1
MỘT BƯỚC ĐỘT PHÁ TRONG LĨNH VỰC VIỄN THÁM
TSKH. Lương Chính Kế
TS. Nguyễn Ngọc Sinh
ThS. Tăng Quốc Cương
(Tổng hợp)
Vệ tinh GeoEye-1 và những bức ảnh chụp đầu tiên
Vệ tinh GeoEye-1 được phóng ngày 6/9/2008, hiện vẫn đang trong quá
trình kiểm tra và hiệu chỉnh trên quỹ đạo nhưng ngày 7/10/2008 đã chụp
được bức ảnh đầu tiên và gửi về trái đất. Đây là cảnh ảnh màu có độ phân
giải cao nhất hiện nay được chụp từ vệ tinh. Đó là bức ảnh chụp trường đại
học Kutztown tại Penn (Mỹ) – hình 1, nằm giữa Reading và Allentown tức
khoảng 2 giờ lái xe từ thành phố New York.
Hình 1: Cảnh ảnh GeoEye-1 đầu tiên chụp ngày 7/10/2008
Trên ảnh có thể thấy rõ khu trường sở của đại học Kutztown, bao gồm
các tòa nhà, các bãi đỗ xe, hệ thống đường xá, sân điền kinh và các cơ sở vật
chất khác gắn với sân điền kinh này. Nhiều chi tiết trên mái các tòa nhà của
trường cũng được thể hiện rõ nét trên ảnh. Thậm chí có thể đọc rõ các từ
''Kutztown'' và ''Golden Bears'' trên nền của sân điền kinh (hình 2).
2
Đầu chụp ảnh trên vệ tinh GeoEye-1 do tập đoàn ITT chế tạo có khả
năng thu nhận ảnh độ phân giải 0,41 m toàn sắc (ảnh trắng đen) và 1,65 m đa
phổ (màu). Tấm ảnh đầu tiên này (hình 1 và hình 2) là thành quả của việc
trộn dữ liệu ảnh toàn sắc với ảnh đa phổ. Kết quả trộn này là ảnh có độ phân
giải mặt đất 0,5 m, màu thực và có chất lượng cao như thấy trên các hình 1 và
2.
Hình 2: Một phần của cảnh ảnh 1 được phóng to
Theo Mathew O’Conell – Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành của tập
đoàn GeoEye thì vệ tinh GeoEye-1 là một cỗ máy thành lập bản đồ trên quỹ
đạo. GeoEye-1 có khả năng thu nhận ảnh toàn sắc với diện tích tới 700 000
km2/ngày (tương đương diện tích của bang Texas – Mỹ) và ảnh toàn sắc trộn
đa phổ với diện tích 350.000 km2/ngày (tương đương diện tích của bang New
Mexico – Mỹ).
Giới thiệu về tập đoàn GeoEye và vệ tinh GeoEye-1
Vào tháng 9 năm 2004 công ty tiền thân của GeoEye là OrbImage thắng
một phần thầu trị giá 500 triệu USD thuộc chương trình NextView của Cơ
quan tình báo không gian quốc gia (NGA). Năm 2006 OrbImage mua lại
công ty Space Imaging với giá 58 triệu USD và đổi tên thành GeoEye.
OrbImage (Orbital Imaging Corporation) là một tập đoàn ảnh vệ tinh thương
mại có trụ sở tại Dulls, Virginia (Mỹ) và là tập đoàn ảnh vệ tinh lớn nhất thế
giới, được thành lập năm 1992. Space Imaging có trụ sở tại Denver, Colorado
(Mỹ). Đối thủ cạnh tranh chính của GeoEye là Digital Globe và Spot Image.
Tháng 3 năm 2003 Chính phủ Mỹ (thông qua NGA) thông báo ý định
trợ giúp việc tiếp tục phát triển ngành công nghiệp ảnh vệ tinh thương mại
bằng cách cùng chia sẻ chi phí thiết kế, chế tạo và phóng các vệ tinh chụp
ảnh thương mại thế hệ mới. NextView là chương trình được thiết kế để đảm
3
bảo rằng NGA có quyền tiếp cận các ảnh thương mại nhằm hỗ trợ cho các
nhiệm vụ của mình bằng cách cung cấp các thông tin phản gián không gian
chính xác, thích hợp và kịp thời để đảm bảo an ninh quốc gia.
Vệ tinh GeoEye-1 là một phần của chương trình NexView, có khả năng
đồng thời thu nhận ảnh trắng đen (toàn sắc) với độ phân giải 0,41 mét trên
mặt đất và 1,65 mét ảnh màu (đa phổ). Theo chính sách hiện hành của chính
phủ Mỹ các khách hàng thương mại chỉ được tiếp cận và mua ảnh ở độ phân
giải 0,5 mét do đó các ảnh gốc chụp được phải được tái lấy mẫu về 0,5 mét
như trên các hình 1 và 2.
