ITU-R RS 1861 SPANISH-2010 Typical technical and operational characteristics of Earth exploration-satellite service (passive) systems using allocations between 1 4 and 275 GHz《配置为1.pdf

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1、 Recomendacin UIT-R RS.1861(01/2010)Caractersticas tcnicas y operativas de los sistemas del servicio de exploracin de la Tierra por satlite (pasivo) que utilizan atribuciones entre 1,4 y 275 GHzSerie RSSistemas de deteccin a distanciaii Rec. UIT-R RS.1681 Prlogo El Sector de Radiocomunicaciones tien

2、e como cometido garantizar la utilizacin racional, equitativa, eficaz y econmica del espectro de frecuencias radioelctricas por todos los servicios de radiocomunicaciones, incluidos los servicios por satlite, y realizar, sin limitacin de gamas de frecuencias, estudios que sirvan de base para la adop

3、cin de las Recomendaciones UIT-R. Las Conferencias Mundiales y Regionales de Radiocomunicaciones y las Asambleas de Radiocomunicaciones, con la colaboracin de las Comisiones de Estudio, cumplen las funciones reglamentarias y polticas del Sector de Radiocomunicaciones. Poltica sobre Derechos de Propi

4、edad Intelectual (IPR) La poltica del UIT-R sobre Derechos de Propiedad Intelectual se describe en la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI a la que se hace referencia en el Anexo 1 a la Resolucin UIT-R 1. Los formularios que deben utilizarse en la declaracin sobre patentes y utilizacin de pa

5、tentes por los titulares de las mismas figuran en la direccin web http:/www.itu.int/ITU-R/go/patents/es, donde tambin aparecen las Directrices para la implementacin de la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI y la base de datos sobre informacin de patentes del UIT-R sobre este asunto. Series

6、de las Recomendaciones UIT-R (Tambin disponible en lnea en http:/www.itu.int/publ/R-REC/es) Series Ttulo BO Distribucin por satlite BR Registro para produccin, archivo y reproduccin; pelculas en televisin BS Servicio de radiodifusin sonora BT Servicio de radiodifusin (televisin) F Servicio fijo M Se

7、rvicios mviles, de radiodeterminacin, de aficionados y otros servicios por satlite conexos P Propagacin de las ondas radioelctricas RA Radio astronoma RS Sistemas de deteccin a distancia S Servicio fijo por satlite SA Aplicaciones espaciales y meteorologa SF Comparticin de frecuencias y coordinacin

8、entre los sistemas del servicio fijo por satlite y del servicio fijo SM Gestin del espectro SNG Periodismo electrnico por satlite TF Emisiones de frecuencias patrn y seales horarias V Vocabulario y cuestiones afines Nota: Esta Recomendacin UIT-R fue aprobada en ingls conforme al procedimiento detall

9、ado en la Resolucin UIT-R 1. Publicacin electrnica Ginebra, 2010 UIT 2010 Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-R RS.1681 1 RECOMENDACIN UIT-R RS.1681*Caractersticas tcni

10、cas y operativas de los sistemas del servicio de exploracin de la Tierra por satlite (pasivo) que utilizan atribuciones entre 1,4 y 275 GHz (Cuestin UIT-R 243/7) (2010) Cometido En la presente Recomendacin se describen las caractersticas tcnicas y operativas los sistemas del servicio de exploracin d

11、e la Tierra por satlite (pasivo) que utilizan atribuciones entre 1,4 y 275 GHz y que han de emplearse en los estudios de comparticin. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que las observaciones en el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (SETS) (pasivo) pueden recib

12、ir emisiones de servicios activos; b) que existen atribuciones exclusivas al SETS (pasivo) en las que todas las emisiones estn prohibidas por el nmero 5.340 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR); c) que el SETS (pasivo) comparte atribuciones a ttulo primario con servicios activos en ciertas ban

