно, ее назначение. Это может быть полезно, например, в случае добавления к системе одной или нескольких приемных станций с целью лучшего распределения собранных данных между всеми приемными станциями наземного уровня. Кроме того, данная возможность также может быть использована в случае переопределения целевой области наблюдения системы, если такое переопределение приводит к расширению области наблюдения системы и, следовательно, к увеличению объема данных, передаваемых на наземный уровень.

Такая целевая зона может быть любого типа. В частности, система по изобретению может быть использована для сбора и передачи изображений небесного свода. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения на спутниках установлены приборы для получения изображений, причем каждый такой прибор направлен к звездам так, чтобы охватывать некоторую область неба. Полученные изображения могут затем быть переданы на наземный слой и распределены в зависимости от областей Вселенной, покрываемых каждым из изображений. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения приемная станция может быть предназначена, например, для всех изображений, соответствующих некоторой галактике или определенным типам наблюдаемых небесных тел и т.д.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения целевая область представляет собой поверхность земного шара. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения система представляет собой систему сбора и передачи данных наблюдения Земли.

Данные, поступающие с указанного орбитального уровня, предпочтительно представляют собой цифровые изображения. Такая система обеспечивает возможность получения и передачи изображений поверхности земного шара. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения назначение приемной станции связано с некоторой областью земного шара.

В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения смешанная передача изображений позволяет системе получать изображения областей, которые не содержат приемных станций, таких как морские области, с обеспечением возможности их передачи на приемные станции, предназначенные для данных таких областей. Такая приемная станция может иметь зону обзора, в которую входят все или некоторые изображения моря. Это также позволяет присвоить какой-либо приемной станции, например станции, предназначенной для изображений Парижа, функцию обработки и хранения изображений Корсики. Другими словами, станцию, предназначенную для данных по Парижу, делают также предназначенной для данных по Корсике. Таким образом, все изображения Корсики пересылают по непрямому маршруту на станцию, предназначенную для данных по Парижу.

В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения каждое полученное изображение передают в модуль отбора, выполненный с возможностью определения принадлежности данного изображения к зоне обзора данной приемной станции. Определение такой принадлежности может быть осуществлено разными методами.

Однако в соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения модуль отбора изображений каждой из приемных станций содержит средства чтения заголовков каждого из изображений, выполненные с возможностью считывания данных, определяющих пространственные и временные координаты данного изображения. Такие пространственные и временные координаты введены в заголовок изображения спутником, получившим данное изображение. Действительно, каждый из спутников орбитального уровня имеет информацию о времени получения изображения его средством для получения изображений, а также о координатах полученного изображения.

В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения каждая из приемных станций локально сохраняет изображения, для которых она предназначена.

Таким образом, приемная станция в системе по изобретению может осуществлять обработку и хранение данных областей земного шара, географически удаленных от места физического расположения данной приемной станции. Соответствующие изображения пересылают к предназначенной для них станции по непрямому маршруту, как описано выше. Настройка параметров зоны обзора приемной станции позволяет, таким образом, сделать такую станцию предназначенной для данных любой области земного шара. Кроме того, система по изобретению облегчает изменение назначения приемных станций. Такое изменение назначения состоит в изменении определения зоны обзора приемной станции, т.е. в изменении данных, определяющих зону обзора, сохраненных в указанной памяти, доступ к которой имеет модуль отбора.

Изобретение также касается способа сбора и передачи спутниковых данных, относящихся к области пространства, называемой целевой областью, в котором собирают данные при помощи группировки спутников, образующей так называемый орбитальный уровень, причем каждый из спутников оборудован, по меньшей мере, одним средством сбора данных; передают данные на приемные станции, распределенные по поверхности земного шара и образующие так называемый наземный уровень, причем каждая из приемных станций содержит, по меньшей мере, модуль приема данных и средства сохранения полученных данных.

Способ отличается тем, что для каждых данных, полученных одной из приемных станций, называемой принимающей станцией, с указанного орбитального уровня, при помощи средств определения определяют приемную станцию, которая должна сохранить такие данные в своей памяти, называемую приемной станцией, предназначенной для таких данных; если принимающая станция является приемной станцией, предназначенной для таких данных, данные сохраняют в средствах сохранения указанной принимающей станции; если принимающая станция не является приемной станцией, предназначенной для таких данных, данные передают посредством наземной цифровой сети, связывающей между собой приемные станции, от указанной принимающей станции к приемной станции, предназначенной для таких данных.

