Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №3. С. 268-277

Расчетная оценка суточных вариаций местной вертикали, построенной по результатам наблюдения видимой линии горизонта

В.А. Гришин1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
Видимая в различных участках оптического диапазона линия горизонта используется для решения навигационных задач. В частности, по линии горизонта определяется местная вертикаль, которая в сочетании со звездными датчиками используется для расчета широты и долготы. При этом необходимо различать два случая. В первом случае линия горизонта формируется вследствие контраста между Землей и атмосферой. Это возможно, если затухание и рассеивание излучения в атмосфере не слишком велики. Во втором случае затухание и рассеивание излучения в атмосфере настолько велики, что делают невозможным наблюдение линии, разделяющей изображение Земли и неба. И в этом случае то, что мы воспринимаем как линию горизонта, формируется вследствие контраста между различными слоями атмосферы. Указанный контраст является результатом достаточно сложных процессов распространения излучения Солнца в атмосфере Земли, поглощения и рассеивания этого излучения, а также отражения излучения от поверхности Земли. В ИК-диапазонах добавляется также собственное излучение Земли. Перемещение Солнца, как мощного источника излучения, по небосводу в течение суток оказывает влияние на все эти процессы. Для их анализа рассчитывались потоки излучения для различных азимутов и углов места. По результатам расчетов определялось положение линии горизонта как точки, в которой вертикальный контраст достигает экстремальных значений. По 36 направлениям по азимуту определялась ориентация местной вертикали для различных моментов времени в течение суток, на разных высотах и разных участках оптического диапазона.
Ключевые слова: изображение линии горизонта, затухание и рассеивание света в атмосфере, влияние движения Солнца на оценку местной вертикали.
Полный текст

Список литературы:

  1. Гришин В. А. Анализ видимости линии горизонта при различных условиях наблюдения для решения задач оптической навигации летательных аппаратов // Третья Всероссийская научно-техническая конференция “Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов”. М.: ИКИ РАН, 2013. С. 345-352.
  2. Маслов И. А., Гришин В. А. Выбор оптимального спектрального диапазона для наблюдения горизонта Земли // Техническое зрение. 2013. № 1. С. 2-4. http://magazine.technicalvision.ru/public_ftp/%D0%A2%D0%B5%D1%85.%D0%B7%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_1.pdf
  3. Тучин M. С., Захаров A. И., Прохоров М. Е. Определение геовертикали по наблюдению лимба Земли // Вторая Всероссийская научно-техническая конференция “Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов”. М.: ИКИ РАН, 2011. С. 100-110.
  4. Cornall T., Egan G. Measuring Horizon Angle from Video Onboard a UAV // Proceedings of the IEEE International Conference on Autonomous Robots and Agents. Palmerston North, New Zealand. 2004. P. 339-344.
  5. Cozman F., Krotkov E., Guestrin C. Outdoor Visual Position Estimation for Planetary Rovers // Autonomous Robots. 2000. Vol. 9. No. 2. P. 135–150.
  6. Demonceaux C., Vasseur P., Pegard C. Omnidirectional vision on UAV for attitude computation // Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2006). Orlando, FL. 2006. P. 2842-2847.
  7. Gupta V., Brennan S. Vehicle State Estimation Using Vision and Inertial Measurements // Fifth IFAC Symposium on Advances in Automotive Control. Monterey Coast. CA. 2007. Vol. 5. Part 1. P. 65-70.
  8. Gupta V., Brennan S. Terrain-Based Vehicle Orientation Estimation Combining Vision and Inertial Measurements // Journal of Field Robotics. 2008. Vol. 25. Issue 3. P. 181–202.
  9. Horiuchi T. A Low-Power Visual Horizon Estimation Chip // IEEE Transactions on Circuits and Systems. 2009. Vol. 56. Issue 8. P. 1566-1575.
  10. Meller D., Sripruetkiat P., Makovec K. Digital CMOS Cameras for Attitude Determination // Proceedings of the 14th AIAA/USU Conference on Small Satellites, Logan, Utah. 2000. P. 1–12.
  11. Oiri A., Nagatani K., Yoshida K. Global Positioning for Planetary Rovers based on Panoramic Skyline Image // Proceedings of the 2010 JSME Conference on Robotics and Mechatronics. Japan. 2010.
  12. Phenneger M., Singhal S., Lee T., Stengle T. Infrared Horizon Sensor Modeling for Attitude Determination and Control: Analysis and Mission Experience. Washington, D.C.: Books LLC, 1985. 470 p.
  13. Sabatini R., Bartel C., Shaid T., Kaharkar A. Low-cost Vision Sensors and Integrated Systems for Unmanned Aerial Vehicle Navigation // ARPN Journal of Systems and Software. 2012. Vol. 2. Issue 11. P. 323-349.
  14. Shabayek Abd El R., Demonceaux C., Morel O., Fofi D. Vision Based UAV Attitude Estimation: Progress and Insights // Journal of Intelligent and Robotic Systems. 2012. Vol. 65. Issue 1-4. P. 295-308.