13、das; d) que el UIT-R est realizando estudios relativos a la proteccin de los sistemas del SETS (pasivo); e) que para realizar los estudios de compatibilidad y comparticin con sistemas del SETS (pasivo), es indispensable conocer las caractersticas tcnicas y de funcionamiento de tales sistemas, recomi

14、enda 1 que en los estudios relativos a los sistemas del SETS (pasivo) que utilizan atribuciones entre 1,4 y 275 GHz se tengan en cuenta los parmetros tcnicos y de funcionamiento que figuran en el Anexo 1 a la presente Recomendacin. Anexo 1 1 Introduccin Los satlites de exploracin de la Tierra y de m

15、eteorologa utilizan sensores pasivos en la teledeteccin de la Tierra y la atmsfera, en ciertas bandas de frecuencia atribuidas al servicio de exploracin de la Tierra por satlite (SETS) (pasivo). Los resultados obtenidos con estos sensores pasivos se utilizan sobremanera en la meteorologa, la climato

16、loga y otras disciplinas con fines cientficos y operativos. Ahora bien, estos sensores son sensibles a cualquier emisin en la banda *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 1 de Radiocomunicaciones. 2 Rec. UIT-R RS.1681 que tienen atribuida. Por consiguiente, toda emisi

17、n RF que rebase cierto nivel puede causar interferencia a los sensores pasivos que utilicen dichas bandas, por cuanto dichos sensores no pueden distinguir la seal deseada de la interferente y es posible que no pueda identificarse la interferencia en los resultados obtenidos mediante los sensores pas

18、ivos. 2 Misiones actuales y despliegues previstos Varias administraciones y al menos una organizacin internacional reconocida utilizaban ms de 24 satlites en el SETS (pasivo) a finales de 2007. Est previsto el lanzamiento de otros dos o tres al ao en el futuro inmediato. Cada satlite suele contar co

19、n unos tres sensores pasivos que funcionan por debajo de 275 GHz. Cada uno de ellos es capaz de medir simultneamente de 3 a 15 frecuencias y utilizar dos polarizaciones en una misma frecuencia. 3 rbitas caractersticas Los sistemas del SETS (pasivo) funcionan en las rbitas de los satlites no geoestac

20、ionarios (no OSG). Estas rbitas suelen ser circulares con una altitud comprendida entre 350 y 1 400 km. Muchos sistemas del SETS (pasivo) funcionan en una rbita sincronizada con el sol. Algunos sensores toman medidas en el mismo lugar sobre la superficie de la Tierra todos los das, mientras que otro

21、s efectan las observaciones con un periodo de repeticin ms largo (a menudo superior a dos semanas). En determinadas circunstancias, varios satlites estn alineados en formacin. Los satlites del SETS que se desplazan en formacin permiten medir una parte de la atmsfera o de la superficie de la Tierra u

22、tilizando varios instrumentos y distintas orientaciones. Las mediciones que efectan los diversos vehculos espaciales estn separadas por un intervalo de tiempo menor a la constante de tiempo del fenmeno que estn midiendo. Por lo general, este intervalo es del orden de 5 a 15 min, aunque puede llegar

23、a ser de slo unos 15 s. Se utilizan dos formaciones entre mltiples sistemas no OSG. En una formacin, dos o ms satlites estn dispuestos uno directamente detrs del otro para medir la misma parte de la atmsfera o de la superficie de la Tierra, como se muestra en los satlites A y B de la Fig. 1. En la s

24、egunda formacin, un sensor pasivo que apunta al nadir efecta una medicin mientras que otro vehculo espacial realiza una medicin casi simultnea en el limbo de la Tierra, como se indica en los satlites A y C de la Fig. 1. 4 Tipos de medicin Todos los sistemas de deteccin pasivos del SETS realizan una

