Тема Эффект Аппаратно-программное повышение эффективности космических исследований Земли и других планет

Гос.рег. ? 0120.0 511040

 

Научный руководитель: д.т.н. Зиман Я.Л.

 

1. Предложен и исследован метод синтеза многосенсорных видеоданных различного пространственного разрешения

Предложенный метод основан на совмещении видеоданных всех съемочных систем на общем базисе - системе классов, распознаваемых на изображениях, полученных съемочной системой наиболее высокого разрешения. В качестве основных факторов, влияющих на ошибки синтеза, проанализированы неоднородность снимаемых объектов и аппаратурные погрешности: радиометрический шум, ошибки геометрического совмещения видеоданных и ошибки задания функции рассеяния точки (ФРТ) съемочной системы. Показано, что наиболее критичными факторами с точки зрения радиометрической точности синтеза являются неоднородность снимаемых объектов и ошибки геометрического совмещения. Для уменьшения ошибок восстановления спектров малых объектов используются методы регуляризации.

Пример синтезирования зональных изображений ASTER различного разрешения: а - изображение в каналах видимого и ближнего ИК диапазонов (размер пиксела 15 м): R: 0.63-0.69 мкм, G: 0.76-0.86 мкм, B: 0.52-0.60 мкм; b - изображение в каналах коротковолнового ИК диапазона (размер пиксела 30 м): R: 1.6-1.7 мкм, G: 2.235-2.285 мкм, B: 2.36-2.43 мкм; c - изображение в каналах теплового ИК диапазона (размер пиксела 90 м): R: 8.125-8.475 мкм, G: 8.925-9.275 мкм, B: 10.25-10.95 мкм; d - синтезированное изображение (размер пиксела 15 м): R: 2.235-2.285 мкм, G: 0.63-0.69 мкм, B: 10.3-11.0 мкм

Публикации

1.     Б.С. Жуков. Метод синтеза многосенсорных видеоданных различного пространственного разрешения. В сб.: Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, М., 2007. Вып.4, т.1, 44-51.

2.     Б.С. Жуков. Радиометрическая точность метода синтеза многосенсорных видеоданных различного пространственного разрешения. Пятая Юбилейная Открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". М., ИКИ РАН, 12-16 ноября 2007 г. Сборник тезисов конференции.

 

2. Предложен метод стереообработки разновременных снимков одного и того же объекта и учета его изменений.

 

Метод основан на стересъемке объектов на выбранном базисе в разные моменты времени. Интервал между съемками должен быть достаточным для проявления изменений. Измеряется длина базиса и для каждой стереопары строится фотограмметрическая модель. Разновременные модели ориентируются по неподвижным точкам и измеряются изменения в каждой точке трехмерной поверхности.

 

Программно-математическое обеспечение, полученное в ходе обработки результатов наземных съемок, может быть применено к материалам аэрокосмической съемки поверхностей планет.

 

Публикации

1.     Р. Н. Гельман, А. В. Никитин О построении и совмещении разновременных фотограмметрических моделей получаемых по материалам наземной стереофотосъемки, Геодезия и Картография 2007г.

 

3. Разработано аппаратно-программного комплекса наземной отработки многозональных камер АКДЗ и КМСС.

Используемый принцип цифровой съемки, основанный на регистрации и передаче изображения посредством линейных ПЗС-детекторов, который был реализован в приборах АКДЗ и КМСС, потребовал создания аппаратно-программного комплекса (АПК), необходимого для регистрации и записи видеоданных высокоскоростных каналов обмена (до 800 Мбит/с) в режиме реального времени.

Современный АПК, удовлетворяющий указанным требованиям, построен на базе современного ПЭВМ платформы Intel и состоит из следующих функциональных частей:

-    пульт оператора;

-    устройство управления и регистрации:

       системная плата с ЦПУ;

       плата расширения интерфейса видеоданных стандарта Camera Link;

       контроллер накопителей шины данных PCI и массив жестких дисков;

-    блок адаптера видеоинтерфейса Camera Link и целевой аппаратуры;

 

Внешний вид АПК

Основные аппаратные характеристики АПК АКДЗ и КМСС

 

	АПК АКДЗ (2003 г.)	АПК КМСС (2006 г.)
Интерфейс видеоданных	CameraLink T	CameraLink T
Интерфейс управления	RS232 в составе CameraLink	МКО (MIL STD-1553B)
Информационный поток	до 72 Мбайт/с (576 Мбит/с)	до 12 Мбайт/с (96 Мбит/с)
Время непрерывной съемки	до 12 часов	не предъявляется
Управление прибором в реальном времени	да	да

 

Разработанное специальное программное обеспечение АПК АКДЗ и КМСС позволяет проводить визуальный контроль принимаемых видеоданных и возможность изменения набора параметров управления приборов АКДЗ и КМСС в режиме реального времени. Созданный аппаратно-программный комплекс позволяет решать широкий спектр задач по наземной отработке приборов дистанционного зондирования Земли авиационного и космического применения.

 

4. Оптимизированы точностные характеристики датчиков звездной ориентации

Исследованы и оптимизированы подходы к улучшению точностных характеристик датчиков звездной ориентации:

ћ       Увеличение фокусного расстояния прибора

ћ       Математическая обработка последовательности углов ориентации

ћ       Повышение точности астроориентации за счет учета методических составляющих погрешности

ћ       Использование аппроксимации изображений звезд двумерной функцией распределения яркости

ћ       Совместная обработка данных, полученных двумя приборами.

	Технические характеристики   Масса, кг 3,9 Габариты, мм 310 х 230 х 235 Энергопотребление, Вт 15 Частота обновления информации, Гц 0,3 Точность определения направления на звезды (3σ), угл. сек 2 Выходная информация: Параметры ориентации осей прибора в инерциальной системе координат.

 

БОКЗ-М

 

Публикации

2.     Аванесов Г.А. Красиков В.А. Никитин А.В. Исследование точностных характеристик датчиков астроориентации КА семейства БОКЗ-М Космическое приборостроение Россия Таруса 7-9 июня 2006 г.

3.     Аванесов Г.А. Красиков В.А. Никитин А.В. Фильтрация данных астроориентации при определении угловых элементов внешнего ориентирования данных ДЗЗ Россия Москва ИКИ РАН 12-16 ноября 2007 г.