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. 2010. Т. 7. №2. С. 14-25

Оценка эффективности алгоритмов синтезирования апертуры сканирующего радиометра

В.И. Горный 1, М.И. Кислицкий 2, И.Ш. Латыпов 1
1 Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, 197110, Санкт-Петербург, ул. Корпусная, 18
2 ФГУА «Конструкторское бюро «Арсенал» имени М.В.Фрунзе» ФЕДЕРАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО, 195 009, Санкт-Петербург, ул. Комсомола, д. 1-3
К дистанционному зондированию Земли (ДЗЗ) из Космоса сканирующими радиометрами (сканерами)
предъявляются все более жесткие требования по детальности и повторяемости съемок. Высокая детальность
достигается применением дорогостоящих длиннофокусных объективов с большой апертурой, но при этом
уменьшается угол обзора. Поэтому необходимая повторяемость наблюдений обеспечивается увеличением
числа спутников или прицельными съемками, что приводит к удорожанию спутниковых систем ДЗЗ. Таким
образом, имеет место противоречивое требование повышения детальности при сохранении широкой полосы
обзора. Проблема повышения разрешения для спутниковых систем ДЗЗ особенно остра для инфракрасного-
теплового и СВЧ диапазонов электромагнитных волн (ЭМВ).
Подобная же проблема имела место при создании авиационных радиолокационных станций бокового обзо-
ра, когда получение высокого геометрического разрешения потребовало применения антенн, линейные раз-
меры которых превосходили размеры самолетов. Выход был найден в создании радиолокационных станций
с синтезированной апертурой.
Проблема повышения разрешающей способности оптико-электронных систем ДЗЗ упирается в некоррект-
ность задачи деконволюции зарегистрированного с повышенной частотой считывания регистрируемого
сигнала при известной аппаратной функции прибора.
С целью оценки устойчивости решения при нарушении геометрии сканирования из-за эволюций носителя
исследована эффективность алгоритмов синтезирования апертуры: - деконволюции на основе решения сис-
тем неравенств; - Ван Циттерта; - Голда. Путем численного моделирования показано, что алгоритмы Ван
Циттерта и Голда практически не зависят от нарушения геометрии сканирования, но в отличии от алгоритма
деконволюции на основе решения системы неравенств, не позволяют достичь максимально-возможного по-
вышения разрешающей способности.
Ключевые слова: digital image processing, subpixel scanning, space images,
Полный текст

Список литературы:

  1. Фриш С.Э. и Тиморева А.В. Курс общей физики. т. III. Оптика, атомная физика // М. Изд. второе. Государственное издательство технико-теоретической литературы.1952.-800с.
  2. Harger R.O. Synthetic aperture radar systems: theory and design // New York, Academic Press. 1970. 240 p.
  3. В.И.Горный, И.Ш.Латыпов. Концепция системы малых КА для измерения и картографирова- ния физических характеристик земной поверхности на основе многоразовой тепловой съемки сканерами с синтезированным разрешением // Проблемы и технологии создания и использо- вания космических систем и комплексов на базе малых КА и орбитальных станций. Второй межведомственный научно-практический семинар. 26-30 октября 1998. Сборник тезисов док- ладов. ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. 1998. -215 с.
  4. В.И.Горный, И.Ш.Латыпов. Экспериментальное подтверждение возможности создания ска- нирующего радиометра с синтезированной апертурой // ДАН, 2002, т.387, №1, Геофизика, с. 102-104.
  5. Тихонов А.Н. и Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач // М.Наука. -224с.
  6. Куликов А.Н., Фазылов В.Р. Конечный метод решения систем выпуклых неравенств // Изв. вузов. Математика. - 1984 - № 11. - С.59-63.
  7. Фазылов В.P. Один общий метод отыскания точки выпуклого множества. // Известия вузов. Математика. - 1983. - № 6. - С.43-51.
  8. Van Cittert P. Zum Einfluß der Spaltbreite auf die Intensitätsverteilung in Spektrallinien II // Z. Phys. 1931. V. 69. P. 298-308.
  9. Gold R. An Iterative Unfolding Method for Matrices // Tech. Rep. ANL-6984, Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois, 1964.