Способ сбора и передачи данных по изобретению обеспечивает возможность передачи данных с орбитального уровня на приемную станцию наземного уровня, причем такая передача может быть прямой или непрямой.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения способ по изобретению используют для сбора и передачи изображений наблюдения Земли. В соответствии с таким способом сбора и передачи изображений земного шара, изображения земного шара получают при помощи группировки спутников, причем каждый из спутников оборудован, по меньшей мере, одним оптическим средством получения изображений и содержит, по меньшей мере, один модуль передачи изображений; изображения передают на приемные станции, распределенные по поверхности земного шара, причем каждая из приемных станций содержит, по меньшей мере, один модуль для приема изображений. Способ отличается тем, что каждое из изображений, получаемых принимающим модулем приемной станции, анализируют при помощи модуля отбора, выполненного с возможностью отбора изображений заранее определенной географической области, называемой зоной обзора приемной станции; каждое из изображений, не отобранных указанным модулем отбора, передают в наземную цифровую сеть, связывающую приемные станции, так, чтобы оно могло достичь приемной станции, предназначенной для данного изображения, по наземным каналам связи.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения для каждой из приемных станций характеристические данные определяют часть указанной целевой области, могущую не быть непрерывной, называемую зоной обзора данной приемной станции, для данных которой предназначена данная приемная станция; данные, полученные указанным принимающим модулем данной приемной станции, отбирают при помощи модуля отбора, определяющего, принадлежат ли такие данные к указанной зоне обзора данной станции, и передают в указанную наземную цифровую сеть, если данные не отобраны указанным модулем отбора.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения указанные характеристические данные, определяющие указанную зону обзора для каждой из приемных станций, сохранены в памяти, к которой имеет доступ указанный модуль отбора данной приемной станции.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения к указанной памяти каждой из приемных станций, содержащей указанные характеристические данные, которые определяют указанную зону обзора данной приемной станции, обеспечивают возможность дистанционного доступа при помощи средств дистанционного доступа.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения указанная наземная цифровая сеть представляет собой общедоступную цифровую сеть.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения указанная целевая зона представляет собой поверхность земного шара.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения указанные данные, поступающие с указанного орбитального уровня, представляют собой цифровые изображения.

В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения для каждого изображения, полученного каждой из приемных станций, при помощи средств чтения производят считывание данных, определяющих пространственные и временные координаты данного изображения, сохраненные в заголовке изображения, получаемого указанным модулем отбора данной приемной станции.

Изобретение также охватывает систему для сбора и передачи спутниковых данных и способ для сбора и передачи спутниковых данных, характеризуемые в сочетании всеми или некоторыми выше- и нижеупомянутыми особенностями.

Краткое описание чертежей

Другие особенности, цели и преимущества изобретения станут ясны из нижеследующего описания одного из вариантов осуществления изобретения, приведенного в качестве примера и не вносящего каких-либо ограничений, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи. На чертежах:

на фиг.1 схематически представлена часть системы для сбора и передачи спутниковых данных по одному из вариантов осуществления изобретения,

на фиг.2 схематически представлен другой вид системы для наблюдения земного шара по одному из вариантов осуществления изобретения,

на фиг.3 схематически представлена система по одному из вариантов осуществления изобретения, в которой предусмотрена прямая передача изображения от спутника на приемную станцию, предназначенную для такого изображения,

на фиг.4 схематически представлена система по одному из вариантов осуществления изобретения, в которой предусмотрена непрямая передача изображения от спутника на приемную станцию, предназначенную для такого изображения, через приемные станции, не предназначенные для такого изображения,

на фиг.5 схематически представлены спутник и приемная станция системы по одному из вариантов осуществления изобретения.

Масштабы и пропорции на чертежах не соблюдены для большей наглядности и ясности иллюстраций.