25、forma de radiometra. La radiometra consiste en detectar cunta energa radia un cuerpo dada su temperatura. La cantidad de energa radiada por un cuerpo negro perfecto vara con la frecuencia y viene dada por la ecuacin de Planck. Ahora bien, ninguna materia radia realmente como un cuerpo negro perfecto

26、. Las frecuencias que son de particular inters para las aplicaciones del SETS (pasivo) se indica en la Recomendacin UIT-R RS.515. La cantidad de energa radiada tambin depende de la sustancia radiante. En el campo de visin de un sensor pasivo puede haber varias fuentes de radiacin que emiten en la an

27、chura de banda del sensor, entre las que cabe citar la atmsfera, el vapor de agua, las partculas de hielo suspendidas y el agua lquida de nube. Las mediciones que no se efectan en el limbo de la Tierra tambin recibirn emisiones de fondo procedentes del agua, el suelo y el hielo en la superficie, o u

28、na combinacin de estas tres. Rec. UIT-R RS.1681 3 Un solo sensor pasivo no puede identificar por s mismo cunta energa radia cada sustancia que se encuentra en su campo de visin. Por ese motivo, los resultados de los datos ms valiosos se obtienen comparando las mediciones de varios sensores que funci

29、onan en mltiples frecuencias. Efectuando mediciones radiomtricas a mltiples frecuencias, es posible obtener los tipos de cada emisor natural (por ejemplo, vapor de agua, hilo en suspenso, O3, etc.) y sus concentraciones. Como se pueden comparar datos obtenidos de un solo sensor con los obtenidos con

30、 otros sensores mltiples, la interferencia que reciba un solo sensor puede alterar los resultados de otras mediciones. FIGURA 1 Orientaciones de vuelo de la formacin 1861-01BNo OSGAtmsferaAC4.1 Deteccin radiomtrica a frecuencias y polarizaciones mltiples con puntera fija La deteccin simultnea a frec

31、uencias y polarizaciones mltiples ofrece la posibilidad de determinar la presencia de mltiples emisores naturales en el campo de visin del sensor y de crear perfiles de sus concentraciones. Los sensores de perfil (tambin denominados sondas) pueden apuntar al nadir o al limbo de la Tierra. Las aplica

32、ciones de los sensores de perfil son, entre otras, la determinacin de los perfiles qumicos de la atmsfera de H2O, O3, ClO, BrO, HCl, OH, HO2, HNO3, HCN y N2O mediante la medicin en el limbo. Los radimetros de puntera fija tambin se utilizan para determinar el retraso en el trayecto de las seales de

33、radar utilizadas para altmetros, debido al vapor de agua en la atmsfera. Los radimetros diseados para toda la Tierra efectan un sondeo hemisfrico continuo por microondas de los perfiles de temperatura y humedad, as como mapas de lluvia. 4.2 Radimetros de barrido cnico Muchos sensores pasivos de micr

34、oondas concebidos para obtener imgenes de caractersticas de la superficie de la Tierra utilizan una configuracin de barrido cnico sintonizada alrededor de la direccin del nadir, porque para interpretar las mediciones en la superficie es importante mantener un ngulo de incidencia constante respecto a

35、l suelo a lo largo de todas las lneas de barrido, ya que en ese caso las huellas sern de tamao constante y tambin porque las caractersticas de polarizacin de la seal guardan una dependencia angular. Las antenas de barrido cnico recopilan informacin sobre zonas amplias, como se muestra en la Fig. 2.

