Zápatí prezentace1 Praktikum z geoinformatiky – podzim 2023 Oběžné dráhy družic Browser – nástroj výběr zájmového území, vývoj jevu v čase Zajímavá videa k tématu Zápatí prezentace2 Zápatí prezentace3 Obsah a výstupy ze cvičení: ̶ Teoretická část: ̶ Oběžné dráhy družic ̶ Společná část: ̶ Browser/EOBrowser – nástroje pro zpracování vývoje jevu v čase, Timelaps. a výběr území ̶ Individuální část ̶ Zpracování vývoje geografického jevu pro svůj projekt ̶ Zajímavá videa k tématu viz nabídka v ppt učitele ̶ Výstupy: ̶ Znalosti: objasnění termínů dráha geostacionární, dráha se sluncem synchronní, příklad družic na této dráze ̶ Dovednosti: Browser, EO Browser, nástroje pro práci se satelitními snímky ̶ Do vlastní ODEVZDÁVÁRNY vložit vhodně připravené satelitní snímky, vývoj jevu v čase Zápatí prezentace4 Využití motivačního videa ve výuce - příklad ̶ https://www.youtube.com/watch?v=BPbHDKgBBxA Oběžné dráhy družic Oběžné dráhy družic Zápatí prezentace7 Oběžné dráhy - schéma a) geostacionární (rovníková) dráha, geosynchronní b) šikmá oběžná dráha, ISS c) polární nebo subpolární oběžná dráha, se sluncem synchronní Oběžné dráhy družic – základní rozdělení a) geostacionární (rovníková) dráha, geosynchronní b) šikmá oběžná dráha, ISS c) polární nebo subpolární oběžná dráha, se sluncem synchronní Dle synchronnosti: • Synchronní se Zemí - geosynchronní a geostacionární • Synchronní se Sluncem Dle výšky letu: • Nízké – LEO (Low Earth Orbit, cca do 2 000 km, obvykle 700 – 900 km) • Střední MEO – medium Earth Orbit (2000 – 35 800 km nad povrchem Země, většinou cca 20 000 km, GNNS • GEO - Geosyschronní, geostacionární 35 786 km, zvl. případ geosynchronní dráhy , doba rotace 1 den, 23 h, ) • Video: https://www.youtube.com/watch?v=ror4P1UAv_g&t=283s Oběžná dráha geostacionární • Družice na rovníkové oběžné dráze obíhají kolem Země v rovině rovníku v takové výšce, aby doba oběhu družic byla rovna době rotace Země kolem vlastní osy. Pro pozorovatele na Zemi se tedy jeví jako nehybné. Pohybují se ve vzdálenosti cca 36 000 km. • Tuto dráhu lze označovat taky jako rovníková. • Pohyb družice od západu k východu • úhlová rychlost oběhu družice odpovídá úhlové rychlosti rotace Země tj. pro pozorovatele na Zemi je tedy družice stále na stejném místě • Úkol – jaká je úhlová rychlost družice? Jaká je obvodová rychlost pohybu družice? METEOSAT Oběžné dráhy - názorné vysvětlení https://www.youtube.com/watch?v=ror4P1UAv_g&t=283s (2.52 min. , plus základní součástí satelitů a jejich použití) Oběžná dráha geostacionární •geostacionární oDružice na rovníkové oběžné dráze obíhají kolem Země v rovině rovníku v takové výšce, aby doba oběhu družic byla rovna době rotace Země kolem vlastní osy. Pro pozorovatele na Zemi se tedy jeví jako nehybné. Pohybují se ve vzdálenosti cca 36 000 km. oTuto dráhu lze označovat taky jako rovníková. ̶ od západu k východu ̶ úhlová rychlost oběhu družice odpovídá úhlové rychlosti rotace Země tj. pro pozorovatele na Zemi je tedy družice stále na stejném místě METEOSAT ̶ Využití: předpovědi počasí a studiu klimatu ̶ umístěná na nultém poledníku nad Guinejským zálivem ̶ rovníková dráha, geostacionární ̶ Družice operují ve dvojicích, jedna jako hlavní a druhá jako záložní. ̶ Provozovatelem je evropská mezivládní organizace Eumetsat ̶ provoz řídí organizace ESA (Evropská kosmická agentura) ̶ Hlavním snímacím na palubě družice MSG je přístroj SEVIRI. Jeho úkolem je pořizovat snímky Země v 11 úzkopásmových spektrálních kanálech a jednom širokopásmovém s vysokým rozlišením První dvojice je umístěna nad nultým poledníkem a snímá Evropu, část Afriky a Ameriky. Druhá dvojice je nad Indickým oceánem Meteosat Meteosat, způsob přenesení na Zemi 1.Snímání jednou za 15- 30 min 2. Odeslání na stanici v Darmstadtu 3.Zpracování dat na stanici v Darmstadtu, (zpracování radiometrické a geometrické) 4. zpět zaslání na družici 5. družice k uživateli: ̶ primární data – za poplatek v plném rozlišení ̶ sekundární – data v analogové podobě, zdarma, animace oblačných systémů, předpověď počasí Zápatí prezentace15 Meteosat - ukázky ̶ Český hydrometeorologický ústav ̶ Satelitní snímky zde: https://www.