Осуществление изобретения

На фиг.1 схематично изображена часть системы по изобретению. Как показано на данной схеме, система для сбора и передачи спутниковых данных, соответствующих некоторой области пространства, называемой целевой областью, содержит несколько спутников 1, 100 и несколько наземных приемных станций 50, 51, 52. Кроме того, такая система содержит средства 22, определяющие для каждых данных, получаемых приемными станциями 50, 51, 52, ту приемную станцию 50, 51, 52, в которой должны быть сохранены эти данные, называемую станцией, предназначенной для таких данных, и средства маршрутизации этих данных от указанной получившей их станции к указанной станции, предназначенной для таких данных. Такие средства маршрутизации образованы наземной цифровой сетью 20. Такая наземная цифровая сеть 20 обеспечивает пересылку данных между разными станциями с использованием, в основном, наземных средств. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения такая наземная цифровая сеть представляет собой общедоступную цифровую сеть, такую как сеть Интернет.

Средства 22 определения назначения станций могут быть любого типа.

Например, они могут определять, для каких данных предназначена та или иная станция по некоторой характеристике каждых данных, причем каждая станция может быть предназначена для данных, имеющих определенные общие характеристики. Кроме того, такие средства 22 определения назначения станций могут быть физически расположены вне приемных станций. Так, они могут содержать, например, центральный сервер, соединенный со всеми приемными станциями и выполненный с возможностью установления приемной станции, предназначенной для каждых данных, по некоторой характеристике, связанной с такими данными, например, при помощи таблицы соответствий. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном, в частности, на фиг.4, такие средства 22 определения назначения станций включены в каждую из приемных станций и содержат для каждой из приемных станций 50, 51, 52, 53, 54 характеристические данные, определяющие участок указанной целевой области, называемый зоной обзора данной приемной станции, для данных из которого предназначена данная станция, а также модуль 11 отбора данных, полученных приемным модулем 10 данной станции, выполненный с возможностью отбора данных, относящихся к указанной зоне обзора данной станции, и передачи в цифровую сеть 20 всех данных, полученных принимающим модулем данной станции и не отобранных указанным модулем отбора данных, с обеспечением возможности их дальнейшей маршрутизации к соответствующей станции, предназначенной для их приема.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на чертежах, изобретение касается системы сбора и передачи данных наблюдения земного шара.

На основе описанного варианта осуществления изобретения специалист в данной области легко может осуществить систему для сбора и передачи данных других типов, например, таких как данные радарных наблюдений космических объектов.

В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения каждый из спутников содержит, по меньшей мере, одно оптическое средство 2 получения изображений и модуль 4 передачи изображений на Землю.

Оптическое средство 2 получения изображений может быть любого известного типа. Однако в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения такое оптическое средство 2 представляет собой видеокамеру, установленную с фиксированным наведением в сторону Земли и выполненную с возможностью получения мультиспектральных изображений областей земной поверхности, над которыми пролетает данный спутник 1. Таким образом, такое оптическое средство 2 с фиксированной наводкой по определению не допускает изменения наведения камеры. Поэтому спутник 1 в составе системы по изобретению не требует использования особой программы наведения, что значительно снижает стоимость изготовления и поддержки системы.

Спутники 1 могут представлять собой, например, «оптические парашюты». Такие спутники 1 предпочтительно расположены на низкой орбите, что позволяет им совершать большее количество витков в сутки. В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый из спутников 1 системы по изобретению совершает в течение суток более одного витка. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения каждый из спутников 1 совершает шестнадцать витков в сутки.

Модуль 4 передачи изображений со спутника 1 системы по изобретению выполнен с возможностью передачи изображений на Землю.

Такой передающий модуль 4 может быть любого известного типа; его подробное описание не приводится. В соответствии с одним из наиболее оптимальных вариантов осуществления изобретения каждый из спутников 1 содержит, как показано на фиг.5, модуль 3 сжатия изображений, установленный между средствами 2 получения изображений и модулем 4 передачи изображений на приемную станцию 50, в результате чего каждое из изображений, полученных при помощи средств 2 получения изображений, может быть сжато таким модулем 3 сжатия изображений до его передачи на Землю модулем 4 передачи изображений.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения каждая из приемных станций 50, 51, 52, 53, 54 содержит модуль 10 приема изображений, модуль 11 отбора изображений и память 12, к которой модуль 11 отбора изображений имеет доступ. Такая память 12 содержит данные, соответствующие географическим областям, которые составляют зону обзора данной приемной станции, что позволяет определять параметры такой зоны обзора. Приемную станцию считают предназначенной для полученного изображения, если такое изображение соответствует географической зоне, определенной данными, содержащимися в памяти 12. Кроме того, каждая из приемных станций 50, 51, 52, 53, 54 содержит модуль 13 хранения принятых изображений (памяти), входящих в зону обзора данной приемной станции. Средства 13 памяти могут быть любого типа; например, они могут представлять собой массовую память (память большого объема), например, в виде дисковой памяти.

