Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 3. С. 137-145
Повышение качества изображения, полученного с малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли, путём виброизоляции целевой аппаратуры
А.С. Танеева 1 , Е.С. Хнырева 1 1 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия
Одобрена к печати: 10.03.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-3-137-145
Качество спутниковых изображений — важный показатель для проведения высокоточной съёмки различных объектов с помощью космических аппаратов. Возрастающие требования к разрешению спутниковых снимков побуждают искать пути повышения качества изображений. Это может быть связано с улучшением целевой аппаратуры, а также обеспечением более благоприятных условий при её работе. Возможности современной целевой аппаратуры ещё далеко не исчерпаны. В то время как условия проведения съёмок могут быть улучшены как за счёт более эффективных законов управления, так и путём виброизоляции чувствительной целевой аппаратуры. В работе проводится анализ улучшения качества изображения, полученного с малого космического аппарата (МКА) дистанционного зондирования Земли, при виброизоляции целевой аппаратуры. Рассматривается космический аппарат ДЗЗ, конструктивно-компоновочная схема которого содержит большие упругие элементы конструкции, например панели солнечных батарей. Собственные колебания упругих элементов способствуют ухудшению качества получаемых изображений. Одним из способов нивелирования влияния возмущений на качество изображений представляется использование виброизолирующих устройств и размещение на них целевой аппаратуры. В работе получены оценки эффективности такого подхода на примере МКА ДЗЗ «Аист-2Д». Эти результаты могут быть использованы при проектировании перспективных МКА ДЗЗ.
Ключевые слова: виброзащитное устройство, виброизоляция целевой аппаратуры, малый космический аппарат дистанционного зондирования Земли, качество изображений
Полный текстСписок литературы:
- Горчаков С. Ю. Синтез программных угловых движений космического аппарата дистанционного зондирования Земли с высоким пространственным разрешением // Russian Technological J. 2021. V. 9. No. 3. P. 78–87. DOI: 10.32362/2500-316X-2021-9-3-78-87.
- 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.
- Ali M. A., Eltohamy F., Abd-Elrazek A., Hanafy M. E. Assessment of micro-vibrations effect on the quality of remote sensing satellites images // Intern. J. Image and Data Fusion. 2023. V. 14. No. 3. P. 243–260. DOI: 10.1080/19479832.2023.2167874.
- Belousov A. I., Sedel’nikov A. V. Probabilistic estimation of fulfilling favorable conditions to realize the gravity-sensitive processes aboard a space laboratory // Russian Aeronautics. 2013. V. 56. No. 3. P. 297–302. DOI: 10.3103/S1068799813030124.
- Belousov A. I., Sedel’nikov A. V. Problems in formation and control of a required microacceleration level at spacecraft design, tests, and operation // Russian Aeronautics. 2014. V. 57. No. 2. P. 111–117. DOI: 10.3103/S1068799814020019.
- Cao J., Zhou N., Shang H. et al. Internal geometric quality improvement of optical remote sensing satellite images with image reorientation // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 3. Article 471. https://doi.org/10.3390/rs14030471.
- Chen H. High-precision target detection of remote sensing image based on feature enhancement with 6G technology // Advances in Multimedia. 2022. V. 2022. No. 7. Article 095308. 14 p. DOI: 10.1155/2022/6095308.
- Duan K., Hou F., Duan Y. Research on vibration isolation of precision electronic equipment of spacecraft under severe load // Advances in Guidance, Navigation and Control. ICGNC 2024. Lecture Notes in Electrical Engineering. Singapore: Springer, 2025. V. 1351. P. 41–47. DOI: 10.1007/978-981-96-2256-6_5.
- Guangwei S., Weigong C., Meisinger R. The research on the model of a magnetic suspension system // Electric Machine and Control. 2005. V. 9. No. 2. P. 187–190.
- Hu H., Li H., Ma J. et al. Defect detection in remote sensing satellite images: A new dataset and algorithm // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2025. V. 63. Article 5605212. DOI: 10.1109/TGRS.2025.3526644.