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/sat/data_jsmsgview.ht ml ̶ Slovenský hydrometeorologický ústav ̶ Satelitní snímky zde: ̶ https://www.shmu.sk/sk/?page=1&id=meteo_druzica Snímání družicí na subpolární dráze Dráha se Sluncem synchronní a snímání povrchu ve stále stejném místním čase •subpolární ̶ https://www.youtube.com/watch?v=tOp1UYbmp0Y ̶ většina družic ̶ ve směru poledníků ve výšce 700 až 1000 km ̶ od severu k jihu ̶ doba oběhu závisí na výšce letu (cca 2h) ̶ 12 až 16 oběhů za 24 hodin ̶ jsou synchronní se Sluncem ̶ tj. prolétají nad stejným místem ve stejnou hodinu místního času LANDSAT SPOT NOAA Quick Bird SENTINEL Oběžná dráha Subpolární dráha - názorné vysvětlení subpolární animace https://www.youtube.com/watch?v=ylvgxNF3C0c, https://www.youtube.com/watch?v=tOp1UYbmp0Y Způsoby skenování povrchu Příčné skenování (družice SPOT) Podélné skenování (družice Landsat) Družice se subpolární dráhou oběhu ̶ Rozlišovací schopnost získaných údajů je několik metrů, nejlepší desítky cm. ̶ Družice systému Sentinel ̶ Družice systému NOAA ̶ Družice systému LANDSAT ̶ Družice SPOT ̶ Quick Bird NOAA ̶ Nejvýzn. systém z rozsáhlé skupiny meteor. družic na polárních drahách ̶ Subpolární dráha, výška 833 km, doba oběhu 102 min, 14 oběhů denně ̶ Snímá celou zeměkouli včetně polárních oblastí Družice se šikmou oběžnou dráhou ̶ Dráhy oběhu svírají s rovinou rovníku úhel 30° až 60° ̶ družice-kosmické lodi s lidskou posádkou ̶ Výška oběhu několik stovek kilometrů nad Zemí ̶ Neposkytuje údaje z vyšších zem. šířek Zápatí prezentace24 Společná část Zápatí prezentace25 Flotila družic Sentinel, program Copernicus ̶ https://collgs.czechspaceportal.cz/flotila-druzic-sentinel/ Zápatí prezentace26 Browser, EO Browser – základní nástroje a Timelaps ̶ Browser a základní nástroje a timelapse ̶ https://www.youtube.com/watch?v=bvTb0MFS9bU&t=630s ̶ Browser, Copernicus and Sentinel data pro studium řek, oceánů, procesů fluviálních apod, video s průvodcem problematikou: ̶ https://www.youtube.com/watch?v=Qccgg-Yko5c Zápatí prezentace27 Browser/ nástroje: ̶ výběr zájmového území, spektrální křivka plochy, hodnoty indexů plochy 3D pohled vývoj v čase – nástroj Timelapse ̶ https://dataspace.copernicus.eu/browser/ ̶ Nutno se přihlásit ̶ Zadat území ̶ Vybrat a upřesnit výběr a u timelaps výběr z nabídky snímků pro animaci Zápatí prezentace28 Individuální část ̶ Pracovat s Browserem, připravit si vývoj geografického jevu na vybraneém území v čase ̶ Zajímavá vide a odkazy viz dále Jak satelity pracují video EN ̶ https://www.youtube.com/watch?v=ror4P1UAv_g EARTH Observatory - NASA snímky, mapy, satelitní mapy, kolekce, zajímavá témata ̶ https://earthobservatory.nasa.gov/ Remote Sensing - videa ̶ LANDSAT ̶ https://www.youtube.com/watch?v=BPbHDKgBBxA ̶ Landsat - 9 ̶ https://www.youtube.com/watch?v=k3biSynSBgo ̶ Video Landsat ̶ http://landsat.gsfc.nasa.gov/?p=5203 ̶ Kanály, barevné kombinace ̶ https://www.youtube.com/watch?v=A6WzAc1FTeA ̶ Oběžné dráhy - názorné vysvětlení) a základní součásti satelitu a jejich použití ̶ https://www.youtube.com/watch?v=ror4P1UAv_g&t=283s ̶ Jak satelity pracují video EN https://www.youtube.com/watch?v=ror4P1UAv_g Zajímavá videa ̶ Meteosat 7 Indian ocean, infrared camera ̶ https://www.youtube.com/watch?v=ZJiab8MvRDI ̶ Meteosat nové generace - EUMETSAT ̶ https://www.youtube.com/watch?v=FyNheErpBEw ̶ Sentinel 3 https://www.youtube.com/watch?v=ZRxB5mSassg ̶ Video – dráha se sluncem synchronní ̶ https://www.youtube.com/watch?v=ylvgxNF3C0c ̶ GPS: https://www.youtube.com/watch?v=8eTlI19_57g Keplerovy zákony a pohyb družice Základní přístup ke studiu pohybu družic představují Keplerovy zákony. Johannes Kepler (1612) své zákony sice zformuloval pro pohyb planet kolem Slunce, ale lze je použít i obecně pro pohyb družic v centrálním gravitačním poli. V trochu poupravené podobě pro družice Země je lze vyslovit takto: 1. Keplerův zákon → Družice se pohybují po elipsách okolo Země. 2. Keplerův zákon → V perigeu družice se pohybují rychleji než v apogeu. 3. Keplerův zákon → Družice na nižší orbitě má kratší oběžnou dobu než na vyšší orbitě