В соответствии с изобретением приемные станции 50, 51, 52, 53, 54 соединены между собой цифровой сетью 20 так, что каждая из приемных станций 50, 51, 52, 53, 54 может распространять по данной цифровой сети 20 все изображения, полученные ее принимающим модулем 10 и не соответствующие ее зоне обзора. Изображения, переданные по наземной цифровой сети 20, представляют собой изображения, не отобранные модулем 11 отбора. Кроме того, такие не отобранные изображения не сохранены в средствах 13 памяти данной приемной станции 50, 51, 52, 53, 54.

На фиг.2 представлен спутник 1, который, получив изображение 21 части земного шара, передает полученное изображение 21 на приемную станцию 50, схематически изображенную на фиг.6. После получения такого изображения 21 принимающим модулем данной станции 50 оно поступает в модуль 11 отбора. Модуль отбора 11 определяет, например, путем чтения заголовка изображения 21, географическую область, которая соответствует данному изображению 21, а также время получения данного изображения спутником 1. Для этого модуль 11 отбора содержит средства чтения заголовков всех изображений, принимаемых принимающим модулем 10. Затем модуль 11 отбора определяет, принадлежит ли данное изображение к зоне обзора данной приемной станции 50. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения такое определение производят путем получения доступа к памяти 12 данной приемной станции, которая содержит список всех областей мира, для изображений которых предназначена данная станция. Если приемная станция 50 предназначена для данного изображения 21, модуль 11 отбора выдает команду на сохранение изображения 21 средствами 13 памяти данной станции 50. Если же модуль 11 отбора определяет, что данная приемная станция 50 не предназначена для данного изображения 21, он выдает команду на вывод данного изображения в общедоступную цифровую сеть 20. В таком случае, каждая из станций 51, 52, соединенных с данной цифровой сетью 20, определяет по получении изображения 21, принадлежит ли оно к ее зоне обзора. Если какая-либо из приемных станций определяет, что данное изображение 21 принадлежит ей, она сохраняет его при помощи своих средств 13 памяти; в противном случае изображение продолжает циркулировать в наземной цифровой сети 20.

В примере, проиллюстрированном на фиг.3, спутник 1 получил изображение некоторой области зоны обзора (обозначенной пунктирной линией) приемной станции 50. В данном примере зона обзора приемной станции 50 представляет собой непрерывную область, описанную вокруг приемной станции 50. Данное изображение передают непосредственно на приемную станцию 50, которая, таким образом, предназначена для данного изображения. Следовательно, приемная станция 50 осуществляет сохранение данного изображения в своих средствах 13 памяти.

В примере, представленном на фиг.4, спутник 1 получил изображение некоторой области зоны обзора приемной станции 54. Фиг.4 иллюстрирует случай, в котором спутник 1 не может передать полученное изображение непосредственно на приемную станцию 54, предназначенную для данного изображения. Такой случай может возникнуть, например, когда приемная станция 54 неисправна или находится на обслуживании, или если приемная станция 54 уже находится в процессе приема изображения, поступающего от другого спутника, или если приемная станция 54 уже вышла из зоны видимости данного спутника и т.д. В таком случае, спутник 1 передает данное изображение на другую приемную станцию 50, не предназначенную для данного изображения. После того, как модуль отбора такой приемной станции 50 не отбирает полученное изображение, приемная станция 50 передает изображение в наземную цифровую сеть. Как показано на фиг.4, изображение последовательно проходит через приемную станцию 51, приемную станцию 52 и приемную станцию 53, после чего приемная станция 54 отбирает данное изображение и сохраняет его в средствах 13 памяти приемной станции 54.