- Ivliev N., Evdokimova V., Podlipnov V. et al. First Earth-imaging CubeSat with harmonic diffractive lens // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 9. Article 2230. DOI: 10.3390/rs14092230.
- Ivliev N., Podlipnov V., Petrov M. et al. 3U CubeSat-based hyperspectral remote sensing by offner imaging hyperspectrometer with radially-fastened primary elements // Sensors. 2024. V. 24. No. 9. Article 2885. https://doi.org/10.3390/s24092885.
- Kazanskiy N. L., Khonina S. N., Butt M. A. Exploring the functional characteristics of diffractive optical Element: A comprehensive review // Optics and Laser Technology. 2025. V. 183. Article 112383. DOI: 10.1016/j.optlastec.2024.112383.
- Liu C.-C., Jing X., Daley S., Li F. Recent advances in micro-vibration isolation // Mechanical Systems and Signal Processing. 2015. V. 55–56. No. 3. P. 55–80. DOI: 10.1016/j.ymssp.2014.10.007.
- Liu W., Gao Y., Zhang L. et al. Flight test results for microgravity active vibration isolation system on-board Chinese Space Station // npj Microgravity. 2024. V. 10. Article 19. DOI: 10.1038/s41526-024-00359-7.
- Nikolaeva A. S., Evtushenko M. A., Manukyan L. A. Investigation of the accuracy of an approximate solution of the initial boundary value problem of thermal conductivity with boundary conditions of the third kind // Intern. J. Mathematical Modelling and Numerical Optimisation. 2025. V. 15. No. 1. P. 52–63. https://doi.org/10.1504/IJMMNO.2025.145634.
- Safarabadi M., Izi H., Haghshenas J., Kelardeh H. K. Design of micro-vibration isolation system for a remote-sensing satellite payload using viscoelastic materials // Engineering Solid Mechanics. 2020. V. 8. P. 69–76. DOI: 10.5267/j.esm.2019.8.003.
- Sedelnikov A. V. Fractal assessment of microaccelerations at weak damping of natural oscillation in spacecraft elastic elements. II // Russian Aeronautics. 2007. V. 50. No. 3. P. 322–325. DOI: 10.3103/S1068799807030154.
- Sedelnikov A. V. Fractal quality of microaccelerations // Microgravity Science and Technology. 2012. V. 24. No. 5. P. 345–350. https://doi.org/10.1007/s12217-012-9326-5.
- Sedelnikov A. V. The assessment problem of microaccelerations at the experimental sample of the small spacecraft “AIST” after the battery degradation and the method of its solution // Microgravity Science and Technology. 2020. V. 32. No. 4. P. 673–679. https://doi.org/10.1007/s12217-020-09789-w.
- Sedelnikov A. V. Algorithm for restoring information of current from solar panels of a small spacecraft prototype “AIST” with help of normality conditions // J. Aeronautics, Astronautics, and Aviation. 2022. V. 54. No. 1. P. 67–76. DOI: 10.6125/JoAAA.202203_54(1).05.
- Sedelnikov A. V., Salmin V. V. Modeling the disturbing effect on the Aist small spacecraft based on the measurements data // Scientific Reports. 2022. V. 12. Article 1300. https://doi.org/10.1038/s41598‐022‐05367‐9.
- Sedel’nikov A. V., Serpukhova A. A. Simulation of a flexible spacecraft motion to evaluate microaccelerations // Russian Aeronautics. 2009. V. 52. No. 4. P. 484–487. https://doi.org/10.3103/S1068799809040187.
- Sedelnikov A. V., Orlov D. I., Serdakova V. V., Nikolaeva A. S. (2023a) Investigation of the stress-strain state of a rectangular plate after a temperature shock // Mathematics. 2023. V. 11. No. 3. Article 638. DOI: 10.3390/math11030638.