36、Los barridos suelen hacerse por 4 Rec. UIT-R RS.1681 rotacin de la antena a un determinado ngulo respecto a la direccin del nadir. Los radimetros de barrido cnico se utilizan para supervisor diversos procesos relacionados con el agua, en particular las precipitaciones, el vapor de agua ocenico, el a

37、gua en las nubes, la velocidad del viento cerca de la superficie, la temperatura de la superficie del mar, la humedad del suelo, la capa de nieve y los parmetros de hielo en el mar. Tambin pueden emplearse para obtener informacin sobre el contenido de precipitaciones en la columna integrada, su dist

38、ribucin superficial y su intensidad. FIGURA 2 Geometra de los radimetros de microondas pasivos con barrido cnico 1861-02ngulo de barrido tilFranjatilCVIBarrido cnicoalrededordel nadirngulo deincidenciaDireccin del satlitePixelGeometra de microondas con barrido cnico4.3 Radimetros de barrido transver

39、sal Las mediciones tomadas con un radimetro de barrido obtienen informacin a lo largo de extensas zonas, creando as mapas virtuales del parmetro que se mide. Estos datos obtenidos determinan la variacin espacial horizontal del parmetro en lugar de medir el parmetro en puntos especficos. Las medicion

40、es de barrido tambin suelen realizarse a frecuencias y polarizaciones mltiples. Las aplicaciones caractersticas de los radimetros de barrido transversal son la medicin de perfiles de temperatura en la atmsfera superior (especialmente en la estratosfera) y la capacidad de filtrado de nubes para obser

41、vaciones de temperatura en la troposfera. Tambin se utilizan para las observaciones globales diarias de los perfiles de temperatura y humedad con alta resolucin temporal, y para medir el contenido de agua lquida en las nubes y proporcionar una estimacin cualitativa de la tasa de precipitaciones. Nor

42、malmente, los barridos se realizan siguiendo un patrn transversal a lo largo de la superficie de la Tierra como se muestra en la Fig. 3. El barrido transversal se realiza por rotacin fsica de un reflector de 360. Cuando el reflector no apunta a la superficie de la Tierra, los canales del sensor se u

43、tilizan para hacer una calibracin midiendo la radiacin csmica de fondo (es decir, el cielo fro) adems de una fuente clida conocida situada en la aeronave, como se muestra en la Fig. 4. Rec. UIT-R RS.1681 5 FIGURA 3 Diagrama de barrido transversal de la Tierra 1861-03MotorDireccin derotacinReflectorD

44、etectorCampo de visininstantneo(CVI)Direccinde barridoCampo devisin (CV)Direccin dedesplazamientoResolucinen tierraFIGURA 4 Diagrama de barrido de deteccin a lo largo de 360 1861-04Sentido derotacin delreflector295 Canales para ladeteccin de la TierraNadir65 Canalesde deteccin199,4 Canales de detecc

45、in para calibracin en caliente205 Posicin de la carga caliente210,6 Canales de deteccin145,6 Canales de deteccin140 Posicin del cielo fro134,4 Canales de deteccinpara la calibracin en froNota 1 Todos los ngulos respecto al nadir.4.4 Radimetros con peine detector Un sensor con peine detector (longitu

46、dinal) costa de una lnea de sensores dispuestos de manera perpendicular a la direccin de vuelo de la aeronave, como se ilustra en la Fig. 5. A medida que la aeronave se desplaza se detectan zonas diferentes de la superficie. Este tipo de sensor es un instrumento totalmente esttico sin partes mviles.

47、 La principal caracterstica de estos sensores es que todos los elementos de resolucin en la lnea de barrido se adquieren simultneamente, y no de manera secuencial como en los sensores de barrido mecnico, lo que permite aumentar considerablemente la resolucin del radimetro. Los sensores con peine det

48、ector se utilizan en diversas aplicaciones, tales como para medir perfiles de temperatura de la atmsfera, la humedad del suelo y la salinidad del ocano. 6 Rec. UIT-R RS.1681 FIGURA 5 Configuracin caracterstica de un radimetro con peine detector 1861-055 Definicin de los parmetros CUADRO 1 Lista de parmetros tcnicos y operativos del SETS para sensores pasivos Tipo de sensor Parmetros de la rbita Altitud Inclinacin Excentricidad Periodo de repeticin Parmetros del sensor de la antena Nmero de haces Dimetro del reflector Ganancia mxima de la anten