Каждая из приемных станций содержит пополняемую по мере получения изображений спутниками базу изображений, соответствующих ее зоне обзора, определенной данными, содержащимися в памяти 12 станции. Каждое из изображений такой базы изображений может быть определено, например, пространственными и временными координатами. Такие пространственные и временные координаты могут в соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения представлять собой данные, записанные в заголовке изображения и позволяющие каждому из модулей отбора определить, предназначена ли соответствующая ему приемная станция для данного изображения. В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения одной и той же комбинации из трех пространственных и временных координат может соответствовать одно изображение или несколько изображений, поступивших из разных источников. В частности, система по данному варианту осуществления изобретения может содержать помимо спутников орбитального уровня наземные видеокамеры, такие как веб-камеры, выполненные с возможностью получения изображений и их передачи через цифровую сеть 20 на приемные станции, предназначенные для их получения в соответствии с пространственными и временными координатами таких изображений. Система по изобретению может дополнительно содержать другие средства получения изображений, предусмотренные на борту других летательных аппаратов или даже наверху наземных сооружений, таких как здания, и осуществлять передачу полученных изображений на приемные станции.

Система по изобретению позволяет любому оборудованию, подключенному к цифровой сети 20, получать доступ к приемным станциям и, следовательно, к изображениям, сохраненным в средствах памяти таких приемных станций. В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения возможен непосредственный доступ к изображениям через сеть Интернет, в результате чего любая поисковая программа может получить доступ к изображению той или иной области. Для этого изображения могут быть заархивированы с именами, составленными в соответствии с заранее определенным форматом и содержащими пространственные и временные координаты изображения. Более того, пользователь, ищущий изображение определенной области, полученное системой по изобретению, может не знать, в какой именно приемной станции сохранено искомое изображение. Распределение изображений поверхности земного шара, полученных системой по изобретению, между различными приемными станциями прозрачно с точки зрения поиска таких изображений.

В оптимальном варианте осуществления изобретения система по изобретению использует способ по изобретению. В оптимальном варианте осуществления изобретения способ по изобретению используют при помощи системы по изобретению.

В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения система по изобретению может осуществлять сбор и передачу данных, отличных от изображений. Кроме того, целевая область системы может представлять собой часть космического пространства, часть поверхности земного шара и т.д. Характеристические данные, позволяющие распределять собранные данные между разными приемными станциями, могут быть любого типа и быть основаны на свойствах, присущих таким данным, на свойствах, присущих средствам сбора данных, и т.д.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к сбору и передаче спутниковых данных, и может быть использовано для передачи изображений на Землю и наблюдений Земли. Технический результат заключается в обеспечении возможности сбора и передачи больших объемов данных, а также отсутствии необходимости использования центрального сервера для обработки и хранения данных. Для этого изобретение, касающееся системы для сбора и передачи спутниковых данных, содержащей спутники (1, 100) и наземные приемные станции (50, 51, 52, 53, 54), отличается тем, что содержит для каждых данных, получаемых одной из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54), называемой принимающей станцией, с орбитального уровня: средства определения приемной станции (50, 51, 52, 53, 54), называемой станцией, предназначенной для таких данных, которая должна сохранить такие данные, и наземную цифровую сеть для передачи таких данных от принимающей станции к приемной станции, предназначенной для таких данных. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ сбора и передачи спутниковых данных, относящихся к области пространства, называемой целевой областью, в котором:
- собирают данные (21) при помощи группировки спутников (1), образующей орбитальный уровень, причем каждый из спутников (1) оборудован, по меньшей мере, одним средством (2) сбора данных,
- передают данные (21) на приемные станции (50, 51, 52, 53, 54), распределенные по поверхности земного шара и образующие наземный уровень, причем каждая из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54) содержит, по меньшей мере, один модуль (10) приема данных и средства сохранения полученных данных,
отличающийся тем, что для каждых данных, полученных одной из приемных станций, называемой принимающей станцией, с орбитального уровня:
- определяют при помощи средств определения приемную станцию, которая должна сохранить такие данные, называемую приемной станцией, предназначенной для таких данных,
- если принимающая станция является приемной станцией, предназначенной для таких данных, сохраняют данные в средствах сохранения принимающей станции,
- если принимающая станция не является приемной станцией, предназначенной для таких данных, передают данные посредством наземной цифровой сети, связывающей между собой приемные станции, от принимающей станции к приемной станции, предназначенной для таких данных.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для каждой из приемных станций:
- используют характеристические данные для определения части целевой области, непрерывной или не непрерывной, называемой зоной обзора этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54), для данных которой предназначена эта приемная станция,
- данные, полученные модулем (10) приема данных этой приемной станции, отбирают при помощи модуля (11) отбора данных, определяющего, принадлежат ли такие данные к зоне обзора этой приемной станции, и передают в наземную цифровую сеть (20), если данные не отобраны модулем (11) отбора данных.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что характеристические данные, определяющие зону обзора для каждой из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54), сохраняют в памяти, к которой имеет доступ модуль (11) отбора данных этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что для каждой из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54) к памяти этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54), содержащей характеристические данные, определяющие зону обзора этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54), обеспечивают возможность дистанционного доступа при помощи средств дистанционного доступа.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что наземная цифровая сеть (20) представляет собой общедоступную цифровую сеть.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что целевая область представляет собой поверхность земного шара.