- Sedelnikov A., Serdakova V., Orlov D., Nikolaeva A. (2023b) Investigating the temperature shock of a plate in the framework of a static two-dimensional formulation of the thermoelasticity problem // Aerospace. 2023. V. 10. No. 5. Article 445. https://doi.org/10.3390/aerospace10050445.
- Sedelnikov A. V., Taneeva A. S., Manukyan L. A. Estimation of the microaccelerations on an automatic rotary vibration isolation device // Space: Science and Technology. 2025. V. 5. Article 0292. https://doi.org/10.34133/space.0292.
- Shi H. T., Abubakar M., Bai X. T., Luo Z. Vibration isolation methods in spacecraft: A review of current techniques // Advances in Space Research. 2024. V. 73. No. 8. P. 3993–4023. DOI: 10.1016/j.asr.2024.01.020.
- Shibata T., Tochimoto S., Sakai S. Experimental evaluation for a contactless vibration isolator using the flux pinning effect // J. Spacecraft and Rockets. 2022. V. 59. No. 6. P. 2017–2024. DOI: 10.2514/1.A35336.
- Shu S., Fang J.-C., Zhang W. et al. High-precision attitude control method based on MSCMG for large-scale remote sensing satellite // Zhongguo Guanxing Jishu Xuebao/J. Chinese Inertial Technology. 2017. V. 25. No. 4. P. 421–431. DOI: 10.13695/j.cnki.12-1222/o4.2017.04.001.
- Sornalatha P., Mahesh K., Panneerselvam K. Multi-class remote sensing image retrieval using optimized convolution neural network with weighted distances // J. Indian Soc. of Remote Sensing. 2024. V. 53. P. 1343–1358. DOI: 10.1007/s12524-024-02036-4.
- Tryggvason B. V., Duval W. M. B., Smith R. W. et al. The vibration environment on the International Space Station: Its significance to fluid-based experiments // Acta Astronautica. 2001. V. 48. No. 2–3. P. 59–70. DOI: 10.1016/S0094-5765(00)00140-5.
- Wang G.-Y., Zhou D.-Q., Zhao Y. Data analysis of micro-vibration on-orbit measurement for remote sensing satellite // Yuhang Xuebao/J. Astronautics. 2015. V. 36. No. 3. P. 261–267. DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2015.03.003.
- Wang A., Wang S., Xia H., Ma G. Dynamic modeling and control for a double-state microgravity vibration isolation system // Microgravity Science and Technology. 2023. V. 35. No. 1. Article 9. DOI: 10.1007/s12217-022-10027-8.
- Wu Q., Liu B., Cui N., Zhao S. Tracking control of a maglev vibration isolation system based on a high-precision relative position and attitude model // Sensors. 2019. V. 19. Article 3375. DOI: 10.3390/s19153375.
- Xiong Q., Ren X., Yin H. et al. SFDA-MEF: An unsupervised spacecraft feature deformable alignment network for multi-exposure image fusion // Remote Sensing. 2025. V. 17. No. 2. Article 199. DOI: 10.3390/rs17020199.
- Zhang X. Superresolution reconstruction of remote sensing image based on middle-level supervised convolutional neural network // J. Sensors. 2022. V. 2022. Article 2603939. DOI: 10.1155/2022/2603939.
- Zhang T., Yang X., Cao Q. et al. Imaging geometric simulation and vibration influence analysis of rotary scanning remote sensing satellites // Measurement. 2025. V. 242. Pt. E. Article 116108. DOI: 10.1016/j.measurement.2024.116108.
- Zheng C., Gao J., Liu J., Xue X. Dynamic performances of a double-layer vibration isolation system: Nonlinear modeling and experimental validation // Intern. J. Mechanical System Dynamics. 2024. V. 5. No. 1. P. 113–128. DOI: 10.1002/msd2.12138.
- Zhou X., Chen W., Zhao F. Dynamic modeling and active vibration isolation of a noncontact 6-DOF Lorentz platform based on the exponential convergence disturbance observer // Shock and Vibration. 2021. V. 2021. Article 6641863. DOI: 10.1155/2021/6641863.