Vệ tinh GeoEye-1 (hình 3) nặng 1955 kg, được phóng lúc 11giờ 50 phút
giờ PDT (Pacific Daylight Time) – tức 18 giờ 50 phút giờ UTC tại căn cứ
không quân Vandenberg ở California (Mỹ). Tên lửa đẩy Delta II đã được sử
dụng để phóng vệ tinh GeoEye, đánh dấu lần phóng thành công liên tiếp thứ
83 của loại tên lửa đẩy này. Quá trình phóng được hoàn tất sau 75 phút.
Hình 3: Vệ tinh GeoEye-1 trên quỹ đạo.
Vệ tinh GeoEye-1 có quỹ đạo cận cực có độ cao 681 km với góc
nghiêng 980, đồng bộ mặt trời, cắt xích đạo lúc 10 giờ 30 phút giờ địa
phương, có chu kỳ quay là 98 phút, tốc độ bay khoảng 7,5 km/s. Như vậy
mỗi ngày vệ tinh GeoEye-1 thực hiện được gần 15 vòng quay xung quanh
trái đất. Trên quỹ đạo vệ tinh GeoEye-1 có khả năng xoay hướng chụp rất
nhanh cho phép chụp theo hướng thẳng đứng theo vết quỹ đạo, chụp nghiêng
sang hai bên quỹ đạo hay chụp nghiêng về phía trước và phía sau. Nhờ tính
linh hoạt này mà vệ tinh GeoEye-1 có thể chụp được nhiều ảnh hơn trong
mỗi vòng quay của quỹ đạo. Thời gian chụp lặp của GeoEye-1 là 3 ngày hoặc
ít hơn.
Bảng 1 thể hiện một số thông tin kỹ thuật của vệ tinh GeoEye-1.
Tên lửa đẩy Delta II của Boeing
Nơi phóng Căn cứ không quân Vandenberg, California
Trọng lượng vệ tinh 1955 kg
Bộ lưu trữ trên vệ
tinh 1 Terabit
4
Đường truyền dữ liệu
xuống Băng X 740 Mbps hoặc 150 Mbps
Thời gian hoạt động Trên 7 năm, nhiên liệu đủ cho 15 năm
Độ cao quỹ đạo 681 km
Tốc độ bay ≈ 7,5 km/s
Góc nghiêng quỹ đạo 98o
Thời điểm cắt qua
xích đạo 10 giờ 30 phút giờ địa phương
Dạng quỹ đạo và
chu kỳ Đồng bộ mặt trời/ 98 phút
Thời gian chụp lặp Dưới 3 ngày
Bảng 2 liệt kê một số thông số kỹ thuật của ảnh vệ tinh GeoEye-1
Độ phân giải không gian 0,41 m (pan); 1,65 m (đa phổ)
Dải phổ 450-800 nm (pan)
450-500 nm (lam)
510-580 nm (lục)
655-690 nm (đỏ)
780-920 nm (cận hồng ngoại)
Độ rộng dải chụp 15,2 km
Góc chụp lớn nhất 60o
Khoảng độ xám 11 bit
Các sản phẩm ảnh GeoEye-1 và các ứng dụng
Hiện nay GeoEye đã nhận các đơn đặt hàng ảnh GeoEye-1. Khách hàng
có thể đặt ảnh theo các sản phẩm ảnh như: Geo™, GeoProfessional™ và
GeoStereo™ hay các sản phẩm dẫn xuất từ ảnh, bao gồm mô hình số độ cao
DEMs và mô hình số bề mặt DSM, ảnh ghép theo vùng lớn.
Với khả năng chụp lặp dưới 3 ngày, khách hàng có thể thường xuyên
nhận được ảnh GeoEye-1 cập nhật cho các dự án thành lập bản đồ tỷ lệ lớn.
Ảnh GeoEye-1 có thể được sử dụng cho các ứng dụng sau đây:
- Trong quốc phòng;
- An ninh nội địa;
- Vận tải hàng không và vận tải biển;
- Dầu lửa và khí đốt;
5
- Năng lượng;
- Khai khoáng;
- Thành lập bản đồ và các dịch vụ định vị;
- Phục vụ quản lý của các cấp chính quyền từ trung ương tới địa
phương;
- Quản lý sử dụng đất;
- Quản lý rủi ro và tai biến;
- Nông nghiệp;
- Giám sát môi trường và tài nguyên thiên nhiên.