7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что данные (21), поступающие с орбитального уровня, представляют собой цифровые изображения.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что для каждого изображения, полученного каждой из приемных станций, при помощи средств чтения производят считывание данных, определяющих пространственные и временные координаты этого изображения, сохраненные в заголовке изображения, получаемого модулем (11) отбора данных этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54).

9. Система сбора и передачи спутниковых данных, относящихся к области пространства, называемой целевой областью, содержащая:
- множество спутников (1, 100), образующих орбитальный уровень сбора данных, причем каждый из спутников (1, 100) оборудован, по меньшей мере, одним средством (2) сбора данных, относящихся, по меньшей мере, к части целевой области, и средствами (4) передачи собранных данных на Землю,
- множество наземных приемных станций (50, 51, 52, 53, 54), образующих наземный уровень, причем каждая из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54) содержит модуль (10) приема данных, поступающих с орбитального уровня, и модуль (13) сохранения данных, поступающих с орбитального уровня,
отличающаяся тем, что содержит:
- для каждых данных, полученных одной из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54), называемой принимающей станцией, с орбитального уровня, средства (22) определения приемной станции (50, 51, 52, 53, 54), которая должна сохранить такие данные, называемой приемной станцией, предназначенной для таких данных,
- наземную цифровую сеть (20), связывающую приемные станции (50, 51, 52, 53, 54) между собой так, что данные, полученные принимающей станцией, которая не является приемной станцией, предназначенной для таких данных, направляются по наземной цифровой сети (20) к приемной станции, предназначенной для таких данных.

10. Система по п.9, отличающаяся тем, что средства (22) определения приемной станции, предназначенной для таких данных, содержат для каждой из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54):
- характеристические данные, определяющие часть целевой области, непрерывной или не непрерывной, называемую зоной обзора этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54), для которой эта приемная станция является приемной станцией, предназначенной для таких данных,
- модуль (11) отбора данных, получаемых модулем (10) приема данных этой приемной станции, выполненный с возможностью отбора данных, относящихся к зоне обзора этой приемной станции, и передачи в наземную цифровую сеть (20) всех данных, полученных принимающим модулем (10) приема данных этой приемной станции и не отобранных модулем (11) отбора данных.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что каждая из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54) содержит в памяти, открытой для доступа модулю (11) отбора данных, характеристические данные, определяющие зону обзора этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54).

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что содержит для каждой из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54) средства дистанционного доступа к памяти этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54), содержащей характеристические данные, определяющие зону обзора этой приемной станции (50, 51, 52, 53, 54).

13. Система по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что наземная цифровая сеть (20) представляет собой общедоступную цифровую сеть.

14. Система по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что целевая область представляет собой поверхность земного шара.

15. Система по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что данные (21), поступающие с орбитального уровня, представляют собой цифровые изображения.

16. Система по п.15, отличающаяся тем, что модуль (11) отбора данных каждой из приемных станций (50, 51, 52, 53, 54) содержит средства чтения заголовка каждого из изображений, выполненные с возможностью считывания данных, определяющих пространственные и временные координаты этого изображения.