Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 1. С. 43-52
Научный подход к повышению точности геодезической привязки изображений от космических аппаратов высокодетальной оптико-электронной съёмки Земли
Р.Н. Ахметов
1 , А.В. Филатов
1 , Г.Н. Мятов
1 , А.А. Юдаков
1 , А.С. Нонин
1 , А.Н. Козлов
1 , Я.М. Клебанов
2 , В.В. Еремеев
3 , А.Е. Кузнецов
3 1 Ракетно-космический центр «Прогресс», Самара, Россия
2 Самарский государственный технический университет, Самара, Россия
3 Рязанский государственный радиотехнический университет им. В. Ф. Уткина, Рязань, Россия
Одобрена к печати: 27.11.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-43-52
Эксплуатируемые в настоящее время высокодетальные оптико-электронные космические аппараты (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) обеспечивают потребителей информацией с разрешающей способностью снимков менее одного метра и с точностью геодезической привязки снимков на уровне единиц метров. В ближайшей перспективе планируется запуск отечественных сверхвысокодетальных КА ДЗЗ нового поколения с улучшенными тактико-техническими характеристиками, что требует разработки новых научно-прикладных подходов в области проектирования, испытаний и эксплуатации КА ДЗЗ. Одна из основных тактико-технических характеристик систем ДЗЗ состоит в точности определения координат объектов изображения. В настоящей работе представлен подход к повышению этой точности. Он основан на строгом математическом описании координатного соответствия одноимённых точек земной поверхности и полученного снимка, на систематическом мониторинге и калибровке бортовой измерительной и целевой аппаратуры и использовании модели термодеформации конструкции КА. Представлены результаты экспериментальных исследований по выявлению основных факторов, влияющих на точность геодезической привязки: точность знания пространственного положения и угловой ориентации КА, относительного изменения конструктивных углов съёмочной и бортовой измерительной аппаратуры, геометрической нестабильности параметров конструкции КА. Эти результаты получены на статистически достоверной информации в ходе эксплуатации КА «Ресурс-П» и «Аист-2Д». В результате точность геодезической привязки (СКО) данных от КА «Ресурс-П» № 2, 3 достигнута в 7–9 м.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, оптико-электронный телескопический комплекс, точность геодезической привязки объектов на снимке
Полный текстСписок литературы:
- Ахметов Р. Н. Управление живучестью низкоорбитальных автоматических КА ДЗЗ // Аэрокосмический курьер. 2010. № 6. С. 2–4.
- Ахметов Р. Н., Еремеев В. В., Кузнецов А. Е., Мятов Г. Н., Пошехонов В. И., Стратилатов Н. Р. Высокоточная геодезическая привязка изображений земной поверхности от КА «Ресурс-П» // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 1. С. 48–53.
- Ахметов Р. Н., Зинина И. И., Юдаков А. А., Еремеев В. В., Кузнецов А. Е., Пошехонов В. И., Пресняков О. А., Светелкин П. Н. Точностные характеристики выходной продукции высокого разрешения КА «Ресурс-П» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 41–47.
- Кирилин А. Н., Ахметов Р. Н., Шахматов Е. В., Ткаченко С. И., Бакланов А. И., Салмин В. В., Семкин Н. Д., Ткаченко И. С., Горячкин О. В. Опытно-технологический малый космический аппарат «Аист-2Д». Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2017. 324 с.
- Клебанов Я. М., Кирдина Л. Н., Поляков К. А., Давыдов А. Н. Преобразование результатов конечно-элементного анализа перемещений оптических поверхностей для использования в пакетах оптического анализа // Оптич. журн. 2014. Т. 81. № 7. С. 34–38.
- Михельсон Н. Н. Оптика астрономических телескопов и методы ее расчета. М.: Физматлит, 1995. 333 с.
- Мятов Г. Н. Координатно-временная модель процесса дистанционного зондирования Земли оптоэлектронным космическими аппаратами // Научно-техн. сб. НИИ ТП. 2014. № 7. С. 98–105.
- Пасынков В. В. Высокоточное навигационное обеспечение низкоорбитальных КА по данным аппаратуры спутниковой навигации ГЛОНАСС // 4-я Всероссийская научно-техн. конф. «Актуальные проблемы ракетно-космической техники» («IV Козловские чтения»): сб. тез. Самара: АО «РКЦ «Прогресс», 2015. С. 126–127.
- Современные технологии обработки данных дистанционного зондирования Земли / под ред. Еремеева В. В. М.: Физматлит, 2015. 460 с.
- Agugiaro G., Poli D., Remondino F. Testfield Trento: Geometric evaluation of very high resolution satellite imagery // Intern. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2012. V. 39(1). P. 191–196.
- Eremeev V., Kuznecov A., Myatov G., Presnyakov O., Poshekhonov V., Svetelkin P. Image structure restoration from sputnik with multi-matrix scanners // Image and Signal Processing for Remote Sensing XX: Proc. SPIE. 15 Oct. 2014. 92440F. DOI: 10.1117/12.2066631.
- Meguro Y., Fraser C. S. Georeferencing accuracy of Geoeye-1 stereo imagery: Experiences in a Japanese test field // Intern. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science. 2010. V. 38. Pt. 8. P. 1069–1072.
- Miks A., Novak J. Dependence of camera lens induced radial distortion and circle of confusion on object position // Optics and Laser Technology. 2012. V. 44. No. 4. P. 727–1190.
- Topan H., Maktav D. Efficiency of orientation parameters on georeferencing accuracy of Spot-5 HRG level 1A stereoimages // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2014. V. 52. No. 6. pp. 3683–3694.