ISSから撮影した写真はジオローカライズされていますか?

Nov 22 2020

私の質問は「ナイーブ」だと思います。私はから得ますhttps://images-api.nasa.gov 説明のないISSからの地球の写真(ミッション番号のみ)または乗組員の写真。

デジタル一眼レフデバイスで撮影したこれらの写真は、実際にジオローカライズされていますか(またはスペースローカライズされていますか?)?つまり、GPS衛星の信号はISSに到達できないと思いますが、宇宙飛行士は撮影した各写真からメモを取りますか?または、写真のタイムスタンプをスペースのローカリゼーションに変換するソフトウェアはありますか?

回答

22 OrganicMarble Nov 22 2020 at 08:22

実際には、次のように機能します。

米国のISS乗組員が地球の写真を撮ったときのISSの位置は、地上で計算されます。このプロセスは「乗組員地球観測」と呼ばれ、ここで説明されています。

..乗組員は、レンズ一式(広角から1200 mmレンズ相当まで)を備えた商用およびプロ仕様のデジタルハンドヘルドカメラを使用して、さまざまな地球科学のサブ分野での研究をサポートする地球観測写真を撮影します。地上の科学者は、地球システム科学の基本的な分野で乗組員を訓練し、最大の科学的関心のあるターゲットの毎日のリストを乗組員に提供します。乗組員は、時間があるときや余暇にこれらの写真を撮ります。これらのデジタル写真はダウンリンクされ、画像とメタデータ(特に使用されたレンズ、画像が撮影された瞬間、ISSの天底点)の両方が公開データベースに同化されます。

(私の強調)

出典:乗組員地球観測NASAページ

ただし、ある意味では、ISSの位置と姿勢はGPSを使用して計算されるため、GPSが使用されます。

画像は、地球の宇宙飛行士写真へのゲートウェイで一般に公開されています。

そこからの例を次に示します。ハリケーンハービーからの洪水の後、非常に泥だらけのガルベストン湾がメキシコ湾に流れ込み、天底点と写真の中心点が示されています。

アポロ写真に関する部分は、それ自身の質問IMHOに分割する必要があります。

7 Uwe Nov 22 2020 at 09:34

カメラにGPS受信機が搭載されており、地球の屋外で使用したときに画像と一緒に有効な位置を保存している場合、これはISSでは機能しません。

ISSは、金属製の壁の内側にあるGPSアンテナのGPS信号の受信をブロックします。

GPS信号が窓から時々受信される場合、民間のGPSはそのような速度と高さでは機能しません。GPSは、小さな窓から複数の衛星を「見る」必要があります。したがって、ISSから撮影した写真を地理的にローカライズする唯一の方法は、他の回答で説明されているように行うことです。ただし、わずか0.5秒の時間オフセットでは、数kmのエラーが発生する可能性があります。カメラの時計は、ミリ秒の精度で設定されるようには設計されていません。

ISSは高速で、軌道速度は7.66 km / s、対地速度は少し遅く、7.2 km / sです。時間誤差が約0.5秒の場合、位置は3.6 kmずれており、400kmの距離から200mmレンズで撮影した対角線86kmの画像としては悪くありません。しかし、地球上では、位置誤差はわずか約10mです。

アポロ計画は、ナビゲーション衛星を使用できませんでした。しかし、その後、多くの手動の表面写真が地図上にローカライズされました。

このソースのごく一部。

このアポロ12号の地図は、カメラの位置と方向を、矢印の付いた4桁の下線付きの画像番号で示しています。

ルナーリコネサンスオービターカメラの写真とハッセルブラッド画像の再検討から2014-7年にブライアンマキナルによって作成された平面図。

この地図は、40年以上後に、最新の画像と最新のコンピューターハードウェアおよびソフトウェアを使用して生成されました。アポロ計画の時、そのような地図は多くの手作業を使用することによってのみ可能でした。

サービスモジュール内のカメラユニットによって撮影された自動軌道写真は、位置データで参照されました。円は一連のパノラマ写真を示します。ローカライズされた写真はここにあります。

6 uhoh Nov 22 2020 at 08:05

への部分的な答え

ISSから撮影した写真はジオローカライズされていますか?

はい、宇宙飛行士がデジタル一眼レフ内の時計を適切に設定しておけば(そして間違いなくこれを行うと思います!)、カメラの位置を簡単に再構築できます。カメラが何を指しているのかは別の質問です。カメラは仮想的にジオタグを付けることができますが、被写体にはできません。


ISS内のGPS

ISSと呼ばれる大きなブリキ缶(ファラデーケージ)の中に手で持ったハンドヘルドカメラの中にある商用GPSユニットが、いつでも十分なGPS信号から十分な信号を拾うのは非常に難しいだろうと私は確信しています。そのユニットが修正を登録するため。

それはたまに起こるかもしれませんが、定期的で信頼できる方法ではありません。

Yesに答えるISSでないGPSの仕事?ここでの他のGPSQ&Aは、一部のGPS衛星からのビームパターンが意図的に地球よりわずかに広い領域をカバーしているため、GPS信号の明るい「フラッシュ」が現れる空間から見た地球の円盤の周りに環があることを示しています。

ただし、宇宙船によるGPS測位と、単純な商用ハンドヘルドデバイスによるGPS測位にはいくつかの違いがあります。

商用ユニットには、COSPARに対応するために、高度と速度の両方にファームウェア制限があります。

  • Cubesats用のGPS-8km /秒は消費者向けチップには速すぎますか?
  • GPS NMEAデータから速度ベクトルを取得する方法は?
  • NASA PhoneSatは実際に電話自体からGPSを使用しようとしましたか?
  • 気球とキューブサット用のCoCom規制とGPS受信機の現状

商用ユニットは、宇宙から意味のある位置を取得するために、少なくとも4つの衛星を同時にキャプチャする必要があります(上記の理由で自己ブロックしなかった場合)。ファンシースペースGPSは、さまざまなGPS衛星からのトリックを再生し、さまざまな時間に修正を記録し、軌道エフェメリスを使用して軌道再構築し、特定のエポックでの位置を逆算します。DSLRはそれを行うことはできません。

これには、地球の見かけのターミネーターの端全体をカメラが「見る」必要があります。つまり、キューポラの中央の窓にかなり近い非常に特定の位置にカメラを保持する必要がある場合があります。信号は、地面からではなく、迫り来る巨大な地球ディスクの端の周りから来ます。

「仮想」ジオタグ

...写真のタイムスタンプをスペースローカリゼーションに変換するソフトウェアはありますか?

私は専門家ではありませんが、ISSの写真家はカメラの時計を適切に設定していると思います。ISSの軌道履歴はよく知られており、文書化されているため、必要なのは、特定の履歴画像のメタデータといくつかの履歴TLEのタイムスタンプを読み取ることだけで、カメラの位置を数キロまで見つけることができます

カメラが何を指しているのかは別の質問です。カメラは仮想的にジオタグを付けることができますが、被写体にはできません。